JPH02263158A - 溶融金属の試料採取及び／又は温度測定用プローブ - 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、溶融金属中に浸漬して該溶融金属の試料を採
取し及び／又は温度等を測定するためのプローブに関す
る。

〔従来の技術〕

吹錬中に鋼浴等の溶融金属浴の温度等や、成分を測定す
る方法としてサブランスシステムが公知である。即ち、
第１０図示のように、溶融金属浴１を収納する転炉２に
対し９通常の酸素吹き込み用ランス３を下降させて溶融
金属浴中に吹錬を行うと共に、もう１本のランス（サブ
ランス）４を下降させて該サブランスの下端に取付けた
プローブ５を吹錬中の浴１中に浸漬せしめ、該プローブ
５により温度等の測定や試料の採取を行っている。

第１１図ないし第１３図に示すように、サブランス４は
、下端に突起６を設け、該突起６の上方に位置して径大
となる肩部７を備える。プローブ５は２紙管等により形
成された管部８の下端に、同じく紙管等により形成され
た試料採取及び／又は計測部９を設け、その中に測温セ
ンサー、酸素センサー、試料採取容器等を具備する。前
記管部８の上端には１紙管等により形成された連結筒１
０が設けられる。プローブ５をサブランス４の下端に取
付ける作業は機械的に行われる。即ち、プローブ５を固
定した状態で、該プローブの上方よりサブランス４を下
降せしめ、前記突起６を連結筒１０に圧入し嵌着する。

前記突起６は連結筒１０に挿入されるとプローブ５内の
コネクタく図示省略）と結合し。

プラグ及びソケットによる電気的連結を構成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

サブランス４によりプローブ５を転炉２内に挿入すると
、転炉２内には細かい溶融金属細粒が浮遊（スピッティ
ング）状態にあるから、この溶融金属細粒がプローブ５
及びサブランス４の外周面に付着する。また、転炉２内
には高温雰囲気ガスが充満している。このため、プロー
ブ５の連結筒１０は、溶融金属細粒１２及び高温雰囲気
ガスにより外周面を燃焼される。この燃焼の結果、連結
筒１０の上端縁も燃焼されサブランス４の肩部７との間
に隙間１３を生じる（第１１図）、（サブランス肩部の
摩耗による機械的変形、又は突起６の曲がり等により。

プローブをサブランスに取付けたときに既に隙間１３を
生じている場合もある。） 次にサブランス４を下降させることによりプローブ５の
試料採取及び／又は計測部９を溶融金属１に浸漬すると
、溶融金属１がスプラ・７シユされ、飛散した溶融金属
がサブランス４及びプローブ５の外周面に付着する。ま
た、吹錬中の溶融金属１は炉内にて飛散（スロッピング
）状態にあるから、飛び跳ねる溶融金属がサブランス４
及びプローブ５の外周面に付着する。その結果、上述し
た連結筒１０の燃焼を促進し隙間１３を拡大する。

試料の採取及び／又は温度等の測定を終えて一 サブランス４を上昇させ、プローブ５を転炉２から引き
上げると、サブランス４の外周面に付着していた熔融金
属が垂れ下がりプローブ５側へと移動し、前記隙間１３
に浸入する。溶融金属は浸入時に隙間１３を拡大すると
共に、その後、冷却凝固し、地金１４となる（第１２図
）。

この地金１４は、前記隙間１３に充填されている結果、
サブランス４の肩部７を包み覆う塊状地金部１４ａを形
成する。

サブランス４は、転炉２から引き上げた後。

プローブ５を取外し、別の新たなプローブを取付けて再
び転炉２に挿入され、以後、このような作業を繰返して
行われる。ところで、プローブの取外しに際して、サブ
ランス４の突起６からプローブ５の連結筒１０を引き抜
くと、上述した塊状地金部１４ａがサブランスの肩部７
を包みこむように付着しているため、該肩部７から容易
に剥離せず、連結筒１０上で凝固した地金１４ｂと分断
されて肩部７側に残存する（第１３図）。

このような塊状地金１４２がサブランス肩部７に付着残
存することを許すと、繰返し行う試料採取及び／又は温
度等測定の作業のたびに。

付着した地金１４２が次第に成長して大きな塊状を成し
、遂には新たなプローブをサブランスに取付けることが
不可能になってしまう、即ち突起６とコネクタ（図示省
略）との電気的連結を不可能ならしめることになる。

〔課題を解決するための手段〕

サブランスとプローブの連結部における地金付着を防止
する技術として５本出願人は、既に実開昭６１−１７６
６７号を提案した。これによれば、プローブの連結筒が
高温時ガスを発生し、ガス発生後は炭化物として残留す
る材料により形成されているため、上述したスピッティ
ング状態の溶融金属細粒を連結筒の外周上で跳ね退ける
作用を期待することができ、溶融金属の付着防止に寄与
することが確認された。然しなから、ガス発生後に炭化
物として残留する既燃焼物は、ａ械的強度が脆弱である
ため、サブランが、スプラッシュ又はスロッピングによ
る溶融金属の衝当を受けて振動したり、吹錬中転炉内の
酸素及び酸素反応ガスの激しい流れを受けて振動し、更
には、プローブ自体が吹錬中の溶融金属の激しい動きに
より揺動すると、該既燃焼物が部分的に崩壊し１時とし
て連結筒とサブランス肩部との間に上述したような好ま
しくない隙間を形成してしまうことが確認された。

一方、サブランスとプローブの連結部に弾性リングシー
ルを介在させたものが特開昭６０２０３８５６号として
公知である。然しなからこのような弾性リングシールは
、高温により燃焼し、その結果、連結筒とサブランス肩
部との間に上述したような好ましくない隙間を形成する
から、結局、上記課題を解決することはできない。

本発明は、上記課題を解決した熔融金属の試料採取及び
／又は温度等測定用プローブを提供するものであり、そ
の手段として構成したところは、サブランスの下端に装
着することにより溶融金属の試料を採取し及び／又は温
度等を測定するプローブであって、サブランス下端の突
起を挿着せしめる筒状体とされ且つ該突起上方のザブラ
ンス肩部に対面する上部環状縁を備えた連結筒をプロー
ブの上部に設けたものにおいて：前記連結筒が、高温時
ガスを発生する材料から成るガス発生手段を該筒の外周
面に構成すると共に、溶融金属付着時に該溶融金属を凝
固せしめる金属材料から成る金属凝固手段を前記上部環
状縁に構成し、更に、サブランス局部の押圧力により前
記金属材料を圧潰せしめ該サブランス局部に密接せしめ
るシール手段を構成した点にある。

〔実　施　例〕

以下図面に基づいて本発明の実施例を詳述する。

本発明において、プローブ５は、第１１図に示した従来
例と同様に２紙管等により形成された管部１６の下端に
、同じく紙管等により形成された試料採取及び／又は計
測部（図示せず）を設ける一方、前記管部１６の上端に
連結筒１７を設ける。前記試料採取及び／又は計測部に
は測温センサー、酸素センサー、試料採取容器等が内装
される。前記連結筒１７内にはコネクタ（図示せず）が
配置される。

サブランス４は、上述した通り、突起６及び肩部７を備
える。プローブ５を固定した状態で該プローブ５の上方
からサブランス４を下降せしめ、突起６を連結筒１７に
圧入嵌着することにより、プローブ５をサブランス４に
機械的に取付ける。突起６はコネクタ（図示せず）と結
合され、電気的に連結される。

本発明において、前記連結筒１７は、高温時ガスを発生
する材料から成るガス発生手段１９と、溶融金属付着時
に該溶融金属を凝固せしめる金属材料から成る金属凝固
手段２０と、サブランス肩部７の押圧力により前記金属
材料を圧潰せしめ該サブランス肩部に密接するシール手
段４０とを構成する（第１図）、前記ガス発生手段１９
は、少なくとも連結筒１７の外周面に構成されており、
前記金属凝固手段２０及びシール手段４０は、少なくと
もサブランス肩部７に対面する連結筒１７の上部環状縁
に構成されている。

図示実施例において、連結筒１７は２紙管から成る内筒
１７ａを管部１６に外挿し固着しており、該内筒１７ａ
の下半部に紙管から成る外筒１７ｂを外挿し固着すると
共に、該内筒１７ａの上半部に前記ガス発生手段１９・
金属凝固手段２０・シール手段４０を具備した保護筒１
７Ｃを外挿し固着している。

前記ガス発生手段１９を構成するための、高温時ガスを
発生する材料としては１例えば、クロロプレンゴム等の
合成ゴム材料、或いはフェノール樹脂又は尿素樹脂等の
高分子系合成樹脂材料を用いることができる。

前記金属凝固手段２０を構成するための、溶融金属付着
時に該溶融金属を凝固せしめる金属材料としては、不特
定多数の金属材料から任意に選択することが可能である
が、計測対象の溶耐金属と同質材であることが最も好ま
しい９例えば、銑又は鋼の溶融金属に対してはＳＳ材を
用い、ＳＵＳの溶融金属に対してはＳＵＳ材を用いるの
が良い。

保護筒１７Ｃを形成するための実施例を第６図ないし第
９図に示している。

第６図において５保護筒１７ｃは、径方向に積層された
複数層のネット体４１から成る。このネット体４１は、
金属製の線材４２を上述の高温時ガス発生材料４３によ
り被覆して形成した被覆線材４４を素材とし、この被覆
線材４４を編織して形成されている。このネット体４１
から成る保護筒１７Ｃは、核部の上縁において前記金属
製線材４２を露出せしめた金属ネット部４１ａを有する
。即ち、この金属ネット部４１ａにおいてネット体４１
は前記被覆材料４３を有しない、このような保護筒１７
ｃは、金属製線材４２から成るネット体４１を上述の高
温時ガス発生材料４３の溶融浴中に浸漬せしめネット体
４１の金属ネット部４１ａのみを除いて該材料４２を付
着せしめることにより簡便に製作できる。而して、保護
筒１７ｃは、前記被覆材料４３により外周面にガス発生
手段１９を構成する一方、前記金属ネット部４１ａによ
り上部環状縁に金属凝固手段２０及びシール手段４０を
構成する。

第７図において、保護筒１７ｃは、径方向に積層された
複数層のシート体４５から成る。このシート体４５は、
金属シート４６を上述の高温時ガス発生材料４７により
被覆して形成した被覆板４８から成り、必要に応じ適宜
打抜孔４９を多数開設している。そして、このシート体
４５から成る保護筒１７ｃは、核部の上縁において前記
金属シート４６を露出せしめた金属シート部４５ａを有
する。即ち、この金属シート部４５ａには前記被覆材料
４７を有しない、尚金属シート部４５ａは、サブランス
肩部の押圧力を受けたとき圧潰し易いように切欠４５ｂ
等を形成されているのが好ましい、この際３図例では金
属シート部４５ａを上方に直立せしめたものを示してい
るが、サブランス肩部の押圧力により容易に折曲状に圧
潰されるように、該金属シート部４５ａを外周向き又は
内周向きに傾斜して起立せしめても良い、或いは、切欠
４５ｂを介して金属シート部４５ａに形成された多数の
爪片を、その列設方向に関して、外周向きに傾斜して起
立せしめた爪片と、内周向きに傾斜して起立せしめた爪
片とが交互に配置されるように構成しても良い、このよ
うな保護筒１７Ｃは、金属シート４６を上述した上縁の
金属シート部４５ａのみを除いて材料４７により被覆す
ることによって簡便に製作できる。而して保護筒１７Ｃ
は５前記被覆材料４７により外周面にガス発生手段１９
を構成する一方、前記金属シート部４５ａにより上部環
状縁における金属凝固手段２０及びシール手段４０を構
成する。

第８図において、保護筒１７ｃは２高温時ガス発生材料
から成るシート５０と、該シート５０の内周側に重合配
置された金属板５１とから成る。金属板５１はシート５
０の上縁を被うフランジ５１ａを存し、更に、該フラン
ジ５１ａから起立する突条５１ｂを有する。突条５１ｂ
は、サブランス肩部の押圧力を受けたとき圧潰し易いよ
うに切欠５１Ｃ等を形成されているのが好ましい、この
際、サブランス肩部の押圧力により容易に折曲状に圧潰
されるように、該突条５１ｂを外周向き又は内周向きに
傾斜して起立せしめても良い、或いは、切欠５１ｃを介
して突条５１ｂに形成された多数の爪片を、その列設方
向に関して、外周向きに傾斜して起立せしめた爪片と、
内周向きに傾斜して起立せしめた爪片とが交互に配置さ
れるように構成しても良い、而して、保護筒Ｌ７ｃは、
前記シート５０により外周面にガス発生手段１９を構成
する一方、前記金属板５１の突条５１ｂにより上部環状
縁における金属凝固手段２０及びシール手段４０を構成
する。

第９図において、連結筒１７は９紙管から成る内筒１７
ａの内周部に金属板５２を重合配置する一方、該内筒１
７ａの外周部に高温時ガス発生材料から成るシート５３
を重合配置している。前記金属板５２は、内筒１７ａの
上縁を被うフランジ５２ａを有すると共に、該フランジ
５２ａに一連に成形され周方向に管状に延びる折曲部５
２ｂを備えている。而して、保護筒１７Ｃは、前記シー
ト５３により外周面にガス発生手段１９を構成し、前記
金属板５２の折曲部５２ｂにより上部環状縁における金
属凝固手段２０及びシール手段４０を構成する。

ところで１本発明のシール手段４０は、上述のように、
サブランス肩部７の押圧力により金属材料を圧潰し、該
サブランス肩部７に密接せしめ、溶融金属の自由な浸入
をある程度妨げるものであれば足り、・す′ブランス肩
部７に気密的に密着することまでは要求しない、従って
１本明細書中「シール」の語は、厳格なシールの意味で
はなく５部分的に微細な隙間を有する場合等を含む広い
意味に解すべきことを了解されたい。

〔作　　　用〕

プローブ５をサブランス４に取付けるに際しては、プロ
ーブ５を固定した状態で、該プローブ５の上方からサブ
ランス４を下降せしめ、突起６を連結筒１７に圧入嵌着
することにより。

機械的取付けが行われる。サブランス４の下降押圧力は
大であるため、連結筒１７のシール手段４０はサブラン
ス肩部７により押し潰される。

この圧潰による変形時、シール手段４０は金属材料の塑
性変形によりサブランス肩部７の表面に馴染んで密接す
る（第２図）、このため、たとえサブランス肩部７が摩
耗により不規則的に変形していても、該肩部７と連結筒
１７との間に隙間を生じることはない。

サブランス４によりプローブ５を転炉２内に挿入すると
、連結筒１７のガス発生手段１９からガスが発生する。

即ち、上述したクロロプレンゴム等の合成ゴム、或いは
フェノール樹脂等の高分子系合成樹脂の場合、燃焼して
ガスを発生し、ガス発生後は炭化物として残留する。こ
のガス発生により、転炉２内に浮遊（スピンナイング）
する細かい溶融金属細粒Ｍ１は連結筒１７の外周から跳
ね退けられる（第３図）、従って、該溶融金属細粒Ｍ１
が連結筒１７に付着することは防止される。

次に、サブランス４を下降させることによりプローブ５
の試料採取及び／又は計測部を溶融金属中に浸漬すると
、溶融金属がスプラッシュされ、飛散した溶融金属がサ
ブランス４及びプローブ５の外周面に付着する。また、
吹錬中の溶融金属は炉内にてスロッピング状態にあるか
ら、飛び跳ねる溶融金属がサブランス４及びプローブ５
の外周面に付着する。然しながら、この間、連結筒１７
のガス発生手段１９はガスを発生し続けているから、溶
融金属は一旦、連結筒１７に付着しても直ちにガスによ
り吹き飛ばされ落下せしめられる。

試料の採取及び／又は温度等の測定を終えてサブランス
４を上昇さゼ、プローブ５を転炉２から引き上げると、
サブランス４の外周面に付着していた溶融金属は垂れ下
がりプローブ５側へと移動する。この際、サブランス肩
部７と連結筒１７との間には従来のような隙間は形成さ
れておらず、金属材料を圧潰せしめたシール部４０が充
填されているので、垂れ下がる溶融金属はプローブ５の
下方へと円滑に移動する（第４図）、ところで、サブラ
ンスがスプラッシュ又はスロッピングによる溶融金属の
衝当を受けて振動したり、吹錬中、転炉内の酸素及び酸
素反応ガスの激しい流れを受けて振動し、更にはプロー
ブ自体が吹錬中の溶融金属の激しい動きにより揺動する
ことにより、サブランス４とプローブ５が相互に相反す
る方向に偏位するような力を受ける結果９時として連結
筒１７のシール部４０とサブランス肩部７との間に僅か
の隙間を生じてしまうことがある。ところが２本発明に
おいては、このような僅かな隙間が生じている万一の場
合において、前記溶融金属が該隙間に浸入することがあ
っても、前記金属材料を圧潰して成るシール手段４０が
同時に金属凝固手段２０として機能し、溶融金属が該手
段２０の上に来ると速やかに冷却凝固せしめることがで
きる。

サブランス４からプローブ５を取外し、これを別の新た
なプローブと取替えるに際し、サブランス４の突起６か
らプローブ５の連結筒１７を引き抜くと、前記連結筒１
７の外周にて凝固した塊状地金１５は、連結筒１７に付
着してサブランス肩部７から引き剥がされる。従って。

サブランス肩部７には従来のような地金残存を生じない
（第５図）。

尚、保護筒１７ｃを上記第６図及び第７図のように構成
しておけば、サブランス４の外周から保護筒１７Ｃの外
周面に垂れ下がり移動する溶融金属が、保護筒１７ｃに
強固に固着されるという好結果を得ることができる３例
えば、第６図示の実施例においては、保護筒１７ｃを構
成するネット体４１の被覆材料４３はガス発生して燃焼
した後は炭化物として残留するが、サブランス４が、ス
プラッシュ又はスロッピングによる溶融金属の衝当を受
けて振動したり、吹錬中、転炉内の酸素及び酸素反応ガ
スの激しい流れを受けて振動し、更には、プローブ自体
が吹錬中の溶融金属の激しい動きにより揺動すると、前
記残留炭化物が部分的に崩壊し、金属製線材４２を露出
するため、垂れ下がって来た溶融金属が該線材４２に凝
着すると共にネットに絡んで凝固し塊状地金１５を形成
する。また。

第７図示の実施例においては、垂れ下がって来た溶融金
属がシート体４５の打抜孔４９に絡み金属板４６に凝着
して塊状地金１５を形成する。

従って、前述のように、サブランスからプローブを引き
抜いた際、塊状地金１５がプローブに追従してサブラン
ス肩部から好適に引き剥がされることになる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成した結果１次の効果を奏する
。

（１）ガス発生手段１９により連結筒１７の外周面から
ガスを発生せしめるものであるから。

該連結筒１７に溶融金属が付着することを防止できる。

（２）連結筒１７とサブランス肩部７との間には金属材
料を圧潰することにより密接せしめて成るシール手段４
０が設けられているのでサブランスからプローブへと垂
れ下がり移動する溶融金属がサブランス肩部７と連結筒
１７との間に差込み状に浸入することを確実に防止でき
る。

（３）仮に、前記シール手段４０が充分でなく。

該シール手段４０とサブランス肩部７との間に微小隙間
を生じた万一の場合でも、該微小隙間に浸入しようとす
る熔融金属は、前記シール手段上に来ると直ちに金属凝
固手段２゜により冷却凝固させられ、それ以上、隙間に
深く浸入することを防止される。

（４）　　このため、サブランスからプローブを引き抜
くに際して、前記連結筒１７上で凝固した塊状地金１５
は、プローブ側に追従してサブランス肩部から引き剥が
され、従来のようにサブランス肩部に残存付着すること
はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の要部を示す縦断面図、第２
′図はプローブをサブランスに機械的に取付けた状態の
縦断面図、第３図は転炉内で溶融金属細粒を受けている
状態の縦断面図、第４図はサブランス外周の溶融金属が
プローブ側へ垂れ下がり移動した状態の縦断面図、第５
図はプローブをサブランスから引き抜いた状態を示す縦
断面図、第６図は連結筒を構成する保護筒の第１実施例
を示す切欠斜視図、第７図は同第２実施例を示す切欠斜
視図、第８図は同第３実施例を示す切欠斜視図、第９図
は同第４実施例を示す切欠斜視図、第１０図は酸素ラン
ス及びサブランスを挿入した状態の転炉を示す縦断面図
、第１１図は従来のプローブをサブランスに取付けた状
態で転炉内の溶融金属細粒を受けている状態の一部縦断
面正面図、第１２図は同従来例においてサブランス外周
の溶融金属がプローブ側へ垂れ下がり移動した状態の縦
断面図第１３図は同従来例においてプローブをサブラン
スから引き抜いた状態を示す縦断面図である。 １・・・溶融金属、２・・・転炉、３・・・酸素ランス
４・・・サブランス、５・・・プローブ、６・・・突起
、７・・・肩部、１３・・・隙間、１５・・・塊状地金
、１６・・・管部、１７・・・連結筒、１７ａ・・・内
筒、１７ｂ・・・外筒、１７ｃ・・・保護筒、１９・・
・ガス発生手段２０・・・金属凝固手段、４０・・・シ
ール手段。 ＼Ｔ 手続補正書（自発） 平成　元年　５月　２日 ２゜ ３゜ ４゜ 平成１年特許願第８５１０３号 発明の名称 溶融金属の試料採取及び／又は温度等測定用プローブ 補正をする者 事件との関係（特許出願人） 川惣電機工業株式会社 代理人　■５３０　　置　０６−３６１−７１１２６゜ ７゜ 自　　　　発 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 補正の内容 明細書第９頁第４行に「連結筒１ あるを「管部１６内」に訂正する。 ７内」 と

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、サブランスの下端に装着することにより溶融金属の
   試料を採取し及び／又は温度等を測定するプローブであ
   って、サブランス下端の突起を挿着せしめる筒状体とさ
   れ且つ該突起上方のサブランス肩部に対面する上部環状
   縁を備えた連結筒をプローブの上部に設けたものにおい
   て； 前記連結筒が、高温時ガスを発生する材料 から成るガス発生手段を該筒の外周面に構成すると共に
   、溶融金属付着時に該溶融金属を凝固せしめる金属材料
   から成る金属凝固手段を前記上部環状縁に構成し、更に
   、サブランス肩部の押圧力により前記金属材料を圧潰せ
   しめ該サブランス肩部に密接せしめるシール手段を構成
   したことを特徴とする溶融金属の試料採取及び／又は温
   度等測定用プローブ。