JPH0217332Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、消耗浸漬型プローブの先端保護キヤ
ツプに関し、更に詳しくは先端部に溶鋼温度測定
用の熱電対、若しくは酸素、炭素、硫黄等の濃度
測定用の検出部を設けてなる消耗浸漬型のプロー
ブを溶融金属上表面の比較的硬いスラグ層を通過
して溶鋼中に浸漬させるに際してスラグ層通過時
に熱電対、検出部等の先端取付部材を破損するこ
となく、容易に溶鋼中に浸漬させ、目的とする測
定を正確に行えるようにすべくプローブ先端部を
被覆保護したものに関する。 従来消耗浸漬型プローブの先端に金属製の有孔
キヤツプを嵌着することは既に公知であり、これ
ら金属製有孔キヤツプは、プローブ搬送中の機械
的シヨツクから先端検出部等を保護し、溶鋼中に
プローブを浸漬する際の熱的・機械的シヨツクか
ら先端検出部等を保護し、かつプローブ先端の検
出部等が溶鋼中の測定点等に達したとき、容易か
つ迅速に溶融して先端検出部等を溶鋼中に露出さ
せる必要があることから、溶鋼の温度にて適宜溶
融する材質（鉄・銅またはアルミニウム）にてキ
ヤツプ本体を肉厚0.25〜0.3mmとなし、頂部又は
側壁に直径２〜３mmの小孔を１ケまたは複数個形
成したキヤツプが一般に使用されてきた。しかし
これら従来公知の金属製キヤツプは、溶鋼表面の
スラグ層が硬く、且厚いときには、キヤツプのつ
ぶれが発生して先端検出部等を損傷して使用でき
ない欠陥があり、これを除去、解決する手段とし
て別体のスラグ・ブレーカーによつて機械的にス
ラグを破砕してからプローブを浸漬する方法、ま
たは第４図に示す実公昭52−52625号のごとく、
スラグ層貫通時の熱的・機械的シヨツクに充分に
耐えるだけの肉厚をもつた有孔先細キヤツプ10
を、比較的肉薄な保持筒１１を用いてプローブ先
端に固定し、もつてスラグ貫通後に保持筒１１が
溶融して有孔先細キヤツプ１０そのものを脱落さ
せるよう構成されたものが使用されてきた。 しかし別体スラグ・ブレーカーを併用する方法
はプローブ浸漬を煩雑化しかつプローブ浸漬単価
が高くなる欠点を有し、また第４図に示す先行技
術の構成は、キヤツプと保持筒という２重構造の
ため部品単価が高くなり、キヤツプ取付けが複雑
となるばかりでなく、スラグ貫通中に保持筒１１
が溶融してキヤツプ１０がずれ先端検出部等を破
損させるか、または保持筒１１が容易に溶融せ
ず、先端検出部の性能を阻害する等の欠陥があつ
た。 本考案は、上記した従来公知の先端保護キヤツ
プまたは浸漬方法の欠陥を除去、解決したもの
で、その要旨とするところは、スラグ層が硬く厚
い使用条件下で、プローブ先端の検出部等を損傷
することなくスラグ層を貫通して溶鋼内測定点に
到達せしめ、かつスラグ層と溶鋼層との界面に対
して傾斜角度をもつて突入し、溶鋼層内を斜め下
方へ向かつて下降する途上や、溶鋼内測定点に停
止したときに、溶鋼をキヤツプ内に迅速に導入し
て検出部への溶鋼熱の伝播を迅速化することで検
出部の応答性を高め、かつキヤツプの脱落を溶鋼
浸漬後早期に行なわせて検出部を露出せしめ、し
かも単体構造で部品コスト及び取付け作業単価と
もに安価であり、加えてキヤツプの形成方法とし
ても溶鋼導入用の開口を予め開設した金属板をプ
レス成型する従来の加工法をそのまま踏襲できる
保護キヤツプを提供せんとするものである。 更に詳述すると、本考案の保護キヤツプは、硬
く厚いスラグ層の貫通が容易なようにその先端に
円錐状の先細部を形成し、かつ該キヤツプを形成
する金属の材質及び肉厚を、スラグ層通過時の熱
的・機械的衝撃に充分耐えうるもの、即ち肉厚に
関してはやや厚めのものに設定する。そしてキヤ
ツプに開設する複数個の開口は略長方形状となし
て各開口間にスラグ通過時の衝撃に対しても変形
しない程度の機械的強度を有する側壁を残した構
成となし、更にこの開口の大きさは、比較的粘性
が高いスラグは侵入できず、他方、比較的粘性の
低い溶鋼はキヤツプ内に迅速に導入し得る大きさ
に設定している。そして、略長方形状の開口はそ
の先端側がキヤツプの先細部にかかるように形成
することで、先細部のテーパー面にも開口部が存
在するようにしている。溶鋼層内を斜め下方へ向
かつて降下する途上及び溶鋼層内測定点で停止し
たときには先細部に存在する開口に大きな流入圧
が作用する為、溶鋼のキヤツプ内への導入は迅速
となり、このことによつて、キヤツプが厚肉であ
つてもキヤツプの脱落は迅速に行なうことが可能
となり、又、キヤツプ内溶鋼熱が厚肉キヤツプに
吸熱されることがあつても、溶鋼の流入が迅速に
行える為、吸熱による影響はほとんど無視するこ
とが可能で、熱電対等の検出部の応答性は低下し
ない。そして、キヤツプの作成は、開口を設けた
金属板をプレス成型するという従来の一般的作成
方法を用いることとができる結果、プレス成型後
のキヤツプにおける各開口間側壁幅は先細部にお
ける開口間側壁幅が円筒部におけるそれよりも幅
狭に形成され、このことによつて、キヤツプ先端
部である先細部の溶融脱落を一層容易化してい
る。 以下本考案を図面にもとづいて説明すると、第
１図、第２図は夫々本考案の異なつた実施態様を
示す斜視図であつて、１はキヤツプ本体Ａ先端の
円錐状先細部、２はキヤツプ円筒部、３は開口を
示し、さらに開口３においてａは開口の幅寸法、
ｂは開口の長さ寸法を示し、円筒部２における長
さb₁と先細部１における長さb₂の合計長さであ
る。ｃは開口３…によつて形成された開口間のキ
ヤツプ側壁のうちの先細部１における開口間側壁
寸法を示し、c′は円筒部の開口間側壁寸法を示す
ものであり、これ等の構成要素はその必要条件と
して； １ 第１図、第２図の矢印方向に鋼浴表面から溶
鋼中へ進行（浸漬）する消耗浸漬型プローブの
先端キヤツプにおいて、スラグ貫通中はスラグ
が侵入せず、スラグ下の溶鋼中では溶鋼が容易
に侵入する寸法とされた複数個の開口をキヤツ
プ側壁に設ける点。 ２ 前記複数個の開口によつて形成される開口間
の側壁が、スラグ貫通中の熱的・機械的シヨツ
クに充分に耐えるだけの強度を有するととも
に、溶鋼中の測定点で停止したとき、キヤツプ
内外の溶鋼（キヤツプ内溶鋼は前記開口から流
入したもの）による加熱でもつて容易かつ迅速
に溶融して、キヤツプ先端部を脱落、開口する
ような寸法となす点。 ３ スラグ層通過時の衝撃に耐え得る肉厚とした
ことでキヤツプに溶鋼熱が奪われ、この結果検
知部の応答性の低下が懸念されるが、この低下
を補うことができるようにキヤツプへの溶鋼の
導入を迅速になすこと。 ４ キヤツプの作成方法として、開口開設後の金
属板をプレス成型する従来方法がそのまま踏襲
できるものであること。 を充足するものとし、更に具体的に説明する
と、前記要件を満たす材質および厚さをもつ金属
製キヤツプにおいて、10mm≦ａ≦15mm，10mm≦ｂ
なるａ，ｂ寸法を有する複数個の開口をキヤツプ
側壁に設けるとともに、溶鋼層内を斜め下方向に
向かつて降下するプローブ先端のキヤツプ内への
溶鋼の導入をより迅速化する為に、前記開口はキ
ヤツプ円筒部２から先細部１にかけて通常５〜10
mm入り込ませた構成となして、先細部１に溶鋼の
流入圧が効果的に作用する開口を存在させてい
る。そして溶鋼層突入後は先細部１の溶融脱落を
容易化する為に、先細部１に存在する開口間側壁
寸法ｃが開口全長における最小幅部となるよう開
口間側壁寸法ｃを円筒部２における開口間側壁寸
法c′よりも小さく設定し、かつ該最小幅部分をス
ラグ貫通中の熱的・機械的シヨツクに耐えるだけ
の強度をもつとともにキヤツプ内外の溶鋼による
加熱で容易に溶融するような寸法になすものとす
る。 そして、先細部１の開口間側壁寸法ｃを円筒部
２の開口間側壁寸法c′より小さく設定するに際
し、キヤツプ加工方法として特別の方法を採用す
る必要はなく従来どおりの作成方法、即ち、開口
を放射状に開設した金属板に対し前記放射状の開
口の中心が成型後のキヤツプの最頂部となるよう
にしてプレス成型する方法が採用され、この従来
方法によりプレス成型するだけで開口間側壁寸法
ｃを開口間側壁寸法c′よりも小さくすることがで
きる。 而して具体例としては円筒部２を直径25mm、高
さ22.5mmとなし先細部１は、その頂角を60゜とな
し、全体を高さ39mmとなすとともに肉厚0.5又は
1.0mmとした鋼製キヤツプ本体Ａの側壁に、開口
長さ寸法ｂを20mmとなして開口幅寸法ａを例えば
８mm，10mm等に設定した開口３…をキヤツプ先細
部１に５mm入りこませて所定数配設して構成し、
開口幅寸法ａ及び開口３の形成数を変更した場合
における実験を行い、その結果を下記の第１表に
示す。

【表】 表１のテスト結果によれば、開口幅寸法ａが、
10mm≦ａ≦15mmのとき、スラグ貫通中にスラグが
侵入せずかつ溶鋼中で溶鋼が容易に流入すること
を示すとともにキヤツプ先細部１における開口間
側壁ｃを肉厚0.5mmの場合5.7mm〜10.9mm、肉厚1.0
mmの場合5.7mm〜8.4mmの範囲内に設定したとき満
足すべき結果を示し、ｃ寸法が上記範囲にないと
きは、熱的・機械的強度不足のためスラグ貫通中
にキヤツプのつぶれが発生するか、または、キヤ
ツプ内外からの溶鋼加熱によつても開口間側壁寸
法ｃ部分が溶融せず、従つてキヤツプ先端部が脱
落、開口しないことを示した。 次に後掲した第２表は、前記第１表のテストに
おいて所期の効果が得られた開口幅寸法ａの範囲
内において更に肉厚を0.5mm又は1.0mmとした場合
のキヤツプ先細部の開口間側壁寸法ｃを限定すべ
く行つたテストである。

【表】 表２に示すテスト結果によれば所期効果が得ら
れる先細部１における開口間側壁ｃの幅寸法は、
肉厚0.5mmの鋼製キヤツプの場合６mm≦ｃ≦12mm、
肉厚1.0mmの鋼製キヤツプの場合４mm≦ｃ≦９mm
であることが確認された。また上記の第１、第２
表のテストにおいてスラグが流入せずかつ溶鋼が
容易に流入し得る開口３は、開口寸法ａ，ｂに関
連し、開口数には殆んど関連しないことが同時に
確認された。またその後のテストにおいて開口長
さ寸法ｂは、開口幅寸法ａの最小寸法10mmを越え
ておれば問題なく、特に限定する必要のないこと
を示した。 そして、上記各寸法であれば、溶鋼層内を斜め
下方向に向けて降下するプローブ先端のキヤツプ
内に、先細部に形成した開口を通じて溶鋼を迅速
に導入させることができ、厚肉であるキヤツプも
迅速に溶融脱落させることができるとともに、厚
肉であるキヤツプによる吸熱作用に起因して発生
が懸念される検知部の応答性低下も回避すること
ができる。なお、従来どおりのプレス成型方法に
よりキヤツプを作成するだけで、先細部の開口間
側壁寸法ｃは必然的に円筒部の開口間側壁寸法
c′より小さくなるので、開口間側壁寸法ｃを最小
幅と成すための加工上の特別の配慮もいらない。 以上、テスト結果を総合して、本考案を構成す
る開口寸法ａ，ｂおよびキヤツプ先細部１の開口
間側壁寸法ｃはキヤツプ肉厚0.5〜1.0mmとした鋼
製キヤツプの場合、以下数値にもとづいて決定さ
れるものである。 10mm≦ａ≦15mm，10mm≦ｂ， ６mm≦ｃ≦12mm（肉厚0.5mm）、４mm≦ｃ≦９mm
（肉厚1.0mm） 従つて肉厚0.5mmで、円筒部２を直径2r、高さ
ｈとし先細部１を頂角60゜（但し頂端から５mmを除
く）となした鋼製キヤツプにおけるａ，ｂ，ｃの
各寸法および開口数ｎは開口上端面を円筒部から
先細部に５mm達せしめた場合： ｎ＝π（2r−５）／16〜27 注 分母の16〜27は肉厚0.5mmとした場合の開口
幅寸法ａと先細部の開口間側壁寸法ｃの加算
値の最大値と最小値の範囲を示し、肉厚1.0
mmとなした場合は、14〜24となる。 を満足する整数ｎを決定してかつ、ｎを確定した
ときのａ＋ｃ寸法を算出し、ついで前記ａ＋ｃ値
を満足させるａ，ｃを定めればよいわけで、例え
ば円筒部を直径27mm、高さ25mmとなし、全高43
mm、頂角60゜とした肉厚1.0mmの鋼製キヤツプにお
ける本考案の開口寸法等は： 上述の式によれば ｎ＝π（27−５）／14〜24＝69／14〜24 ― となり、 式においてｎがとりうる整数値は３または４
であり、このときの分母の数値は23または17.25
である。 69／23＝３ ―′ 69／17.25＝４ ―″ 上記分母の数値23および17.25はａ＋ｃ寸法を
あらわすことから、 ａ＋ｃ＝23 ―″ ａ＋ｃ＝17.25 ―″ となり、従つてａ及びｃは以下の範囲となる。 10≦ａ≦15，４≦ｃ≦９ 例えばａを整数に限定したとき、第３表による
組合わせの開口数ｎ、開口寸法ａ，ｃをとること
ができる。

【表】 またキヤツプ円筒部の高さは25mmであることか
ら 10mm≦ｂ≦20mmであればよい。 以上のように本考案の保護キヤツプは、円錐状
の先細部を形成したキヤツプの側壁に複数個の略
長方形状の開口を円筒部から先細部にかけて形成
し、かつキヤツプの肉厚をスラグ層貫通時に熱
的・機械的衝撃時にも耐え得るような厚さに設定
したから、スラグ貫通時にはキヤツプがキヤツプ
内部の検知部を保護し、かつスラグは粘性が比較
的高いので開口を通じてキヤツプ内に流入される
ことはなく、他方、プローブ先端を溶鋼層内を降
下若しくは溶鋼層内の測定点で停止したときに
は、粘性の低い溶鋼が迅速に導入され、しかも、
開口は先細部にかけて形成されているから溶鋼層
内を斜め下方向に向かつてプローブが降下すると
きには、先細部に存在する開口には大きな流入圧
が作用して、キヤツプ内への溶鋼の迅速な導入が
なされる。又、そして、溶鋼の導入が迅速かつ早
期に行われることから、厚肉キヤツプによる吸熱
作用を無視し得る程度の溶鋼熱を検知部に対して
供給することができ、スラグ通過時の衝撃に耐え
うる程度の肉厚を確保しながらも検知部の応答性
も劣化させることのない保護キヤツプが提供され
るのである。しかも、先細部の開口間側壁寸法ｃ
を円筒部の開口間側壁寸法c′に比べて幅狭として
いるから、キヤツプ内に溶鋼が導入されたときに
先細部は迅速に溶融脱落して先端側を大きく開口
させて検知部周囲への溶鋼熱を伝播をより速やか
に行うことができる。そして、開口間側壁寸法ｃ
を開口間側壁寸法c′よりも小さく設定する為に加
工上特別の配慮は払う必要はなく、単に従来と同
様、開口が開設された金属板をプレス成型するだ
けで上記条件の開口が必然的に形成されるのであ
る。 なお、本考案の保護キヤツプは材質として鋼以
外のものを用いることも可能であり、又その肉厚
も本考案実施例において開示した0.5mm〜1.0mmに
限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は夫々本考案の実施様態を示す
斜視図、第３図は第１図に示す実施例のキヤツプ
縦断面図、第４図は従来公知の２重構成のキヤツ
プを消耗浸漬型プローブの先端に嵌着した状態を
示す縦断面図である。 １：キヤツプ先端先細部、２：円筒部、３：開
口、ａ：開口幅寸法、ｂ：開口長さ寸法、ｃ：先
細部における開口間キヤツプ側壁寸法、c′：円筒
部の開口間キヤツプ側壁寸法。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 溶鋼中に浸漬して温度及び／又は酸素測定等を
   行ない、若しくは試料採取を行うようになした消
   耗浸漬型プローブの先端に取付けられ、円筒部の
   先端に円錐状の先細部を形成してなる保護キヤツ
   プの側壁に略長方形状となした複数の開口を円筒
   部から先細部にかけて形成し、かつ各開口間の側
   壁は、円筒部における開口間側壁よりも先細部に
   おける開口間側壁が幅狭に形成され、キヤツプ肉
   厚をスラグ通過時の衝撃に耐えうる厚さに設定し
   てなる消耗浸漬型プローブの先端保護キヤツプ。