JPS61128103A - スラグ層の厚み検出方法及びそのための電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は溶融金属表面に浮遊する酸化物スラグ層の厚み
を測定する検出方法とそれに使用するＺ　ｒＢ？を主成
分とする材質からなる電極に関するものである。

［従来の技術］ 金属の精錬において溶融金属表面に浮遊する酸化物スラ
グ層の組成や量は、金属の純度や最終の性質に決定的な
影響を芋えるために、その組成と量を把握することの重
要性は、近年ますます増加する傾向にある。

従来、精錬や鋳造作業時の溶融金属表面に浮遊する酸化
物スラグ層の量の把握は、Ｑ終の金属の性質によりスラ
グ量の大小を判断するか、もしくは熟練した作業員の経
験によるスラグ層の厚みの判断によっている。

また、一部溶融金属の比抵抗（１０−５〜１０−”［Ω
・ｃｍ、）とその表面に浮遊するスラグの比抵抗（１０
−２〜１０−０　［Ω・ｃｍｌ）の異なることを利用し
て、カーボン電極を用いて、その抵抗を測定することに
よりスラグ層の厚みの測定を自動化しようとする試みも
考えられる。しかし、カーボン電極は大気中４００℃以
上で酸化されるので、電極棒は徐々に細く短くなり、場
合によっては欠損する。そのため長期間の連続使用に耐
えず、交換回数が多く生産性の低下を招く。

また、溶融金属が、鋳鉄の場合には溶融鉄が吸戻するた
め電極の消耗が激しくなるだけではなく吸戻された炭素
が最終の鉄の性質に決定的影響をおよぼすため好ましく
ない。

［発明の解決しようとする問題点］ このように、従来の最終の金属の性質による判断や熟練
した作業員の経験による判断では、精錬や鋳造工程の自
動化が難かしく、また、カーボン電極を使用した方法で
は、長期間の連続使用に耐えず、交換回数が多く生産性
の低下を招くという問題点がある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題を解決すべくなされたものであり
、溶融金属の比抵抗とその表面に浮遊する酸化物スラグ
の比抵抗の異なりを利用して、溶融金属、酸化物スラグ
の両者に、侵食されにくく、ぬれにくく耐酸化性に優れ
、導電性のあるＺｒＢｚ製電極全電極しくは使用し、該
電極数本を組合せて溶融金属の比抵抗とその表面に浮遊
する酸化物の抵抗を測定することにより、溶融金属表面
に浮遊する酸化物スラグ層の厚みを検出することを特徴
とする酸化物スラグ層の厚み測定方法である。

本発明方法は、このように導電性セラミックス電極を複
数本使用するもので、後述する実施例を参照すれば分る
如く、少なくとも１本の電極は陽極金属中にまで挿入し
、他の１本をスラグ層内にとどめるように配設すること
で溶融金属とスラグ層のそれぞれの比抵抗の差異を検出
できる。そしてその際の電極の挿入位置（深さ）の認識
でスラグ層の厚みを決定しうることになる。

ここで、これらの電極の予め設定された種々の異なる長
さの電極を多数電極保持部材に固定して使用することも
できるし、電極自体を保持部材に対し、検出操作中に上
下可動にしておくこと或は溶融金属面までの距離を正確
に設定しておくなどすれば最小数の２木でも比抵抗の差
異を検出することができる。

また１本発明の実施に当ってその溶融金属とスラグ中の
比抵抗の測定のよる差異を正確に検出するには中心電極
を定め、該電極から等距離にスラグ層及び溶融金属中に
それぞれの電極電極を周囲電極として配することである
。

そして、この際この中心電極は、周囲電極との間でそれ
ぞれの間のスラグ及び溶融金属の比抵抗を検出しうるた
めに溶融金属中にまで好ましくは全ての電極中最深部に
まで伸びる充分長い電極であることが必要である。

また、本発明で使用される電極としては、前述したよう
にカーボン電極ではその使用に耐えないものであるため
、これら以外のセラミックからなる電極が必要である。

即ち、酸化物スラグ層に接触して長期使用に耐える好適
な材質はＺｒＢ２を主成分と硼化物からなるものであり
、次のようなものが適当である。

組成−Ｚｒｌｈを主成分とするもので、好ましくはＺｒ
Ｂ＋が７０％以上、特には、９０％以上からなるもの（
重量％） 物性−カサ密度　５．７〜８．０ｇ／ｃｃ抵抗強度　３
０〜５０ｋｇ／ｍｍ２以上ピンカース硬Ｉｍ　（）ｌｖ
）　１２５６〜１５００ｋｇ／ｍｍｚ熱膨張率　（０〜
１０００℃）８Ｘ１０−６／’０熱伝導率　５０〜８５
　Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃比抵抗１０．８Ｘ　１０−６〜
１．４４Ｘ　ｔｏ−２し０ｍ　ｃｍｌ 耐酸化性　（１３００°Ｃ，１２ｈｒ、酸化増量）１０
ｍｇ／ｃｍ２ 尚、本発明の実施態様によっては、Ｚ　ｒＢ２電極以外
の他の導電性のセラミンク電極１例えばＴｉＢ２．Ｔｉ
Ｎ、　ＺｒＣなどの使用も可能である。

本発明は、このような性質の電極を使用することにより
、連続的に溶融金属表面に浮遊する酸化物スラグ層の厚
みの検出を電極の十分な耐用性のもとに見い出すことに
成功したものである。

［実施例１ 第１図は１本発明の溶融金属表面に浮遊する酸化物スラ
グ層の厚み検出器１１の略図である。

第１図において、１〜８はＺｒＢ２製（重量％で、Ｚｒ
Ｂ２８９％、ＢＮＩＯ％、その他１％）電極である。１
０は、１〜９のＺ　ｒＢｙ製電極電極持する５Ｋ２７番
の耐火物である。

電極ｌは長さ１５０ＩＩ１ｍ、２８ｍｍφである。電極
２，３゜４．５．８　、？　、８．９は外径５ａ＋ｍφ
で、長さが２■づつ異なっており、各々１００，９８，
９Ｅｌ、９４，９２，９０．８Ｂ。

８８ｍｔｓの長さである。

これら電極２〜９は電極１との電極間距離が一定となる
様に、電極１周辺に配置されている。

第１図に示した、スラグ層厚み検出器１１の各電極から
、リード線を取り出し、第２図に示す様に配線した。

炉１３中の溶鋼１４とそのとに浮遊する酸化物スラグ１
２、第１図に示したスラグ層の厚み検出器１１を挿入し
、検出器のＺｒＢｚ製電極１〜９に対応したリード線切
り換え端子１′〜９′を切り換えスイッチ１５に接続し
、万能ブリッヂ１７、正弦波発振器１Ｂに配線し、切り
換えスイッチ１５でリート線２′〜ｅ′を切り換えなが
らＺｒＢ２製電極１と２〜９の間の抵抗をＡＣ：（１０
〜５．Ｏｋｃ／５ｅａ）で測定した。

測定結果を第３図に示す、第３図において。

電極番号２．３と電極ＩＭの抵抗が〜！Ｏ−４とほぼ溶
鋼の比抵抗１を示し、電極番号４〜７は１０〜Ｉとほぼ
スラグの比抵抗を示した。そして、電極番号８．３と電
極ｌの間の抵抗は無限大を示し、スラグ層中に挿入され
ていないことを示唆した。

このことにより、スラグ層の厚みは、電極４〜７間の長
さの差、すなわち６■と電極３〜６間の長さの差１０ｍ
ｍの間であることがわかった。このような、スラグ層の
厚み検出を繰返した結果、本発明の検出器は６０日間使
用しても異常は見られなかった。

こらの対し、比較のため、カーボン電極を使用し本実施
例に示したと同様の条件でスラグ層厚みの検出を行なっ
た結果、約５時間で、カーホン電極が消耗し使用不可能
となった。

尚、以上溶鋼の表面に浮遊する酸化物スラグ層の厚み検
出についてその実施例を示したが、他の溶融金属表面に
浮遊するスラグ層の厚みの検出にも、　ＺｒＢｚ製電極
が、溶融金属、酸化物スラグにぬれにくく、侵食されな
いことより使用できることは、明白である。

そして、電極の長さの差を小さくすることにより精度を
向上させることも容易である６また、マイクロコンピュ
タ−を用いて′測定を自動化することにより、スラグ層
の厚みの検出を連続化することも可能である。

［発明の効果］ このように本発明は、従来の最終の金属の性質による判
断や熟練した作業員の経験による判断にたよっていたス
ラグ層の厚みの検出を容易に可能にしたばかりか、特に
Ｚ　ｒＢ２製電極を使用することにより、カーボン電極
の数百倍の長期的耐用を可能にするスラグ層の厚み検出
方法を提供するものであり、その工業的価値は多大で第
１図は１本発明方法を説明するための厚み検出器の概略
図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。第２図
は、本発明方法を説明するためのｆ１！、線図、第３図
は電極間の比抵抗値を示すグラフである。

図面にて、１は中心電極、２〜９は周囲電極、１２はス
ラグ層、１４は溶鋼である。

第　　１　図 事　２　図 電極湛 第　３ −１只

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導電性セラミックス電極を複数本使用し、該電極の
   少なくとも１本は溶融金属中にまで挿入するようにし、
   溶融金属表面に浮遊するスラグ層と溶融金属との比抵抗
   の差異を利用して溶融金属表面の該スラグ層の厚みを検
   出することを特徴とするスラグ層の方法。 ２、電極として少なくとも３本使用し、そのうち１本を
   中心電極として溶融金属中にまで挿入し、他の２本以上
   を周囲電極として中心電極から等距離にかつ少なくとも
   １本が溶融金属中にまで挿入するようにする特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ３、導電性セラミックス電極として主成分がＺｒＢ＿２
   からなる硼化物セラミックス電極を使用する特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４、溶融金属表面に浮遊するスラグ層の厚みを検出する
   ための電極であって、その材質が ＺｒＢ＿２を主成分とすることを特徴とする電極。