JPS61148342A - 溶湯中のガス測定用耐火物製プロ−ブ - Google Patents
溶湯中のガス測定用耐火物製プロ−ブInfo
- Publication number
- JPS61148342A JPS61148342A JP59271567A JP27156784A JPS61148342A JP S61148342 A JPS61148342 A JP S61148342A JP 59271567 A JP59271567 A JP 59271567A JP 27156784 A JP27156784 A JP 27156784A JP S61148342 A JPS61148342 A JP S61148342A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- probe
- refractory
- molten metal
- porous body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/202—Constituents thereof
- G01N33/2022—Non-metallic constituents
- G01N33/2025—Gaseous constituents
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
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。
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〕
本発明は非鉄金属および非鉄金属合金溶湯中のガス量を
測定するための検出端として用いられるガス測定用耐火
物製プローブに関する。
測定するための検出端として用いられるガス測定用耐火
物製プローブに関する。
非鉄金属および非鉄金属合金溶湯（以下溶湯と略す場合
もある）に含まれる各種ガス量を測定し、管理すること
は、鋳造後の製品品質要求が次第に高度化しつつある中
で、必要不可欠なこととなっている。
もある）に含まれる各種ガス量を測定し、管理すること
は、鋳造後の製品品質要求が次第に高度化しつつある中
で、必要不可欠なこととなっている。
溶湯中のガス含有量を測定する方法としては、徐冷凝固
試料の表面観察法、減圧凝固法・カラーチェック法等の
定性的方法から、ガス含有量を定量的に測定する真空抽
出法、グーデル法、テレガス法等がある。この中でシー
ベルトの法則を利用して定量的に測定するいわゆるテレ
ガス法は、他の測定方法がすべて採取した試料による測
定であるのに対して、実際の溶湯で測定が行なえるとい
う優れた利点がある。その概要は、一定量の限定された
Ｎ ガスを、棒状の耐火物製プローブを用いてその中に
設けたＮ ガス吹込み用通路を通し先端の直径１■のＮ
ガス吹出し口から溶湯中に吹込み、水素分圧を測定し
ながら繰返し溶湯に導入し、Ｎ ガス吹収用通路からの
回収ガス中の水案分圧が溶湯中の水素分圧と平衡するま
で継続し、水素ガスを含むＮ ガスと標準Ｎ ガスとを
熱伝導度セルにより比較し、水素ガス濃度を測定するも
のである。測定においては、比較的低い圧力で且つ一定
量のＮ ガスを安定して吹込むことが重要であり、通常
の場合、通路圧力１０００〜１８００１１１１ Ｎ２０
、通路流Ｊｌ １１０〜１０ ｃｃ／ｍｉｎが必要であ
ル１゜本方法は、原理として分圧平衡法を用いるため為
非鉄金属および非鉄金属合金溶湯中に含まれるガス量の
絶対値が測定される優れた方法であるが、一方実用面で
はプローブの寿命が短かい、測定時間がかかりすぎる等
の問題を有している。
試料の表面観察法、減圧凝固法・カラーチェック法等の
定性的方法から、ガス含有量を定量的に測定する真空抽
出法、グーデル法、テレガス法等がある。この中でシー
ベルトの法則を利用して定量的に測定するいわゆるテレ
ガス法は、他の測定方法がすべて採取した試料による測
定であるのに対して、実際の溶湯で測定が行なえるとい
う優れた利点がある。その概要は、一定量の限定された
Ｎ ガスを、棒状の耐火物製プローブを用いてその中に
設けたＮ ガス吹込み用通路を通し先端の直径１■のＮ
ガス吹出し口から溶湯中に吹込み、水素分圧を測定し
ながら繰返し溶湯に導入し、Ｎ ガス吹収用通路からの
回収ガス中の水案分圧が溶湯中の水素分圧と平衡するま
で継続し、水素ガスを含むＮ ガスと標準Ｎ ガスとを
熱伝導度セルにより比較し、水素ガス濃度を測定するも
のである。測定においては、比較的低い圧力で且つ一定
量のＮ ガスを安定して吹込むことが重要であり、通常
の場合、通路圧力１０００〜１８００１１１１ Ｎ２０
、通路流Ｊｌ １１０〜１０ ｃｃ／ｍｉｎが必要であ
ル１゜本方法は、原理として分圧平衡法を用いるため為
非鉄金属および非鉄金属合金溶湯中に含まれるガス量の
絶対値が測定される優れた方法であるが、一方実用面で
はプローブの寿命が短かい、測定時間がかかりすぎる等
の問題を有している。
上記の問題点を更に詳細に説明すると、（１）回収ガス
中の水素分圧が溶湯中の水素分圧と平衡に達した後、水
素ガス濃度を測定する際、連続的に吹出していたＮ２ガ
スを停止させる操作が必要である。このときにプローブ
の先端部にある孔径約１鴎のＮ ガス吹出し口に溶湯が
侵入し・テ０−プとの反応および凝固によって、Ｎ ガ
ス吹出し口を閉塞してしまう。この現象は、プローブの
寿命の最も大きな要因となり、溶湯によっては一回の測
定で閉塞してしまうものがあるが、平均して７〜８回の
測定で閉塞し、これがプローブの寿命を律速している。
中の水素分圧が溶湯中の水素分圧と平衡に達した後、水
素ガス濃度を測定する際、連続的に吹出していたＮ２ガ
スを停止させる操作が必要である。このときにプローブ
の先端部にある孔径約１鴎のＮ ガス吹出し口に溶湯が
侵入し・テ０−プとの反応および凝固によって、Ｎ ガ
ス吹出し口を閉塞してしまう。この現象は、プローブの
寿命の最も大きな要因となり、溶湯によっては一回の測
定で閉塞してしまうものがあるが、平均して７〜８回の
測定で閉塞し、これがプローブの寿命を律速している。
（２）回収ガス中の水素分圧と溶湯中の水素分圧とが平
衡に到達するまでの時間が、例えばアルミニウムおよび
アルミニウム合金では約２０分必要であり、この間プロ
ーブを溶湯中に浸漬しておかねばならず、作業上手間が
かかりすぎるだけでなく、プローブの劣化に影響を与え
る。
衡に到達するまでの時間が、例えばアルミニウムおよび
アルミニウム合金では約２０分必要であり、この間プロ
ーブを溶湯中に浸漬しておかねばならず、作業上手間が
かかりすぎるだけでなく、プローブの劣化に影響を与え
る。
上記（１）の閉塞に対しては、溶湯の表面張力を利用し
、溶湯がＮ ガス吹出し口２に侵入しないような小さな
口径とすることで解決できるが、単に口径な小さくした
だけでは圧力損失が大きくなり、また吹出流量も減少し
て測定は不能となる。
、溶湯がＮ ガス吹出し口２に侵入しないような小さな
口径とすることで解決できるが、単に口径な小さくした
だけでは圧力損失が大きくなり、また吹出流量も減少し
て測定は不能となる。
また（２）においては、Ｎ ガスと溶湯との接触面積を
大きくすること、即ち気泡の表面積を拡大することによ
り分圧平衡に達する時間を短縮することができるが、従
来のプローブの先端の穴がその゛ままで、圧力を上げガ
ス量を増加させると、計測部の圧力、流量の限界を超え
て行なわざるを得す、また測定の原理からも測定不能と
なる。
大きくすること、即ち気泡の表面積を拡大することによ
り分圧平衡に達する時間を短縮することができるが、従
来のプローブの先端の穴がその゛ままで、圧力を上げガ
ス量を増加させると、計測部の圧力、流量の限界を超え
て行なわざるを得す、また測定の原理からも測定不能と
なる。
本発明はこれらの二点を同時に解決しＮ Ｎ２ガス吹出
し口の先端を溶湯が容易に侵入しないような微細な気孔
を有し且つ圧力損失が１８００ ｆｉＨ２０以下で流量
１１０ ｃｃ／ｍｉｎが得られる構造のプローブを提供
しようとするものである。
し口の先端を溶湯が容易に侵入しないような微細な気孔
を有し且つ圧力損失が１８００ ｆｉＨ２０以下で流量
１１０ ｃｃ／ｍｉｎが得られる構造のプローブを提供
しようとするものである。
本発明は上記の目的を達するために、耐火物製プローブ
のガス吹出し口に、８０〜８０μｍの気孔径を有し、通
気度がＣ．０７５〜１．２０Ｃ． Ｇ、 Ｓで、且つ厚
さがＣ．５〜（７，５Ｘ通気度）ｍの耐火物製貫通多孔
Ａ出口と連通させて取付けたものである。
のガス吹出し口に、８０〜８０μｍの気孔径を有し、通
気度がＣ．０７５〜１．２０Ｃ． Ｇ、 Ｓで、且つ厚
さがＣ．５〜（７，５Ｘ通気度）ｍの耐火物製貫通多孔
Ａ出口と連通させて取付けたものである。
図は耐火物製プローブの溶湯への浸漬部の縦断面図であ
って、プローブ８の中には、Ｎ２ガス吹込み用通路１が
設けてあり、該通路１は一端面にＮ２ガス吹出し口２と
して開口されている。プローブ８の前記一端からやや他
端帯りには、一端側に内側を向けて浅いカップ状のＮ
ガス回収用力ツブ６が形成しである。該カップ６の底と
入口との間を途中で区画する耐火物製の溶湯浸入防止用
フィルター７が二重底を形成するようにカップ６に設け
である。プローブ８の中には通路１と平行してＮ ガス
回収用通路３が設けてあって、通路３はカップ６の底と
フィルター７の間にＮ ガス吸収口Φとして開口させで
ある。本発明は、このプローブ８のＮ ガス吹出し口２
を覆うようにプ０−プ８の一端面に前記の耐火物製の多
孔体５を吹出し口２と連通させて取付けたものである。
って、プローブ８の中には、Ｎ２ガス吹込み用通路１が
設けてあり、該通路１は一端面にＮ２ガス吹出し口２と
して開口されている。プローブ８の前記一端からやや他
端帯りには、一端側に内側を向けて浅いカップ状のＮ
ガス回収用力ツブ６が形成しである。該カップ６の底と
入口との間を途中で区画する耐火物製の溶湯浸入防止用
フィルター７が二重底を形成するようにカップ６に設け
である。プローブ８の中には通路１と平行してＮ ガス
回収用通路３が設けてあって、通路３はカップ６の底と
フィルター７の間にＮ ガス吸収口Φとして開口させで
ある。本発明は、このプローブ８のＮ ガス吹出し口２
を覆うようにプ０−プ８の一端面に前記の耐火物製の多
孔体５を吹出し口２と連通させて取付けたものである。
このプローブは有機単繊維を格子状に織った織物に微細
な耐火物を泥状にして塗布したものをうず巻き状に巻く
か所要厚さとなるように重ね乾燥焼成して作られた多孔
体あるいは、耐火物の粒子を焼結させその粒子間空隙を
利用した多孔体を、既存のプローブの先端に無機質接−
着材で接着することで得ることができる。
な耐火物を泥状にして塗布したものをうず巻き状に巻く
か所要厚さとなるように重ね乾燥焼成して作られた多孔
体あるいは、耐火物の粒子を焼結させその粒子間空隙を
利用した多孔体を、既存のプローブの先端に無機質接−
着材で接着することで得ることができる。
またこれら多孔体を製造するための材質としては、溶融
金属用として使用されるＳｉＣ質、ＳｉＣ！−Ａｊ Ｏ
質、ＡＩＯ質、Ｓｉ Ｎ 質等の耐火物が使用できる。
金属用として使用されるＳｉＣ質、ＳｉＣ！−Ａｊ Ｏ
質、ＡＩＯ質、Ｓｉ Ｎ 質等の耐火物が使用できる。
作し、厚さを変えた場合の吹出流量と平衡到達時間（測
定時間）を測定した。
定時間）を測定した。
代表例を第２表、第３表に示す。
第 ３ 表
気孔径３０μｍにおける通気度１厚さを変えた場合の試
験条件 溶湯：Ｊ工Ｓ ５０５６溶湯温度ニア１０Ｃ本
実験の結果より、一定流量（１１０ｃｃ／ｍｉｎ ）を
得、且つ最短測定時間を得るためには、通気度において
、Ｃ．０７５ａ、へＳ〜１．２０αへＳの範囲で且つ厚
さがＣ．５〜（７，５Ｘ通気度）鴎の範囲に調整された
多孔体であれば良いことがわかる。
験条件 溶湯：Ｊ工Ｓ ５０５６溶湯温度ニア１０Ｃ本
実験の結果より、一定流量（１１０ｃｃ／ｍｉｎ ）を
得、且つ最短測定時間を得るためには、通気度において
、Ｃ．０７５ａ、へＳ〜１．２０αへＳの範囲で且つ厚
さがＣ．５〜（７，５Ｘ通気度）鴎の範囲に調整された
多孔体であれば良いことがわかる。
また銅および銅合金についても同様の結果を得た。
従来の耐火物製プローブ先端部のＮ ガス吹出し口（口
径１鴎）に、厚みＱ、５ｍの多孔体を無機接着剤で接着
し、このプローブを用いて種々のアルミニウム合金溶湯
中の水素の測定を行なった。
径１鴎）に、厚みＱ、５ｍの多孔体を無機接着剤で接着
し、このプローブを用いて種々のアルミニウム合金溶湯
中の水素の測定を行なった。
この結果を従来のプローブによるもの（多孔体を有しな
いもの）と併せて第４表に示す。
いもの）と併せて第４表に示す。
第４表から明らかなように本発明によるものは従来のプ
ローブをそのま＼用いた場合と比較して、プローブ寿命
は延長し且つ測定所要時間は短縮していることが判る。
ローブをそのま＼用いた場合と比較して、プローブ寿命
は延長し且つ測定所要時間は短縮していることが判る。
なお測定値は、従来と本発明のプローブでは実験誤差内
で一致した。
で一致した。
（発明の効果）
ｌプローブ寿命が従来品と比較して約二倍延び、測定コ
ストが約１７２に低減した。
ストが約１７２に低減した。
ユ測定時間が短縮し、測定の手間が軽減した０
図は本発明プローブの溶湯中への浸漬部の縦断面図であ
る。 Ｉ・・Ｎ ガス吹込み用通路、 ２・・Ｎ ガス吹出し口１ ３・・Ｎ ガス吸収用通路、 ４・・Ｎ ガス吸収口、５・・多孔体、６・・Ｎ ガス
回収用カップ、 ７・・溶湯浸入防止用フィルター、 ８・・プローブ。
る。 Ｉ・・Ｎ ガス吹込み用通路、 ２・・Ｎ ガス吹出し口１ ３・・Ｎ ガス吸収用通路、 ４・・Ｎ ガス吸収口、５・・多孔体、６・・Ｎ ガス
回収用カップ、 ７・・溶湯浸入防止用フィルター、 ８・・プローブ。
Claims (1)
- （１）非鉄金属および非鉄金属合金溶湯中に存在するガ
ス量をシーベルトの法則により測定する際の検出端とし
て用いられる耐火物製プローブにおいて、非鉄金属およ
び非鉄金属合金溶湯中にキャリヤーガスを吹込むための
ガス吹出口に、３０μｍ〜８０μｍの気孔径を有し、通
気度が０．０７５〜１．２０Ｃ．Ｇ．Ｓで且つ厚さが０
．５〜（７．５×通気度）ｍｍの耐火物製貫通多孔体を
吹出口と連通させて取付けたことを特徴とする溶湯中の
ガス測定用耐火物製プローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59271567A JPS61148342A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 溶湯中のガス測定用耐火物製プロ−ブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59271567A JPS61148342A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 溶湯中のガス測定用耐火物製プロ−ブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61148342A true JPS61148342A (ja) | 1986-07-07 |
| JPH0352902B2 JPH0352902B2 (ja) | 1991-08-13 |
Family
ID=17501877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59271567A Granted JPS61148342A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 溶湯中のガス測定用耐火物製プロ−ブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61148342A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02118242U (ja) * | 1989-03-07 | 1990-09-21 | ||
| US5031444A (en) * | 1988-11-17 | 1991-07-16 | Alcan International Limited | Method and apparatus for the determination of gas concentration in molten metal and metal matrix composites |
| JPH0497838U (ja) * | 1991-01-11 | 1992-08-25 | ||
| US5345808A (en) * | 1993-08-30 | 1994-09-13 | Sigworth Geoffrey K | Gas analyzer for molten metals |
| JP2004160538A (ja) * | 2002-02-14 | 2004-06-10 | Hoei Shokai:Kk | 溶融金属供給用容器及び安全装置 |
-
1984
- 1984-12-21 JP JP59271567A patent/JPS61148342A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5031444A (en) * | 1988-11-17 | 1991-07-16 | Alcan International Limited | Method and apparatus for the determination of gas concentration in molten metal and metal matrix composites |
| JPH02118242U (ja) * | 1989-03-07 | 1990-09-21 | ||
| JPH0497838U (ja) * | 1991-01-11 | 1992-08-25 | ||
| US5345808A (en) * | 1993-08-30 | 1994-09-13 | Sigworth Geoffrey K | Gas analyzer for molten metals |
| JP2004160538A (ja) * | 2002-02-14 | 2004-06-10 | Hoei Shokai:Kk | 溶融金属供給用容器及び安全装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352902B2 (ja) | 1991-08-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |