JPH01288740A - 熱電対保護管ならびにその製造法 - Google Patents
熱電対保護管ならびにその製造法Info
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- JPH01288740A JPH01288740A JP11897488A JP11897488A JPH01288740A JP H01288740 A JPH01288740 A JP H01288740A JP 11897488 A JP11897488 A JP 11897488A JP 11897488 A JP11897488 A JP 11897488A JP H01288740 A JPH01288740 A JP H01288740A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は溶融金属などの湯温を計測することのできる熱
電対保護管とその製法に関するものである。
電対保護管とその製法に関するものである。
［従来の技術］
従来では溶融金属の湯温を計測するために消耗型の投込
み熱電対が主体であったが、最近では定常的に計測でき
る溶融金属に対する耐食性の高いサイアロン、ＢＮ、
Ａｌｘ０ｓ−Ｃ，ＺｒＯｇ−Ｍｏ、ＺｒＢａなどの熱電
対保護管が溶銑、溶鋼や溶融金属で使用されている。
み熱電対が主体であったが、最近では定常的に計測でき
る溶融金属に対する耐食性の高いサイアロン、ＢＮ、
Ａｌｘ０ｓ−Ｃ，ＺｒＯｇ−Ｍｏ、ＺｒＢａなどの熱電
対保護管が溶銑、溶鋼や溶融金属で使用されている。
［発明の解決しようとする課題］
しかしながら、従来の熱電対保護管の多くは非酸化物系
セラミックスを主成分とする焼結体で構成されており、
溶鋼、溶銑などの溶融金属に投入する際の予熱や測温中
に著しい酸化を起こす。サイアロンは耐食性の低いＳｉ
Ｏ□質酸化膜酸化膜はＢｔｕｓ、 Ｈｚとして揮散し消
耗する。また、＾１ａＯｉ−ＣではＣａｒｂｏｎが５０
０℃より酸化し組織がポーラス化し耐食性が低下する。
セラミックスを主成分とする焼結体で構成されており、
溶鋼、溶銑などの溶融金属に投入する際の予熱や測温中
に著しい酸化を起こす。サイアロンは耐食性の低いＳｉ
Ｏ□質酸化膜酸化膜はＢｔｕｓ、 Ｈｚとして揮散し消
耗する。また、＾１ａＯｉ−ＣではＣａｒｂｏｎが５０
０℃より酸化し組織がポーラス化し耐食性が低下する。
また、ＺｒＯ□−ＭｏではＭｏが酸化し組織が脆弱化し
耐食性が低下する。
耐食性が低下する。
本発明は、溶融金属湯中に投入する際の予熱や測温中に
起こる非酸化物系セラミックスの酸化を抑制し、その酸
化によって起こる耐食性の低下組織の脆弱化を防止する
ことを目的とするものである。
起こる非酸化物系セラミックスの酸化を抑制し、その酸
化によって起こる耐食性の低下組織の脆弱化を防止する
ことを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］
本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、Ｚ「の硼化などの非酸化物系を主成分とする焼結体
保護管の外表面にガラス質層を形成したことを特徴とし
た保護管を提供するものである。
り、Ｚ「の硼化などの非酸化物系を主成分とする焼結体
保護管の外表面にガラス質層を形成したことを特徴とし
た保護管を提供するものである。
以下図面を参照して説明する。
第１図は本発明の基本的構成を説明する断面図であり、
本発明保護管！はＺｒの硼化物などを主成分とする保護
管本体１ａの外表面に好ましくは耐火粉末およびガラス
化物の泥漿をコートしたものを５００℃以上で熱処理し
たガラス質層皮膜１１）を形成させたものである。この
保護管１の中には熱電対２及びＡｌｔｏｓ絶縁管３及び
Ａｌ２Ｏ，保護管４が組み込まれて使用される。即ち、
これでこの保護管１を溶湯の中に装入して連続的に溶湯
の温度変化を計測できる装置となる。
本発明保護管！はＺｒの硼化物などを主成分とする保護
管本体１ａの外表面に好ましくは耐火粉末およびガラス
化物の泥漿をコートしたものを５００℃以上で熱処理し
たガラス質層皮膜１１）を形成させたものである。この
保護管１の中には熱電対２及びＡｌｔｏｓ絶縁管３及び
Ａｌ２Ｏ，保護管４が組み込まれて使用される。即ち、
これでこの保護管１を溶湯の中に装入して連続的に溶湯
の温度変化を計測できる装置となる。
以下本体１ａ及び１ｂからなる保護管１についてさらに
説明する。本発明において、本体１ａば、非酸化物系の
セラミックス焼結体からなるもので溶湯に対する高温耐
食性の点からＺｒＢｇ（２硼化ジルコニウム）を主成分
とするものが最適である。
説明する。本発明において、本体１ａば、非酸化物系の
セラミックス焼結体からなるもので溶湯に対する高温耐
食性の点からＺｒＢｇ（２硼化ジルコニウム）を主成分
とするものが最適である。
適切な焼結体は次のようなものである。
、組成
２「の硼化物を主成分とし、副成分として、５ｉＣＪＩ
？ＢＮなどを含むもの例えば重量％で、ＺｒＢｚ９５〜
７０％、ＳｉＣＩ 〜！５％、ＢＮ４〜２９％などのも
の ・物 性 嵩比重 ３．０〜６１口 抗折強度 １０Ｋｇ／ｍｍ”以上 熱膨張率 ０．６％以下（１０００℃）比抵抗
ｌｏ−１Ωｃｍ以上（１５００℃）耐熱衝撃性（△Ｔ）
２５０〜１０００℃なお、耐熱衝撃性とは電気炉中で各
温度に５分間急熱し水中に急冷した試料の曲げ強度を測
定し、強度が急激に低下した試料の処理温度を示すもの
で（△Ｔ”Ｃ）を表わす。
？ＢＮなどを含むもの例えば重量％で、ＺｒＢｚ９５〜
７０％、ＳｉＣＩ 〜！５％、ＢＮ４〜２９％などのも
の ・物 性 嵩比重 ３．０〜６１口 抗折強度 １０Ｋｇ／ｍｍ”以上 熱膨張率 ０．６％以下（１０００℃）比抵抗
ｌｏ−１Ωｃｍ以上（１５００℃）耐熱衝撃性（△Ｔ）
２５０〜１０００℃なお、耐熱衝撃性とは電気炉中で各
温度に５分間急熱し水中に急冷した試料の曲げ強度を測
定し、強度が急激に低下した試料の処理温度を示すもの
で（△Ｔ”Ｃ）を表わす。
比抵抗は、４端子法で高温で測定した値を示す。（１５
００℃）Ωｃｍ 本発明における非酸化物系セラミックス焼結体としては
、このＺｒＢａ系のほか、ＴｉＢａ系、サイアロン系な
ども使用可能であるが、ＺｒＢａ系に比べ、高温でのス
ラグや金属溶湯に対する耐食性が低く、またＴｉＢｓ系
では耐酸化性が悪くなるなどの点で劣るものであること
は否めない。以下ＺｒＢｇ質本体を中心に説明する。
００℃）Ωｃｍ 本発明における非酸化物系セラミックス焼結体としては
、このＺｒＢａ系のほか、ＴｉＢａ系、サイアロン系な
ども使用可能であるが、ＺｒＢａ系に比べ、高温でのス
ラグや金属溶湯に対する耐食性が低く、またＴｉＢｓ系
では耐酸化性が悪くなるなどの点で劣るものであること
は否めない。以下ＺｒＢｇ質本体を中心に説明する。
このようなＺ「の硼化物を主成分とする保護管は溶湯に
投入する場合、熱衝撃性が低いため１分に予熱して溶湯
へ投入される。しかし、ＺｒＢｚ質保護管はある程度の
耐酸化性を持っているが、長時間の予熱では徐々に酸化
し、Ｚｒ０ｚと８２０ｚ、 ５ｉｎｓの酸化物となり酸
化組織はポーラス化する。８□０．は飛散するがこのポ
ーラス化した組織の保護管でも外表面な溶湯の中へ投入
すれば容易に侵食され、保護管の肉厚は減少し耐用は短
くなる。この予熱中におけるＺｒＢｚ質保護など外表面
層の酸化を防止することのできるものとして、本発明で
はガラス質層を形成したものとしておくのである。
投入する場合、熱衝撃性が低いため１分に予熱して溶湯
へ投入される。しかし、ＺｒＢｚ質保護管はある程度の
耐酸化性を持っているが、長時間の予熱では徐々に酸化
し、Ｚｒ０ｚと８２０ｚ、 ５ｉｎｓの酸化物となり酸
化組織はポーラス化する。８□０．は飛散するがこのポ
ーラス化した組織の保護管でも外表面な溶湯の中へ投入
すれば容易に侵食され、保護管の肉厚は減少し耐用は短
くなる。この予熱中におけるＺｒＢｚ質保護など外表面
層の酸化を防止することのできるものとして、本発明で
はガラス質層を形成したものとしておくのである。
本発明でこのガラス質層１ｂについて具体的に次に説明
する。このガラス質層は本質的には空気を通さないもの
であればどのようなものであっても良いのであるが、熱
処理で、易ガラス化しつると同時に耐火性も備えている
ことが望ましいため次のようなものが適切である。
する。このガラス質層は本質的には空気を通さないもの
であればどのようなものであっても良いのであるが、熱
処理で、易ガラス化しつると同時に耐火性も備えている
ことが望ましいため次のようなものが適切である。
・ガラス質層の性能
１０００℃、３時間処理したときのＺｒＢｚ質本体の酸
化消耗率は１％以下、酸化される厚み１００ ｕ以下、
軟化点２０００℃以上・ガラス質層の厚み、 ５００〜２０００μ 軟化点１２００℃以」二・ガラ
ス質をもたらす組成 耐火粉末とガラス化物を主成分とした被覆材を結合材で
泥漿状にしたもの 例えば両者の割合は、耐火粉末５０〜８５巾量％、ガラ
ス化物５０〜１５重量％からなるもの 耐火粉末はＡＩＪ、粉末、粘土粉末などガラス化物は並
板ガラス粉末、無水硼砂など 本発明保護管はこのような耐火粉末及びガラス化物な泥
漿状にして保護管本体外表面にコートしてこれを電気炉
中で５００℃以上、好ましくは８００〜１２００℃程度
の温度で熱処理しガラス化皮膜を形成することで得られ
る。このガラス化皮膜は溶湯中に投入されるまえの予熱
ではガラス皮膜を形成しているため空気を通さないので
ＺｒＢｚ質保護管は酸化されず、溶湯に投入した場合で
もガラス化皮膜は溶けるが酸化されないので緻密なＺｒ
８ｇ質の組成と特質をそのまま発揮できることになる。
化消耗率は１％以下、酸化される厚み１００ ｕ以下、
軟化点２０００℃以上・ガラス質層の厚み、 ５００〜２０００μ 軟化点１２００℃以」二・ガラ
ス質をもたらす組成 耐火粉末とガラス化物を主成分とした被覆材を結合材で
泥漿状にしたもの 例えば両者の割合は、耐火粉末５０〜８５巾量％、ガラ
ス化物５０〜１５重量％からなるもの 耐火粉末はＡＩＪ、粉末、粘土粉末などガラス化物は並
板ガラス粉末、無水硼砂など 本発明保護管はこのような耐火粉末及びガラス化物な泥
漿状にして保護管本体外表面にコートしてこれを電気炉
中で５００℃以上、好ましくは８００〜１２００℃程度
の温度で熱処理しガラス化皮膜を形成することで得られ
る。このガラス化皮膜は溶湯中に投入されるまえの予熱
ではガラス皮膜を形成しているため空気を通さないので
ＺｒＢｚ質保護管は酸化されず、溶湯に投入した場合で
もガラス化皮膜は溶けるが酸化されないので緻密なＺｒ
８ｇ質の組成と特質をそのまま発揮できることになる。
また、このガラス化皮膜はＺｒＢａ質保護管が急熱急冷
された場合の熱衝撃性の緩和の役目も果たしている。更
にＺｒＢｇ質保護管は溶湯に濡れくい性能を有している
がこのガラス化皮膜の形成により溶湯浸漬中にスラグや
地金が適度につき引き上げ時の急冷による熱衝撃性の緩
和も計れることが認められている。即ち、このガラス皮
膜を形成することにより酸化を防止するとともに熱衝撃
性の緩和を計った割れにくく耐用の高い熱電対保護管を
提供するものである。
された場合の熱衝撃性の緩和の役目も果たしている。更
にＺｒＢｇ質保護管は溶湯に濡れくい性能を有している
がこのガラス化皮膜の形成により溶湯浸漬中にスラグや
地金が適度につき引き上げ時の急冷による熱衝撃性の緩
和も計れることが認められている。即ち、このガラス皮
膜を形成することにより酸化を防止するとともに熱衝撃
性の緩和を計った割れにくく耐用の高い熱電対保護管を
提供するものである。
［実施例］
Ｚｒ３ｇ粉末（１μ以下純度９９％以上）にＢＮ粉末（
１μ以下純度９９％以上） １０％添加し、ＳｉＣボー
ルでボットミルを用いエタノール溶媒を用い３日間粉砕
して取出し後スプレィドライヤーにて有機バインダーを
添加したものを造粒した。この粉末を用いてラバープレ
スにより２０口Ｏｋｇ／ｃｍ”で成形し、Ａ「雰囲気下
で２１００℃×３１「焼成し、内径１５φ、外径２５φ
、長さ８５０Ｉ２の保護管を製作した。（焼結体の分析
値ＺｒＢａ８５％、８８１０％、ＳｉＣ５％重量％） 又、ＺｒＢ１粉末（１μ以下純度９９％以上）をＳｉＣ
ボールを用いてボットミルでエタノール溶媒を用い３日
間粉砕し、同様にスプレィドライヤーに造粒粉末を作成
し、ラバープレス後常圧焼成して内径１５φ、外径２５
φ、長さ８５０Ｉ２の保護管を製作した。（焼結体の分
析値ＺｒＢａ９５％。
１μ以下純度９９％以上） １０％添加し、ＳｉＣボー
ルでボットミルを用いエタノール溶媒を用い３日間粉砕
して取出し後スプレィドライヤーにて有機バインダーを
添加したものを造粒した。この粉末を用いてラバープレ
スにより２０口Ｏｋｇ／ｃｍ”で成形し、Ａ「雰囲気下
で２１００℃×３１「焼成し、内径１５φ、外径２５φ
、長さ８５０Ｉ２の保護管を製作した。（焼結体の分析
値ＺｒＢａ８５％、８８１０％、ＳｉＣ５％重量％） 又、ＺｒＢ１粉末（１μ以下純度９９％以上）をＳｉＣ
ボールを用いてボットミルでエタノール溶媒を用い３日
間粉砕し、同様にスプレィドライヤーに造粒粉末を作成
し、ラバープレス後常圧焼成して内径１５φ、外径２５
φ、長さ８５０Ｉ２の保護管を製作した。（焼結体の分
析値ＺｒＢａ９５％。
ＳｉＣ５重量％）
酸化防止材は、ＡＩａＯ＊粉末６０（＋５０メツシユバ
ス）並板ガラス粉末２０％に結合材としての粘土１５％
、無水硼砂５％の調合に３％濃度ＰＶＡ溶液でボットミ
ルで３ｈｒ混合し泥漿を得た。この泥漿を保護管本体外
表面にスプレィまたははけ塗りあるいはテ゛イップにて
１ｍｍ厚さ強度のコーティングを施した。この保護管を
空気中÷乾燥後電気炉中で１０００℃×２ｈｒ熱処理し
保護管外表面に強固に密着したガラス質被覆を形成した
。
ス）並板ガラス粉末２０％に結合材としての粘土１５％
、無水硼砂５％の調合に３％濃度ＰＶＡ溶液でボットミ
ルで３ｈｒ混合し泥漿を得た。この泥漿を保護管本体外
表面にスプレィまたははけ塗りあるいはテ゛イップにて
１ｍｍ厚さ強度のコーティングを施した。この保護管を
空気中÷乾燥後電気炉中で１０００℃×２ｈｒ熱処理し
保護管外表面に強固に密着したガラス質被覆を形成した
。
この保護管を４ＯＬｏｎのタンデイツシュ鍋で十分゛に
１０００℃程度まで予熱し、溶鋼中に浸漬し連続的に温
度測定を行なった。その結果７０ｃｈａｒｇｅ（Ｉｃｈ
、 ６０分）安定して測定ができ、Ｚｒ８ｇ保護管の外
面の侵食量は１．５〜２ｍｍ程度の軽微であった。同様
に酸化防止材を塗布し、なかった保護管を溶鋼に浸漬し
て使用したがその耐用は４０ｃｈと短く、侵食量は３ｍ
ｍ程度でこの侵食部分より折れやすくなっていた。
１０００℃程度まで予熱し、溶鋼中に浸漬し連続的に温
度測定を行なった。その結果７０ｃｈａｒｇｅ（Ｉｃｈ
、 ６０分）安定して測定ができ、Ｚｒ８ｇ保護管の外
面の侵食量は１．５〜２ｍｍ程度の軽微であった。同様
に酸化防止材を塗布し、なかった保護管を溶鋼に浸漬し
て使用したがその耐用は４０ｃｈと短く、侵食量は３ｍ
ｍ程度でこの侵食部分より折れやすくなっていた。
［発明の効果］
本発明は、各種溶融金属に対して高い耐食性、耐熱衝撃
性を有するＺｒ硼化物等の非酸化物系セラミックスを主
成分とする熱電対保護管等であり、測温中の予熱や輻射
によって保護管等が酸化されるのを防止したものであり
、より高い耐食性を保持し又浸漬、取出し時に起る耐熱
衝撃性を緩和した、安定に連続的に湯温を測温できるも
のであり、これを使用することによって省力化、測温調
製、成分調製等の製品の品質向上に役立ちその工業的価
値は多大である。
性を有するＺｒ硼化物等の非酸化物系セラミックスを主
成分とする熱電対保護管等であり、測温中の予熱や輻射
によって保護管等が酸化されるのを防止したものであり
、より高い耐食性を保持し又浸漬、取出し時に起る耐熱
衝撃性を緩和した、安定に連続的に湯温を測温できるも
のであり、これを使用することによって省力化、測温調
製、成分調製等の製品の品質向上に役立ちその工業的価
値は多大である。
第１図は、本発明の詳細な説明する一部を削除した縦断
面説明図である。 ｌは保護管、１ａは本体、ｌｂはガラス質層である。 猶ｌ 図
面説明図である。 ｌは保護管、１ａは本体、ｌｂはガラス質層である。 猶ｌ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）外表面にガラス質層を形成せしめてなる非酸化物
系セラミックス製熱電対保護管。（２）耐火粉末および
ガラス化物を主成分とする被覆層を外表面に形成してな
る非酸化物系熱電対保護管。 （３）非酸化物系セラミックスがＺｒの硼化物を主成分
とするものである請求項１又は２記載の保護管。 （４）非酸化物系セラミックス保護管の外表面に耐火粉
末とガラス化物を主成分とする被覆を施し、５００℃以
上で熱処理することにより外表面にガラス質層を形成せ
しめることを特徴とする非酸化物セラミックス製保護管
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11897488A JP2572630B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 熱電対保護管ならびにその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11897488A JP2572630B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 熱電対保護管ならびにその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01288740A true JPH01288740A (ja) | 1989-11-21 |
| JP2572630B2 JP2572630B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=14749887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11897488A Expired - Lifetime JP2572630B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 熱電対保護管ならびにその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2572630B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0484723A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-03-18 | Ngk Insulators Ltd | 加熱装置 |
| JPH0484722A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-03-18 | Ngk Insulators Ltd | 加熱装置およびその製造方法 |
| JPH0495832A (ja) * | 1990-08-14 | 1992-03-27 | Ngk Insulators Ltd | 加熱装置およびその製造方法 |
| US5181779A (en) * | 1989-11-22 | 1993-01-26 | Nippon Steel Corporation | Thermocouple temperature sensor and a method of measuring the temperature of molten iron |
| DE19840198A1 (de) * | 1998-04-20 | 1999-10-21 | Rosemount Inc | Temperatursonde mit Saphir-Temperaturmeßstutzen |
| JP2017083282A (ja) * | 2015-10-28 | 2017-05-18 | 東海高熱工業株式会社 | 熱電対保護用二層保護管の外管 |
-
1988
- 1988-05-16 JP JP11897488A patent/JP2572630B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5181779A (en) * | 1989-11-22 | 1993-01-26 | Nippon Steel Corporation | Thermocouple temperature sensor and a method of measuring the temperature of molten iron |
| JPH0484723A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-03-18 | Ngk Insulators Ltd | 加熱装置 |
| JPH0484722A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-03-18 | Ngk Insulators Ltd | 加熱装置およびその製造方法 |
| JPH0495832A (ja) * | 1990-08-14 | 1992-03-27 | Ngk Insulators Ltd | 加熱装置およびその製造方法 |
| DE19840198A1 (de) * | 1998-04-20 | 1999-10-21 | Rosemount Inc | Temperatursonde mit Saphir-Temperaturmeßstutzen |
| US6059453A (en) * | 1998-04-20 | 2000-05-09 | Rosemount Inc. | Temperature probe with sapphire thermowell |
| DE19840198B4 (de) * | 1998-04-20 | 2007-09-13 | Rosemount Inc., Eden Prairie | Temperatursonde mit Saphir-Temperaturmeßstutzen |
| JP2017083282A (ja) * | 2015-10-28 | 2017-05-18 | 東海高熱工業株式会社 | 熱電対保護用二層保護管の外管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2572630B2 (ja) | 1997-01-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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