JPS6381264A - 溶融金属浸漬用保護管 - 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〕 本発明は製鋼所などにおいて炉内の溶融金属に計測装置
を浸漬して、温度、酸素濃度、カーボン濃度の測定や試
料採取などを行う際に、計測装置とそれに接続するリー
ド線とを高熱から保護するために使用する保護管に関す
る。

〔従来技術〕

一般に溶融金属の温度測定などは温度約１５００〜１７
００℃の溶融金属中に計測装置を５〜１０秒間浸漬して
行われる。従来、この温度測定にはクラフト紙管に計測
装置を収納した測定用ランスが用いられていたが、クラ
フト紙管は含有される水分や有機分などの高温における
急激な気化によ〕溶融金属の飛散するいわゆるスズフッ
シーが発生しやすいので作業者が危険にさらされるヒと
があシ、しかも短時間で焼失するので計測装置が十分保
護されず、信頼できる測定ができなかった。

このため、クラフト紙管の外側にアスベスト紙やセラミ
ック繊維シートを巻回積層して、耐熱性と断熱性を有す
る層を設けることによりヌプラッシーの発生を押えるこ
とが検討された。

しかしながら、アスベストは高温において結晶水を放出
することからスズフッシ、の発生を十分に防止すること
ができず、そのうえアスベストの粉塵や繊維が人体に害
を及ぼすことから取シ扱いにも問題があった。一方、セ
ラミック繊維シートはそのままでは溶融金属が浸透しや
すいので、シリカゾル、アルミナシｐなどの無機接着剤
層をセラミック繊維シート層間、または保護管の表面に
設けているが、これらの無機接着剤層は脆い上に高温時
に収縮しやすく、とくに溶融金属の浸透を防止するのに
十分な程度まで無機接着剤層を厚くすると破損しやすく
なるので、未だ実用に供するには至っていなかうた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記従来技術の欠点を解消すべくなされたもの
であシ、溶融金属に浸漬した時に、溶融金属の浸透を防
止し、測定に要するのに十分な時間、内部の計測装置及
びリード線を高熱から保護することのできる保護管を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は無機繊維７−トが紙管に巻回積層されてなる溶
融金属浸漬用保護管において、該無機繊維シートの眉間
に耐熱性無機粉末とフィルム形成能を有する粘土鉱物と
無機接着剤とを含む耐熱遮蔽層が形成されていることを
特徴とする溶融金属浸漬用保護管である。

本発明に使用する無機繊維シートは、断熱性を持たせる
ために見掛密度０．１−０．５１／ｄのものが適してお
シ、例えば、無機繊維のフェルトや無機繊維を無機系ま
たは有機系の接着剤で結合したシートなどが用いられる
が、無機繊維をフィルム形成能を有する粘土鉱物で結合
したシートは、強度、可撓性、ノンスプラッシ晶性を同
時に満足することができるのでとくに好ましい。

無機繊維忙はシリカ系繊維、アルミナ系繊維。

シリカ−アルミナ系繊維、炭化ケイ素繊維９口、クウー
μ、ガラス繊維などの耐熱性に優れ、公定水分率がほぼ
０％である繊維が単独もしくは組み合わせて使用される
。

また、上記のフィルム形成能を有する粘土鉱物には、含
水マグネシウムケイ酸塩を主成分と　　“するセビオラ
イトや含水マグネシウム・アルミニウムケイ酸塩を主成
分とするアタパルジヤイトなどの複鎖状構造の粘土鉱物
であるホルマイ）系！物、ソジウムそンモリロナイトや
ヘクトライトなどのモンモリロナイト系鉱物、膨潤性フ
ッ素雲母などが使用される。これら粘土鉱物は水中にお
いて粉末や繊維の分散性を高めることができ、しかも乾
燥によシ固結する性質をもつので、シート形成の際に有
効な結合剤として働く。また、これらの粘土鉱物は有機
系接着剤の様に焼失したシ、スプラッシ、の原因となっ
たシすることはなく、シリカシρ、ア〃ミナゾ〜などの
無機接着剤の様に乾燥後、脆くなることもないので無機
繊維シートの結合剤として好適である。フィルム形成能
を有する粘土鉱物を使用する場合、無機繊維シートに必
要な強度を得るためには、少なくとも５重量％の粘土鉱
物が含まれていた方がよいが、粘土鉱物があまシ多くな
るとシートが緻密になシ過ぎて断熱層としての働きが低
下するため３０重量％は越えない方がよい。

なお、無機繊維シートには耐熱性を向上させるために耐
熱性無機粉末が含まれていてもよい。

上述の無機繊維シートは、クラフト紙などがらなろ紙管
に巻回積層されるが、その層間には耐熱性無機粉末とフ
ィルム形成能を有する粘土鉱物と無機接着剤とを含む耐
熱遮蔽層が形成される。

耐熱遮蔽層に使用される耐熱性無機粉末としては、アル
ミナ、シリカ、ムフィト、コージュライト、マグネシア
、チタニア、ジルコニア。

シｙｖコン、酸化クロム、炭化ケイ素、チ、化ケイ素、
チッ化ホウ素、リン酸ア〃ミニウム、ドロマイトクリン
カ−などの粉末が適しているが、遮蔽性を高めるために
は、使用する粉末の少なくとも５０％はその粒径がＬ　
ＯＰｍ以下であることが望ましい。

また、フィルム形成能を有する粘土鉱物には含水マグネ
シウムケイ酸塩を主成分とするセビオライトや含水マグ
ネシウム・アルミニウムケイ酸塩を主成分とするアタパ
ルジヤイトなどの複鎖状構造の粘土鉱物であるホルマイ
ト系鉱物。

ソジウムモンモリロナイトやへクトライトなどのモンモ
リロナイト系鉱物、膨潤性フッ素雲母などが使用される
が、このうちとくにセビオライトは非常に微細な繊維状
をなし、粉末の保持性が高く、結合力に優れるので好適
に用いられる。

一方、無機ｆＥ着剤にはシリカシ〃、アルミナ接 ゾル、ケイ酸塩、リン酸塩力どが使用されるが、特に無
機繊維シートにシリカ系やアルミナ系の繊維を使用する
場合、高温時に酸やアルカリに浸食されるので、無機接
着剤にはできるだけ中性に近いシリカゾルやアルミナゾ
ルを用いるのが好ましい。

耐熱遮蔽層を耐熱性無機粉末とフィルム形成能を有する
粘土鉱物と無機接着剤とで構成するのは、無機繊維シー
ト間の結合に用いられる無機接着剤に耐熱性無機粉末を
加えることによシ、耐熱性と溶融金属の浸透を妨げる遮
蔽性とを持たせ、更にフィルム形成能を有する粘土鉱物
を加えることにより、粉末の保持力を高めると共に耐熱
遮蔽層の強度を向上させるためである。

従つて、耐熱遮蔽層には十分な耐熱性と遮蔽性とを得る
ために耐熱性無機粉末が少なくとも５０重量％は含まれ
ていた方がよく、また、耐熱遮蔽層の強度を向上させ、
高温にさらされた際に亀裂や破損を生じにくくするため
に、フィルム形成能を有する粘土鉱物が少々くとも２９
６以上、好ましくは５〜２０％含まれていた方がよく、
更に無機繊維シート間の結合を十分なものとするために
、無機接着剤が少なくとも２％以上、好、ましくけ５〜
４０％含まれていた方がよい。

本発明の溶融金属浸漬用保護管は無機繊維シートの片面
に、耐熱性無機粉末とフィルム形成能を有する粘土鉱物
と無機接着剤とを水に分散せしめた溶液を塗布し、紙管
に巻回して３〜８層の積層管とした後、乾燥することに
ょ勺得られる。との時、フィルム形成能を有する粘土鉱
　。

物は耐熱性無機粉末を均一に分散させる作用と、溶液を
増粘させて無機繊維シートに塗布するのに適度な粘度に
する作用と、溶液の粘着性を増す作用とをなす。このた
め、従来は困難であった無機接着剤中に粉末を均一分散
せしめる仁とや、スグフッシ晶の原因となる有機系増粘
剤を使用せずに粘度をあげる事が、フィルム形成能を有
する粘土鉱物により容易になす事ができるので、表面塗
工が容易にできて加工性が向上し、しかも層中の物質の
結合力も増すので厚みのある均一な耐熱遮蔽層が形成で
きるのである。

なお、耐熱遮蔽層は無機繊維シート間の結合力を向上さ
せるために、無機繊維シート内に入シ込んでいる方がよ
く、耐熱遮蔽層の厚みの各以上は無機繊維シート中に含
浸されているととが望ましい。

また、十分な溶融金属の遮蔽効果を得るために耐熱遮蔽
層の総重量は無機繊維シートの重量よシ大きい方がよく
、少なくとも２００ｇβはあうた方がよいが、取り扱い
上、重くしすぎ表いために６００　ｆ／Ｗｌは越えない
方がよい。

〔実施例〕

繊維径２〜８Ｐ％のシリカ・アルミナ繊維９０部とセビ
オフイト１０部とアクリル系接着剤２部とを水中で攪拌
して分散液とし、これを抄造した後、アクリル系接着剤
２部を付与して乾燥し、日付１５０　’１７Ｗ、厚さ０
．６鰭の無機繊維シートを形成した。次いでこの無機繊
維シートに耐熱遮蔽層を形成すべく、下記、配合■〜■
の水性分散体をａ　ｏ　ＯｆＡｒ？　（固形分付着量）
コーティング加工し、この面が内側となるように紙管に
５回平巻きし、管状に成形後、最後に硬仕上げのために
シリカシ〃の液中に浸漬し、乾燥ただし、配合■〜■の
水性分散体を用いた保護管を実施例１〜８、■の水性分
散体を用いた保護管を比較例１とする。

上記保護管の先端に石英ガラス管を有する測温用カート
リッジを取付け、次いで保護管内を通したリード線を測
温用カートリッジのリード線接続部に接続して消耗型ラ
ンス熱電対を作成し、この熱電対を１６５０°Ｃの溶鋼
中に浸漬してからスプフッシ１が発生するまでの時間（
以下「浸漬可能時間」という）を測定した。浸漬可能時
間の測定値は各々５本の保護管を用意して５回の測定を
行い、その平均値で示した。

実施例１〜８の保護管は溶融金属の浸透がよく防止され
ておシ、浸漬可能時間も通常測定に要する５〜ｌＯ秒間
を越えているため、使用中のスプラ、シ、の発生につい
て何ら問題がなかつた。一方、比較例１の保護管は耐熱
遮蔽層に亀裂が生じやすく、浸漬可能時間も１０秒前後
と短いため、使用中にスプラッシ、の発生する危険があ
った。

〔発明の効果〕

本発明の溶融金属浸漬用保護管は耐熱性に優れた素材か
ら構成されると共に、無機繊維シートからなる断熱層と
耐熱遮蔽層とが交互に積層された構造からなるので、溶
融金属の浸透を防止すると同時に高熱が紙管や内部の計
測装置に伝わるのを防止する働きがある。とくに本発明
の保護管では、耐熱遮蔽層が耐熱性無機粉末とフィルム
形成能を有する粘土鉱物と無機接着剤とを含むため、厚
く、強度のある層が形成できるので、溶融金属の遮蔽効
果が高く、かつ高温によシガスが発生して保護管の内圧
が高くなっても破損しにくい。

従りて、本発明の保護管を溶融金属に浸漬しても、その
測定時間内にスプラッシーが発生することはなく、作業
者は安全に作業することが　　□でき、また保護管内に
収納された測定装置やリード線も高熱から完全に保護さ
れるため正確な測定が可能となるのである。

しかも、本発明の保護管は耐熱遮蔽層にフィルム形成能
を有する粘土鉱物を用いているため、耐熱性無機粉末が
均一に分散されたコーティング層を容易に形成できる。

この様に本発明の保護管は簡便に品質の良いものが製造
でき、溶融金属の温度、カーボン濃度、酸素濃度の測定
や試料採取などに用いる場合、安全かつ容易な作業で精
度の高い測定が行える極めて有用なものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、無機繊維シートが紙管に巻回積層されてなる溶融金
   属浸漬用保護管において、該無機繊維シートの層間に耐
   熱性無機粉末とフィルム形成能を有する粘土鉱物と無機
   接着剤とを含む耐熱遮蔽層が形成されていることを特徴
   とする溶融金属浸漬用保護管。