JPS62112983A

JPS62112983A - 低融点金属保持炉用ヒ−タ−

Info

Publication number: JPS62112983A
Application number: JP25322285A
Authority: JP
Inventors: 目黒　和教; 佐々木　泰実; 山口　正好; 谷中　正敏
Original assignee: Toshiba Denko Co Ltd; Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK; Toshiba Denko Co Ltd
Priority date: 1985-11-12
Filing date: 1985-11-12
Publication date: 1987-05-23

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〕本発明は低融点金属保持炉用ヒーターの改良に関する。

〔従来の技術〕

低融点金属の保持炉には、最近、浸漬型あるいはアンダ
ーヒート型といったヒーターが採用され始めている。こ
れらのヒーターは、ヒーター本体とこのヒーター本体を
包囲する耐熱性の保護管とから構成されている。

上記のような浸漬型あるいはアンダーヒート型のヒータ
ーを用いた保持炉では熱源費を大幅に低減することがで
きる。

〔発明が解決すべき問題点〕

こうしたヒーターにおいて最大の問題となるのは、ヒー
ター保護管の寿命である。すなわち、保護管が溶湯の浸
蝕あるいは熱衝撃により破損するまでの期間が短いほど
稼動時のランニングコストが上昇する。このため、熱源
費の低減によるコスト低減効果が相殺され、場合によっ
てはコストが上昇することもある。したがって、保護管
には溶湯に対する耐蝕性及び耐スポーリング性が要求さ
れる。

また、保護管が破損すると、溶湯の侵入によって突発的
なリークが発生するおそれがある。これを防止するため
、ヒーターには湯もれ検知機構を設けることが望ましい
。こうした湯もれ検知機構を設けたヒーターとして、本
発明者らはすでにアンダーヒート型のヒーターについて
特開昭５９−５０９６５号公報や特開昭５９−６７３２
８号公報に記載されているものを提案している。

これらに記載されているヒーターは、保護管を二重にし
て内側の保護管にリーク検知回路を接続したもの、ある
いは保護管本体の外表面にコーティング又はドーピング
により絶縁被膜を形成して保護管本体にリーク検知回路
を接続したものである。

しかし、従来保護管として用いられている自焼結ＳｉＣ
，Ｓｉ３Ｎ’４ボンデツドＳｉＣ、クレイポンデッドＳ
ｉＣ等の材質のものは導電性を有するものの抵抗が比較
的高いため、５０〜５００Ｖ程度の電圧を印加しなけれ
ばならないので危険をともなうことがある。一方、Ｃ，
５ｉ−３ｉＣ等の材質のものは導電性が良好であるが、
熱衝撃により破損し易い。特に、Ｃは外側の保護管ある
いは絶縁被膜が浸蝕されて低融点金属の溶湯に接触する
と急激に浸蝕されたり、酸化損耗するので不適当である
。

また、保護管本体の外表面に絶縁被膜を形成する場合、
従来はコーティング又はドーピングにより絶縁被膜を形
成していたため、弱く薄い絶縁被膜しか形成できず、溶
湯に対する耐食性が十分でなかった。

このように、従来は寿命が長く、シかも安全性の高いヒ
ーターは知られていなかった。

本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、寿命
が長く、低電圧で湯もれを検知することができる低融点
金属保持炉用ヒーターを提供することを目的とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の低融点金属保持炉用ヒーターは、ヒーター保護
管として１０〜３０％の気孔率を有する再結晶ＳｉＣか
らなるヒーター保護管本体の外表面にプラズマ溶射によ
って絶縁被膜を形成したものを用い、前記ヒーター保護
管本体に前記絶縁被膜が浸蝕されたことを検知するリー
ク検知回路を接続したことを特徴とするものである。

〔作用〕

このような低融点金属保持炉用ヒーターによれば、保護
管の外表面がプラズマ溶射によって形成された強固で厚
い絶縁被膜となっているので、溶湯に対する耐蝕性が高
く、ヒーターの寿命を延ばすことができる。また、保護
管本体は気孔率を規定した再結晶ＳｉＣで構成されてい
るので、耐スポーリング性が高く、シかも導電性が良好
（室温での電気抵抗０．２〜０．３Ω＠ｃａｂ）である
。このため、絶縁被膜が溶湯に浸蝕された時などに熱衝
撃を受けたとしても、保護管本体にクラックが発生する
ことがなく、しかも低電圧（１〜５■程度）でリーク検
知回路を作動させることができる。

本発明において、保護管本体を構成する再結晶ＳｉＣの
気孔率を１０〜３０％に規定したのは以下のような理由
による。すなわち、気孔率が１０％未満では耐スポーリ
ング性が大幅に低下し、絶縁被膜が溶湯により浸蝕され
る以前でもクラックが生じて使用不能となる。一方、気
孔率が３０％を超えると導電性が急激に低下し、高電圧
を使用しなければならず、危険である。

また、本発明において、保護管本体の外表面にプラズマ
溶射により形成される絶縁被膜としては、ＢＮ、Ｓ　ｉ
　３Ｎ＋等を挙げることができる。

この絶縁被膜は低融点金属の種類に応じてその溶湯に対
する耐蝕性が良好なものを適宜選択すればよい。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、浸漬ヒーター型Ａｉ保持炉ｌ内には温
度７００℃のＡｎ溶湯２が５００ｋｇ収容されている。

このＡＪＩ溶湯２中には浸漬ヒーターｌＯが浸漬されて
いる。この浸漬ヒーターｌＯは気孔率１６％の再結晶Ｓ
ｉＣ製の保護管本体１１の外表面にプラズマ溶射により
ＢＮＩＩ１１２を形成した保護管内にカーボン製のヒー
ター本体１３を挿入してつば付き管１４により密閉した
ものである。また、前記保護管本体１１上端には導電端
子１５が取付けられている。この導電端子１５は直流電
源１６及び電流計１７を介してＡ交溶湯２に浸漬された
セラミック電極１８と接続されている。そして、導電端
子１５とセラミック電極１８との間には前記直流電源１
６及び電流計１７と並列に電圧計１９が接続されている
。

上記構成において、直流電源１６により保護管本体１１
とＡｌｌ溶湯２との間に常時ＩＶの直流電圧を印加した
状態で保持炉１を稼動させた。その結果、２１５日経過
後に、電流計１７に２０ｍＡの電流が流れ、ＢＮＮｉ２
Ｏ破壊を検知することができた。このＢＮＮｉ２Ｏ破壊
が起るまでの期間は従来の約４倍であった。

また、その間にＡＭ溶湯２による熱衝撃で保護管本体１
１のクラックが発生することもなかった。そして、保護
管本体１１を構成する再結晶ＳｉＣはＡｎ溶湯２に対し
て十分高い耐蝕性を有するので、Ａｌｌ溶湯２と短時間
接触しても浸蝕を受けることはなく、ＡＭ溶湯２のリー
クによる事故を防止するための適切な処置をとる十分な
時間的余裕があった。

更に、ＢＮｌｌ１２が部分的に破壊された保護管本体１
１に、再度プラズマ溶射によりＢＮｌｉ１２をコーティ
ングして再使用することが可能であった。

なお、本発明のヒーターに用いられるリーク検知回路は
、上記実施例で用いたものに限らず、例えば保護管本体
１１をブリッジ回路に組込んだものでもよい。こうした
リーク検知回路にはランプやブザー等の警報装置を組込
んでもよい。

また、上記実施例では本発明を浸漬型のヒーターに適用
した場合について説明したが、本発明はアンダーヒート
型のヒーターにも同様に適用できることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明の低融点金属保持炉用ヒーター
によれば、寿命が長く、低電圧で溶湯のリークを検知す
ることができ、ひいてはコストの大幅な低減が可能にな
る等顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における浸漬型の低融点金属保
持炉用ヒーターの使用状態を示す断面図である。ｌ・・・浸漬ヒーター型ＡＭ保持炉、２・・・ＡＭ溶湯
、１０・・・浸漬ヒーター、１１・・・保護管本体。１２・・・ＢＮ膜、１３−・・ヒーター本体、１４・・
・つば付き管、１５・・・導電端子、１６・・・直流電
源、１７・・・電流計、１８・・・セラミック電極、１
９・・・電圧計。出願人代理人　弁理士　鈴江　武彦第１図

Claims

【特許請求の範囲】

ヒーター本体を耐熱性のヒーター保護管で包囲した構造
を有し、低融点金属保持炉の溶湯中に挿入して使用され
る低融点金属保持炉用ヒーターにおいて、前記ヒーター
保護管として１０〜３０％の気孔率を有する再結晶Ｓｉ
Ｃからなるヒーター保護管本体の外表面にプラズマ溶射
によって絶縁被膜を形成したものを用い、前記ヒーター
保護管本体に前記絶縁被膜が浸蝕されたことを検知する
リーク検知回路を接続したことを特徴とする低融点金属
保持炉用ヒーター。