WO2007094121A1 - 溶湯測温用保護管および溶湯測温計 - Google Patents

Abstract

　耐久性および耐衝撃性に優れる溶湯測温用保護管を提供する。 　溶湯温度を測定する温度検出素子（４０）を収容可能な溶湯測温用保護管（１）であって、管本体（１０）と、管本体（１０）を被覆する補強材（３０）とを備え、補強材（３０）は、ガラス繊維からなる基材シート（３２）にガラス質コーティング剤を含浸させると共に、基材シート（３２）の表面全体をガラス質コーティング剤の塗布膜（３４）で覆うことにより形成されている。　

Description

明 細 書

溶湯測温用保護管および溶湯測温計

技術分野

[0001] 本発明は、溶湯測温用保護管および溶湯測温計に関する。

背景技術

[0002] アルミニウム、亜鉛、銅などの非鉄金属やこれらの合金の溶湯温度を測定するため 、熱電対などの温度検出素子を収容する保護管が従来力も知られている。この溶湯 測温用の保護管は、溶湯に浸漬させて用いられるため、例えば、シリカ、アルミナ、ァ ルミナ'シリカ、ジルコユア等の金属酸化物や、炭化ケィ素、窒化ケィ素等の溶湯と反 応し難い耐火物粉末を、水ガラスやシリカゾル ·アルミナゾルなどの水溶液中に分散 させたコーティング材を铸鉄管などの管表面に塗布し、乾燥固化することにより得ら れる。

[0003] ところが、このような保護管は、取り扱い時の衝撃や、測温中に铸鉄管との間に生じ る熱膨張差などによって、コーティング材に亀裂や剥離を生じるおそれがあり、或い は、コーティング材に付着した溶湯酸ィ匕物を除去清掃する際に、コーティング材の剥 離や欠損を引き起こすおそれがあった。このため、例えば、アルミニウムダイカストに おける溶解炉や保持炉の溶湯温度の測定に用いられる場合、約 1週間毎にコーティ ング材の再塗布が必要になるため作業が面倒なだけでなぐ塗布後の乾燥処理が必 要になることから操業に支障が無いように予備品を用意してお力なければならず、コ スト面での問題も有して ヽた。

[0004] 温度検出素子の保護管としては、上述した以外に、窒化ケィ素などのセラミック製 保護管も知られている (例えば、特許文献 1)。セラミック製保護管は、溶湯に浸潰さ せたまま長期間使用することができるため、メンテナンス上の問題は解消されるが、製 造コストが高くなるだけでなぐ機械的な衝撃に弱いという問題があり、溶解炉や保持 炉への取り付け作業や付着した溶湯酸化物の除去作業などにおいて破損を生じる おそれがあった。

特許文献 1：特開 2002— 249380号公報 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] そこで、本発明は、耐久性および耐衝撃性に優れる溶湯測温用保護管および溶湯 測温計の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] 本発明の前記目的は、溶湯温度を測定する温度検出素子を収容可能な溶湯測温 用保護管であって、管本体と、前記管本体を被覆する補強材とを備え、前記補強材 は、ガラス繊維力もなる基材シートにガラス質コーティング剤を含浸させると共に、前 記基材シートの表面全体をガラス質コーティング剤の塗布膜で覆うことにより形成さ れている溶湯測温用保護管により達成される。

[0007] この溶湯測温用保護管において、前記管本体は、一端側にセラミック製のキャップ が装着されていることが好ましぐ前記管本体およびキャップが前記補強材により被 覆された構成にすることができる。この場合、前記キャップは、前記管本体の端面と 当接する段部を内周面に備えることが好ましい。また、前記キャップの前記管本体へ の装着は、前記管本体の外周面に設けられたフランジ部を介して行われていることが 好ましい。更に、前記キャップは、炭化ケィ素質材料力もなることが好ましい。

[0008] また、本発明の前記目的は、上述した各溶湯測温用保護管に、温度検出素子が収 容された溶湯測温計により達成される。

発明の効果

[0009] 本発明によれば、耐久性および耐衝撃性に優れる溶湯測温用保護管および溶湯 測温計を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]本発明の一実施形態にかかる溶湯測温用保護管を一部断面で示す側面図で ある。

[図 2]図 1に示す溶湯測温用保護管の部分拡大図である。

[図 3]図 1に示す溶湯測温用保護管を用いた溶湯測温計の分解図である。

[図 4]図 1に示す溶湯測温用保護管の変形例を示す部分拡大図である。 [図 5]図 1に示す溶湯測温用保護管の他の変形例を示す部分拡大図である。

符号の説明

[0011] 1 溶湯測温用保護管

2 溶湯測温計

10 管本体

20 キャップ

22 段部

30 補強材

32 基材シート

34 塗布膜

40 温度検出素子

発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。図 1は、本発明 の一実施形態にカゝかる溶湯測温用保護管を一部断面で示す側面図である。

[0013] 図 1に示すように、溶湯測温用保護管 1は、管本体 10と、管本体 10の一端側を閉 塞するキャップ 20と、管本体 10及びキャップ 20を被覆する補強材 30とを備えて 、る

[0014] 管本体 10は、普通鋼、ステンレス、铸鉄などの金属材料力もなり、両端に開口部を 有している。管本体 10は、一端側にキャップ 20が取り付けられ、他端側から熱電対、 測温抵抗体、サーミスタなどの温度検出素子（図示せず)が挿入される。

[0015] キャップ 20は、図 2に拡大図で示すように、内周面にリング状の段部 22を有してお り、管本体 10の端面が段部 22に当接している。キャップ 20は、温度検出素子の測温 部を収納保護するものであることから、溶湯の温度を迅速に伝えるため熱応答性に 優れることが要求される。このため、キャップ 20は、セラミック製であることが好ましぐ 特に、炭化ケィ素 (SiC)質材料は、強度、耐熱性、耐食性、耐酸化性、熱伝導性、 入手性などに優れた性質を有するため好適である。キャップ 20を構成するセラミック は、必ずしも高密度で緻密なものは要求されず、低コストの原料を用いて低い焼結温 度で製造することができる。キャップ 20の高さは、特に限定されないが、例えば、 20 〜 100mmである。キャップ 20への管本体 10の揷入部の周囲には、パッチング材や キャスタブル材のような軟性の糊状耐火材を供給する等して、管本体 10及びキヤッ プ 20内への溶湯の浸入を確実に防止することが好ましい。

[0016] 補強材 30は、図 1及び図 2に示すように、管本体 10及びキャップ 20の外周面を被 覆するように筒状に形成された基材シート 32と、基材シート 32の表面を覆う塗布膜 3 4とを備えている。本実施形態においては、補強材 30によるキャップ 20の被覆は、熱 伝導性を良好にするためキャップ 20の先端面が露出するように行われている力 キ ヤップ 20の全体を被覆してもよ!/、。

[0017] 基材シート 32は、ガラススリーブ、ガラス織布、ガラス不織布などのガラス繊維から なり、ガラス繊維のガラス組成は、 Eガラス、 Sガラス (Tガラス)などを好ましく例示する ことができる。基材シート 32は、内径が管本体 10の外径と同程度力若干小さく設定さ れており、管本体 10への装着後に管本体 10の外表面と密着する。

[0018] 基材シート 32におけるガラス繊維の隙間には、耐熱性を有するガラス質コーティン グ剤が、管本体 10への装着前に塗布ゃ浸漬などによって予め含浸されている。耐熱 性のガラス質コーティング剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、アルミナ 'シリカ、ジ ルコニァ等の金属酸化物や、炭化ケィ素、窒化ケィ素等の溶湯と反応し難い耐火物 粉末を、水ガラス（アルカリ金属ケィ酸塩)やシリカゾル ·アルミナゾルなどの水溶液中 に分散させたものを用いることができる。上述した耐火物粉末は、コーティング材の被 覆強度を高めるため、繊維状の素材を粉砕して得られたものが好まし 、。

[0019] 基材シート 32表面への塗布膜 34の形成は、耐熱性を有するガラス質コーティング 剤の塗布により行われる。耐熱性のガラス質コーティング剤の塗布は、基材シート 32 の表面全体に均一に行うことが好ましぐ粘度を適宜調整して複数回繰り返し行うこと が好ましい。こうして得られる塗布膜 34の基材シート 32表面力もの厚みは、 0. 2〜1 . Omm程度が好ましい。基材シート 32の表面に塗布するガラス質コーティング剤も、 基材シート 32に含浸させるガラス質コーティング剤と同様のものを例示することがで きる。

[0020] 上記の構成を有する溶湯測温用保護管 1は、図 3に示すように、温度検出素子 40 を挿入して測温部 42がキャップ 20内に位置するように収容することにより、溶湯測温 計 2が得られる。管本体 10及びキャップ 20の内部における温度検出素子 40の周囲 には、酸化マグネシウム粉末など良好な熱伝導性及び絶縁性を有する充填材を充 填してちょい。

[0021] 温度検出素子 40は、本実施形態では熱電対を使用し、多数に分割した絶縁パイ プで熱電対素線を被覆したものを使用して ヽるが、ステンレスパイプで被覆された汎 用のシース熱電対などを使用することもでき、更には、測温抵抗体ゃサーミスタなど の他の温度検出素子を使用することもできる。

[0022] 本実施形態の溶湯測温用保護管 1によれば、管本体 10を被覆する補強材 30が、 耐熱性のガラス質コーティング剤を含浸したガラス繊維力もなる基材シート 32と、基 材シート 32の表面に形成した耐熱性のガラス質コーティング剤の塗布膜 34とを備え ているので、管本体 10への溶湯の浸透による溶損劣化を防止できると共に、基材シ ート 32の弾性によって、衝撃や熱膨張に伴うコーティング剤の剥離、亀裂を防止する ことができ、更には、付着した溶湯酸ィ匕物を除去する際のコーティング剤の剥離、欠 損を防止することができる。この結果、耐久性および耐衝撃性が向上し、長期間の連 続使用を行うことができる。

[0023] また、温度検出素子 40において特に保護が必要な測温部 42の近傍が、セラミック 製のキャップ 20及び補強材 30により覆われているので、溶湯に常時浸漬される部分 の耐久性をより確実に高めることができる。

[0024] また、キャップ 20の内周面には段部 22が形成されており、この段部 22に管本体 10 の端面が当接しているので、管本体 10とキャップ 20との接合部を密着させることがで き、キャップ 20内への溶湯の浸入を確実に防止することができる。また、キャップ 20 への管本体 10の挿入長さを一定にすることができるので、溶湯測温用保護管 1の寸 法精度を高めることができる。

[0025] 以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記 実施形態に限定されない。例えば、本実施形態の溶湯測温用保護管 1は、キャップ 2 0の内周面に段部 22を形成し、この段部 22に管本体 10の端面が当接した構成を有 して 、る力 図 4に示すようにキャップ 20の内周面が先細のテーパ部 24となるように 形成し、管本体 10をキャップ 20に押し込んだ際に、キャップ 20の外縁全体が管本体 10の内周面と密着するように構成することもできる。

[0026] また、本実施形態の溶湯測温用保護管 1は、管本体 10における一方の開口端に セラミック製のキャップ 20を装着しているが、一方端が閉塞された有底状の管本体を 使用することにより、キャップ 20を有しない構成にすることも可能である。この場合は、 管本体を閉塞する底部も含めて補強材 30により被覆することが好ましい。

[0027] また、本実施形態の溶湯測温用保護管 1において、管本体 10とキャップ 20との装 着は、図 5に示すように、管本体 10の一方端近傍における外周面に設けられたフラ ンジ部 18を介して行うこともでき、これによつて、キャップ 20の装着を確実に行うこと ができる。フランジ部 18は、図 5においては、端部に向けて延びるリング状の保持部 1 8aを外周縁に有しており、保持部 18aによってキャップ 20の外周面を保持するように 構成されている力 保持部 18aを有しないリング状の構成であってもよい。フランジ部 18がキャップ 20の端面と当接するように構成すれば、段部 22を設けなくてもキャップ 20への管本体 10の挿入長さを一定にすることができ、溶湯測温用保護管 1の長さに 関する製品毎のばらつきを低減することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 溶湯温度を測定する温度検出素子を収容可能な溶湯測温用保護管であって、 管本体と、前記管本体を被覆する補強材とを備え、

前記補強材は、ガラス繊維カゝらなる基材シートにガラス質コーティング剤を含浸させ ると共に、前記基材シートの表面全体をガラス質コーティング剤の塗布膜で覆うことに より形成されて!、る溶湯測温用保護管。

[2] 前記管本体は、一端側にセラミック製のキャップが装着されており、

前記管本体およびキャップが前記補強材により被覆されて 、る請求項 1に記載の 溶湯測温用保護管。

[3] 前記キャップは、前記管本体の端面と当接する段部を内周面に備える請求項 2に 記載の溶湯測温用保護管。

[4] 前記キャップの前記管本体への装着は、前記管本体の外周面に設けられたフラン ジ部を介して行われている請求項 2または 3に記載の溶湯測温用保護管。

[5] 前記キャップは、炭化ケィ素質材料力もなる請求項 2から 4のいずれかに記載の溶 湯測温用保護管。

[6] 請求項 1から 5のいずれかに記載の溶湯測温用保護管に、温度検出素子が収容さ れた溶湯測温計。