JPH02663Y2

JPH02663Y2 -

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Publication number: JPH02663Y2
Application number: JP7157584U
Authority: JP
Priority date: 1984-05-15
Filing date: 1984-05-15
Publication date: 1990-01-09
Also published as: JPS60183838U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案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、測温、カーボン濃度の測
定、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。

（従来の技術及びその問題点）一般に溶融金属の測温は温度約1500〜1700゜Cの
溶融金属に計測装置を５〜30秒間浸漬して行われ
る。従来、この測温には保護管としてクラフト紙
管を用いた測温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るいわゆるスプラツシユ
現象が発生しやすいので作業者が危険にさらされ
ることがあり、しかも短時間で焼失するので計測
装置の保護が十分に行えなかつた。

このためクラフト紙管に代えて石綿紙管が使用
されるようになつたが、石綿紙管はクラフト紙管
に比べればスプラツシユ現象の発生は抑えられる
ものの、石綿が高温において結晶水を放出するこ
とからスプラツシユ現象の発生を完全には防止で
きなかつた。また石綿自身に600゜c程度の耐熱性
しかないため、1500゜c近くの温度になる溶融金属
に浸漬すると短時間で変形したり、溶融したりす
るという欠点があつた。さらに石綿はその粉塵や
繊維が人体に害を及ぼすという点においても問題
があり、その代替品が望まれていた。

一方、スプラツシユ現象の発生がほぼ完全に防
止でき、耐熱性にも優れた保護管としてセラミツ
ク繊維をシリカゾル、アルミナゾルなどの無機結
合剤で結合したものが提案されている。しかし、
この保護管は緻密性に問題があり、厚みの薄いも
のでは溶融金属が浸透するため厚みの厚いものし
か使用できず、重量が大きなものしか作れなかつ
た。しかも無機結合剤で結合しているため脆くて
外力により破損しやすいという欠点があつた。

（考案の目的）本考案は上記従来技術の欠点を解消すべく行わ
れたものであり、スプラツシユ現象の発生がな
く、耐熱性に優れ、溶融金属を浸透させず外力に
より破損しにくい保護管を得ることを目的とす
る。

（考案の構成）本考案は耐熱性無機粉末50〜90重量％と耐熱性
無機繊維５〜45重量％とをフイルム形成能を有す
る粘土鉱物５〜30重量％で結合した材質からなる
溶融金属浸漬用保護管である。

本考案に使用する耐熱性無機粉末は1200゜c以下
の温度で溶融しないものであるのがよく、例え
ば、アルミナ（Al₂O₃）、シリカ（SiO₂）、マグネ
シア（MgO）、チタニア（TiO₂）、ジルコニア
（ZrO₂）、ジルコン（ZrO₂・SiO₂）、酸化クロム
（Cr₂O₃）、炭化ケイ素（SiC）、チツ化ケイ素
（Si₃N₄）、チツ化ホウ素（BN）、リン酸アルミニ
ウム（AlPO₄）、アルミナセメント、マグネシア
セメント、ドロマイトクリンカー（MgCo₃・
CaCo₃の焼成品）耐火レンガ用の原料などを単独
もしくは組合せたものが使用される。保護管に必
要な緻密性を得るために耐熱性無機粉末は少なく
とも50重量％以上必要であるが、耐熱性無機繊維
と粘土鉱物の最低必要量との関係から90重量％を
超えてはならない。

また、本考案に使用する耐熱性無機繊維は
1000゜cにおける収縮率が10％以下であるものがよ
く、例えば、シリカ系、アルミナ系、シリカ−ア
ルミナ系、炭化ケイ素系などの無機繊維が使用さ
れる。この耐熱性無機繊維は主に保護管の強度を
高め、寸法安定性を得るために使用されるが保護
管に断熱性を与える働きもする。これは、耐熱性
無機繊維が粘土鉱物と粉末からなる緻密な材質に
混合されることにより、保護管の材質内部に微小
な空隙を生じるためである。耐熱性無機粉末と粘
土鉱物だけでは熱が伝わり易く、保護管内部の装
置やリード線を高熱から十分保護できないが、耐
熱性無機繊維を加えることで上記の微小な空隙に
より十分な断熱性が得られる。耐熱性無機繊維は
少なくとも５重量％含まれていないと上記の効果
が達成できないが、逆に45重量％を超えると材質
内部の空隙が多くなり過ぎ、緻密性が阻害されて
溶融金属の浸透を許すので、５〜45重量％の範囲
でなければならない。なお、本考案の保護管は湿
式抄造を用いて製造しており、もし仮に耐熱性無
機粉末と粘土鉱物だけの混合物を抄造しようとす
ると極めて水性が悪く、水時間が非常に長く
なるので実際の生産に用いる事は困難であるが、
本考案ではこれに耐熱性無機繊維が加えられてい
るので水性は向上し、一般の抄紙機においても
短時間で抄造することが可能である。

上記の耐熱性無機粉末と耐熱性無機繊維とはフ
イルム形成能を有する粘土鉱物により結合されて
いる。本考案でいうフイルム形成能を有する粘土
鉱物とは含水マグネシウムケイ酸塩鉱物のセピオ
ライトや含水マグネシウム・アルミニウムケイ酸
塩鉱物の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、膨潤性フツ素雲
母、ソジウムモンモリロナイト、ヘクトライトな
どのモンモリロナイト系鉱物などであり、これら
の粘土鉱物を単独もしくは組合せて使用してい
る。これら粘土鉱物には水中において、粉末や繊
維の分散性を高める性質と、乾燥することにより
固結する性質があり、結合剤として有効に働く。
しかも、これら粘土鉱物はシリカゲル、アルミナ
ゾルの無機結合剤のように乾燥後もろくなること
はなく、これで結合した形成物は可撓性があり加
工も容易で、外力による衝撃にも強い。さらに、
これら粘土鉱物はフイルム形成能を有するため、
単に粉末や繊維を結合するだけでなく、粉末や繊
維の間に被膜を形成し、溶融金属に対する遮蔽効
果をも有する。保護管に必要な結合力を得るため
に、これらの粘土鉱物は少なくとも５重量％は含
んでいなければならないが、粘土鉱物は高温にお
いて構造変化をおこし、収縮すると共に微量の水
分を放出するので、収縮による保護管の変形やス
プラツシユ現象の発生を起さないように、30重量
％を超えて含んではならない。

次に本考案の保護管の製造方法の一例について
述べる。

まず、上述した耐熱性無機粉末、耐熱性無機繊
維、フイルム形成能を有する粘土鉱物とを水中に
投入し、十分に攬拌して分散液を調整する。この
時、分散液には凝集剤を加えてもよい。次に、こ
の分散液を所定形状の型に入れて吸引脱水して直
接保護管を形成するか、または一般の抄紙機によ
りシート状に抄いた後、これを巻回して保護管を
形成する。シート状に抄いた後巻回する場合には
紙管に巻いてそのまま保護管として使用するか、
鉄芯などに巻いて筒状とした後に鉄芯を抜き取つ
て使用すればよい。巻き方はスパイラル巻きか平
巻きが加工性の点で容易で好ましい。とくに平巻
きする場合は最後の１周分にあたるシートの裏面
に耐熱性無機粉末と無機結合剤との混合を塗布し
ておけば、この混合物が溶融金属の浸透を阻止す
る働きをするのでよい。耐熱性が重視される場合
には、この混合物を本考案の保護管の表面にコー
テイングしてもよい。本考案の保護管１は第１図
に示すように一般に円筒状のものが使用される
が、とくに形状は限定されず、内部に収容する計
測装置や試料採取器などにより変更すればよい。

（作用）本考案の保護管１は実質的に耐熱性の高い物質
から形成されているので、測温や試料採取のため
に溶融金属に浸漬した時に溶融や収縮により保護
管が変形したり、破損したりすることはない。し
かも、本考案の保護管１は耐熱性無機粉末が50重
量％以上含まれているため緻密性が高く、フイル
ム形成能を有する粘土鉱物により粉末や繊維の間
隙に被膜が形成されているので、溶融金属が保護
管内に浸透するのを防止することができる。ま
た、耐熱性無機繊維が耐熱性無機粉末や粘土鉱物
と共に含まれているので、材質内部に微小な空隙
をつくり、これにより高い断熱効果も得られる。
その上、本考案の保護管１は耐熱性無機繊維で補
強され、フイルム形成能を有する粘土鉱物により
結合されているので、可撓性があり、外力による
衝撃により破損しにくい。更に、本考案において
粘土鉱物は30重量％を超えて含まれることはない
ので、スプラツシユ現象の原因となる高温におけ
る減量分がシート重量の５重量％末満と極めて小
さくスプラツシユ現象も発生しない。

（実施例）次に図面を用いて本考案の実施例を説明する。

第２図は消耗型ランス熱電対に本考案の保護管
１を使用したものである。直径４〜5μのアルミ
ナ粉末12ｇと繊維径２〜3μのシリカアルミナ繊
維４ｇとセピオライト４ｇとを５の水中に投入
して凝集剤を加え、十分に攬拌、分散させた後、
抄紙機により抄造してシートを形成する。これを
紙管２に平巻きして２〜３mmの厚みに巻き、最後
の１周にあたるシートの裏面にアルミナ粉末とシ
リカゾルの混合物を塗布して接着し、保護管１を
形成する。保護管１の先端に石英ガラス管３を有
する測温用カートリツジ４を取付け、リード線接
続部５にリード線６を接続し、消耗型ランス熱電
対を得る。

この消耗型ランス熱電対を測温のため鋼浴に浸
漬しても、スプラツシユ現象の発生がなく、耐熱
性に優れ、溶融金属の浸透もなかつた。従つて、
内部の計測装置とリード線は高熱から完全に保護
され、精度の高い測定が可能であつた。また、保
護管は外力による衝撃にも破損せず、取抜いも容
易であつた。

第３図は試料採取装置の場合である。これはま
ず直径４〜5μのアルミナ12ｇと繊維径２〜3μの
シリカアルミナ繊維２ｇと繊維径14μの炭化ケイ
素繊維２ｇとセピオライト４ｇとを５の水中に
投入し、十分に攬拌、分散させた後、抄造してシ
ートを形成する。そしてこのシートを鉄心に２〜
３mm厚に巻いた後、鉄心を抜き取り、外表面にア
ルミナ粉末とシリカゾルからなる混合物をコーテ
イングして保護管１を形成する。この保護管１に
鉄キヤツプ７で閉じた試料採取容器８を取り付
け、試料採取装置を得る。

この試料採取装置もスプラツシユ現象の発生は
なく、とくに耐熱性無機粉末と無機結合剤の混合
物をその外表面にコーテイングしているため、耐
熱性や溶融金属の浸透を防止する効果に優れてい
た。

（考案の効果）以上述べた様に本考案の保護管は溶融金属に浸
漬した時、スプラツシユ現象が発生せず、作業者
は安全にその作業を行うことができる。また、本
考案の保護管は耐熱性に優れており、溶融金属へ
の浸漬条件において、溶融や収縮により変形した
り破損したりすることがなく、しかも溶融金属が
保護管内に浸透することはないので、保護管内に
収納された測定装置やリード線を高熱から完全に
保護することができる。さらに本考案の保護管は
外力により破損しにくく、軽量であるので取り扱
いも容易である。

従つて本考案の保護管は溶融金属の測温、カー
ボン濃度や酸素濃度の測定、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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の保護管の斜視図であり、第２
図は本考案の保護管を消耗型ランス熱電対に用い
た場合の部分断面図であり、第３図は本考案の保
護管を試料採取装置に用いた場合の部分断面図で
ある。１……本考案の保護管、２……紙管、４……測
温用カートリツジ、６……リード線、８……試料
採取容器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

耐熱性無機粉末50〜90重量％と耐熱性無機繊維
５〜45重量％とをフイルム形成能を有する粘土鉱
物５〜30重量％で結合した材質からなる溶融金属
浸漬用保護管。