JPH0345152Y2 - - Google Patents

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、温度、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
接続するリード線とを高熱から保護するために使
用する保護管に関する。 （従来技術及びその問題点） 一般に溶融金属の温度測定などは温度約1500〜
1700℃の溶融金属中に計測装置を５〜20秒間浸漬
して行われる。従来、この温度測定にはクラフト
紙管に計測装置を収納した測定用ランスが用いら
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り溶融金
属の飛散するいわゆるスプラツシユが発生しやす
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が十分保護さ
れず、信頼できる測定ができなかつた。 このため、クラフト紙管の外側にアスベスト紙
やセラミツク繊維シートを巻回積層して、耐熱性
と断熱性を有する層を設けることによりスプラツ
シユの発生を押えることが検討された。しかしな
がら、アスベストは高温において結晶水を放出す
ることからスプラツシユの発生を十分に防止する
ことができず、そのうえ粉塵や繊維が人体に害を
及ぼすことから取り扱いにも問題があつた。ま
た、従来のセラミツク繊維シートはシリカゾル、
アルミナゾルなどの無機結合剤を用いているた
め、可撓性が乏しく、脆いシートになるので、加
工が困難なうえ、衝撃により破損しやすいという
欠点があつた。なお、セラミツク繊維シートはそ
のままでは溶融金属が浸透してくるので、保護管
の表面に耐熱性無機接着剤を塗布することが試み
られていたが、管の表面に塗布する場合、接着剤
層はその片面だけが無機シートの繊維に支持され
ており、表面側は支持されていないので、溶融金
属による高温にさらされると無機接着剤層が急激
に収縮して亀裂が生じて破壊されるという問題が
あつた。しかも、管の表面に無機接着剤を均一に
塗布することは困難であり、作業性も繁雑であつ
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なさ
れたものであり、溶融金属を浸透させず、測定時
間内におけるスプラツシユの発生をなくすことが
でき、外力によつて破損しにくい溶融金属浸漬用
保護管を提供することを目的とする。 （考案の構成） 本考案は無機繊維をフイルム形成能を有する粘
土鉱物で結合した無機シートが紙管に巻回積層さ
れており、該無機シートの少なくとも最外層と次
層との間には耐熱性無機粉末を含む耐熱性無機接
着剤層が形成されていることを特徴とする溶融金
属浸漬用保護管である。 以下、図面を用いて説明する。第１図は本考案
の溶融金属浸漬用保護管であり、第２図はその部
分拡大断面図である。 本考案の溶融金属浸漬用保護管１にはクラフト
紙などからなる紙管２に無機シート３が巻回され
ており、この無機シート３は無機繊維をフイルム
形成能を有する粘土鉱物で結合したものからな
る。無機繊維にはシリカ系繊維、アルミナ系繊
維、シリカーアルミナ系繊維、炭化ケイ素繊維、
ロツクウール、ガラス繊維などの公定水分率が２
％以下、好ましくは０％の繊維が使用される。ま
た、ここで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、ソジウムモンモリロナイ
トやヘクトライトなどのモンモリロナイト系鉱
物、膨潤性フツ素雲母などである。これら粘土鉱
物は水中において粉末や繊維の分散性を高める性
質と乾燥により固結する性質とを持ち、抄造によ
りシートを形成する際に有好な結合剤として働
く。しかも、これら粘土鉱物はシリカゾル、アル
ミナゾルなどの結合剤のように乾燥後、脆くなる
ことはないので、形成された無機シートには可撓
性があつて加工しやすく、外部から受ける衝撃や
保護管内部に高温により発生する高圧気体から受
ける衝撃によつても破損しにくい。無機シート３
に必要な強度を与えるためにシート中には少なく
とも５重量％の粘土鉱物が含まれていた方がよい
が、粘土鉱物は高温において構造変化をおこし、
若千収縮する傾向が見られるので30重量％を越え
ない方がよい。無機シートの結合剤として主にこ
の粘土鉱物が使用されているが、シートの可撓性
を阻害しない範囲であれば、シリカゾル、アルミ
ナゾルなどの無機接着剤を併用させてもよい。無
機シート３は例えば上記無機繊維と粘土鉱物とを
水中に投入し、十分に撹拌して分散液を調整し、
これを抄造した後、乾燥して0.3〜1.5mm程度の厚
みに形成される。なお、無機シート３には耐熱性
を向上させ、密度を高くするために耐熱性無機粉
末を加えてもよく、例えば、アルミナ、シリカ、
ムライト、コージエライト、マグネシア、チタニ
ア、ジルコニア、ジルコン、酸化クロム、炭化ケ
イ素、チツ化ケイ素、チツ化ホウ素、リン酸アル
ミニウム、ドロマイトクリンカーなどの粉末が使
用できる。また、無機シート３には抄造の際の凝
集剤、補助的な接着剤として微量の有機分を含ん
でもよいが、スプラツシユを発生させないよう
に、高温における有機分などの減量分の総量がシ
ート重量の５重量％未満となるようにしなければ
ならない。 上述の無機シート３は紙管２に平巻き、スパイ
ラル巻きなどの巻き方により巻回され、２〜10
層、好ましくは３〜８層積層され、厚さ1.5〜5.0
mmの無機シート層４を形成する。本考案において
は、この積層されたシートの最外層と次層の間に
は耐熱性無機粉末を含む耐熱性無機接着剤層５が
形成される。例えば、第２図は無機シート３が４
層積層されるように紙管２に巻回したものである
が、最外層を第４層とすれば、第４層と第３層と
の間には耐熱性無機接着剤層５が形成される。こ
の様に耐熱性無機接着剤層５を形成するには巻回
したときに最外層に位置することになる無機シー
ト３の片面に耐熱性無機接着剤をコーテイングま
たは含浸などにより付着させておき、これが内側
面となるように巻回した後に乾燥するだけで良
い。従つて、本考案の構造をとれば、従来の管の
表面に無機接着剤層を形成する場合に比して、簡
便な作業により製造できるだけでなく、均一な無
機接着剤層を形成でき、そのうえ、接着剤層はそ
の両面を無機シート中の繊維により支持されてい
るため、無機接着剤の高熱による収縮や外力によ
つても破壊されにくいので、安定した品質の保護
管が得られる。この耐熱性無機接着剤層５は溶融
金属が内部へ浸透するのを防止するために無機シ
ート３の最外層と次層の間に設けられているが、
溶融金属の浸透を防止する効果を高めるために、
更に接着剤層を内側へ延長してもよい。例えば、
無機シート３が３層積層されている場合には、最
外層である第３層と第２層との間の他に、第２層
と第１層との間の１部に接着剤層が延長していて
もよいし、無機シート３が５層積層されているよ
うな場合には積層数が多いので、最外層である第
５層と第４層との間の他に、第４層と第３層との
間にも接着剤層が設けられていてもよい。ただ
し、耐熱性無機接着剤層５はできるだけ外層側に
設けられている方がよく、最も好ましくは最外層
とその次層の間だけに設けられている方がよい。
これは、耐熱性無機接着剤の重量が無機シートの
重量に比して極めて大きなものであるため、無機
シートの広範囲にわたつて塗布すると加工性が非
常に悪くなり、かつ得られる保護管の重量も大き
く取り扱いにくくなるからである。また、無機シ
ート層４はクラフト紙管２などから発生した高圧
気体が徐々に外部へ放出されるように、溶融金属
が浸透してこない範囲で通気性がある方が望まし
く、耐熱性無機接着剤層を何層も設けると、この
通気性が阻害されて高圧気体の圧力が大きくかか
るため、無機シート層が破壊されやすくなるので
ある。この無機シート層の通気度は10〜200秒／
100ccであることが望ましい。上記耐熱性無機接
着剤にはシリカゾル、アルミナゾル、ジルコニア
ゾルなどが好適に使用されるが、アルミナセメン
ト、マグネシアセメントなどの耐熱セメントを用
いてもよく、また硬化剤を併用することによつて
ケイ酸塩、リン酸塩なども使用が可能である。こ
の耐熱性無機接着剤には耐熱性及び緻密性を向上
させるために耐熱性無機粉末が含有されており、
この耐熱性無機粉末にはアルミナ、シリカ、ムラ
イト、マグネシア、チタニア、ジルコニア、ジル
コン、酸化クロム、炭化ケイ素、チツ化ケイ素、
チツ化ホウ素、リン酸アルミニウム、ドロマイト
クリンカーなどの粉末が使用される。なお、耐熱
性無機接着剤中には初期接着力を向上させるため
に微量であればポリビニルアルコール樹脂、カル
ボキシメチルセルロース樹脂、フエノール樹脂、
尿素樹脂などを加えてもよい。 （実施例） 実施例 １ 繊維径２〜3μのシリカアルミナ繊維90部とセ
ピオライト10部を水中で撹拌して分散液とし、こ
れを抄造した後、アクリル系接着剤２部を付与し
て乾燥し、目付300g／m²、厚み1.0mmの無機シー
トを形成した。次いで、紙管に３周巻回すると
き、最後の１周にあたる無機シートの表面にアル
ミナ粉末60部とジルコン粉末20部とシリカゾル20
部とポリビニルアルコール樹脂２部とからなる耐
熱性無機接着剤800g／m²をロールコーターによ
りコーテイングし、この面が内側にくるように、
クラフト紙管に無機シートを３周平巻きして管状
に成形後、乾燥して保護管を得た。 実施例 ２ 繊維径10μのガラス繊維30部と繊維径5μのロツ
クウール30部とセピオライト10部とアルミナ粉末
30部とを水中で撹拌して分散液とし、これを抄造
した後に乾燥し、目付100g／m²、厚み0.4mmの無
機シートを成形した。次いで、紙管に８周巻回す
るときに最後の２周にあたる無機シートの表面に
実施例１と同様の耐熱性無機接着剤600g／m²を
コーテイングし、この面が内側にくるようにクラ
フト紙管に無機シートを８周平巻きして管状に成
形後、乾燥して保護管を得た。 比較例 実施例２と同様の無機シートをクラフト管に８
周平巻きして管状物とした後、その表面に実施例
２と同様の耐熱性無機接着剤600g／m²をハケで
塗布し、乾燥して保護管を得た。 試験方法 上記３種類の保護管を各々５本ずつ作成し、第
３図に示す消耗型ランス熱電対を作成した。すな
わち、このランス熱電対は保護管１の先端に石英
ガラス管６を有する測温用カートリツジ７を取付
け、リード線接続部８にリード線９を接続したも
のである。本考案ではこの保護管を用いて作成さ
れたランス熱電対を1650℃の溶融中に浸漬して、
スプラツシユが発生するまでの時間（以下「浸漬
時間」という）を各々５回測定し、その測定値の
範囲を以下に示した。

【表】 このように比較例は浸漬時間が短く、しかも測
定値のバラツキが大きかつた。これは耐熱性無機
接着剤を表面塗布したものはその接着剤層が高熱
による収縮により破壊されやすく、かつ管表面に
接着剤を塗布すると厚みの不均一な層となり、薄
い層が選択的に破損されるためだと考えられる。
一方、実施例１，２ではいずれの管もその浸漬時
間のバラツキが少なく、しかも通常測定に要する
15秒を越えており、使用中のスプラツシユの発生
について何ら問題がないことを示していた。 （考案の効果） 本考案の保護管は紙管のまわりに耐熱性と断熱
性を有する無機シート層が形成されていて、紙管
の加わる熱を抑制することができ、しかも高温に
より紙管などから気体が発生して内部が高圧とな
つてもこれに破損しないだけの強度を持つてい
る。更に、無機シートの最外層と次層の間に耐熱
性無機接着剤層が設けられているので、無機接着
剤層が高熱による収縮を受けても破損しにくく、
溶融金属を浸透を十分に防止することができる。 従つて、本考案の保護管を溶融金属に浸漬して
も、その測定時間内にスプラツシユが発生するこ
とはなく、作業者は安全に作業することができる
と共に保護管内に収納された測定装置やリード線
を完全に保護することができる。しかも、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。 また、本考案の保護管は可撓性のある無機シー
トを用いているので巻回加工がしやすく、かつ耐
熱性無機接着剤層も無機シートの最外層と次層と
の間に設けるため容易にかつ均一な品質のものが
製造できる。 以上の様に本考案の保護管は従来の保護管より
簡便に製造でき、溶融金属を測温、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の部分拡大横断面図であり、
第３図は本考案の保護管を用いた消耗型ランス熱
電対の縦断面図である。 １……保護管、２……紙管、３……無機シー
ト、５……耐熱性無機接着剤層、７……測温用カ
ートリツジ、９……リード線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 無機繊維をフイルム形成能を有する粘土鉱物で
   結合した無機シートが紙管に巻回積層されてお
   り、該無機シートの少なくとも最外層と次層との
   間には耐熱性無機粉末を含む耐熱性無機接着剤層
   が形成されていることを特徴とする溶融金属浸漬
   用保護管。