JPH04106726U

JPH04106726U - 溶融金属用電磁流量計電極

Info

Publication number: JPH04106726U
Application number: JP1576391U
Authority: JP
Inventors: 克志金子; 正則小林; 幸弘中村; 仁丹野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-02-26
Filing date: 1991-02-26
Publication date: 1992-09-14

Abstract

(57)【要約】【目的】溶融金属の管路において、流動状態の溶融金
属の流量を測定する電磁流量計に用いる電極を改善し、
不純物，介在物の衝突，流動変動に起因する起電力変動
を小さくして流量測定精度を向上する溶融金属用の電磁
流量計電極を提供する。【構成】溶融金属を流動する管路を挟んで磁極を対峙
させ、この磁界と溶融金属の電磁誘導により誘起する誘
導起電力を、管路の磁界方向と直交する位置に設けた電
極により検知して溶融金属の流量を測定する電磁流量計
において、電極を酸化物系導電性セラミックス，または
電極表面に酸化物系導電性セラミックスを被覆し、酸化
物の生成を抑制し、介在物の衝突，流動変動に起因する
ノイズ変動を小さくして流量測定精度を安定確保する溶
融金属用電磁流量計電極である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、管路内等を流動する溶融金属の流量を、電磁誘導を利用して測定する電磁流量計の電極に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来管路内等を流動する、例えば亜鉛，アルミニウム，鋼等の溶融金属の流量測定には、磁界の中を通過するときに、電磁誘導によって発生する起電力を指数として利用する電磁流量計が使用されている。

【０００３】この電磁流量計は、図１および図２に例示するように、管路１を挟んで対峙する磁極２ａ，２ｂを有する磁石２と、この磁界方向に直交する位置に、管路１を挿通して一対の電極３ａ，３ｂを取り付け、管路１内を流動する溶融金属４と磁界５との電磁誘導によって、溶融金属４内において磁界５と直角方向に誘起する誘導起電力６を電極３ａ，３ｂによって検知する。

【０００４】この誘導起電力６は、磁界５の強さと溶融金属４の流速，即ち流量に比例することより、この起電力６を指数として変換器７にてこれを流量信号に変換し、溶融金属４の流量を測定するものである。

【０００５】ここに使用される電極３ａ，３ｂは、高温の溶融金属４に曝され、耐熱性が要求される他、耐食性が要求される場合も多く、一般にステンレス等の耐食鋼，さらにはＴｉＣ，ＴｉＮ，ＳｉＣ等の非酸化物系セラミックスが使用され、特に亜鉛，アルミニウム等の腐食性が強い溶融金属流体の測定に対しては、上記非酸化物系セラミックス材が採択されている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、従来電極材料として使用されていたステンレス鋼，あるいはＴｉＣ，ＴｉＮ，ＳｉＣ等の非酸化物系セラミックス材は、亜鉛，アルミニウム，鋼等の溶融金属中で使用する場合、表面に保護層としてＴｉＯ₂，ＳｉＯ₂等の非導電性酸化物層を形成しているが、流動する溶融金属内に通常存在する１〜２μｍ以上のＡｌ₂ Ｏ₃,ＳｉＯ₂ 粒等の不純物，介在物がこの保護層表面に衝突したり、あるいは流動変化により酸化保護層が剥離し、この剥離部にまた新たに酸化層が生成する。

【０００７】このような保護層の剥離，生成が繰り返されると、電極３ａ，３ｂに誘起される起電力に変動が起き、流量測定が不可能になる。

【０００８】また比較的酸化されにくいＳｉＣの場合にあっても、高温酸化条件下におかれることによって、非酸化物系セラミックスが絶縁抵抗の高い酸化物系セラミックスに変化してしまい、この結果電極との接触抵抗が増加し、上記と同様に最終的には起電力に変動が起きて流量測定が不可能になる。

【０００９】特に対象とする溶融金属の温度が上昇し、例えば溶鋼のように１０００℃以上の溶融金属に適用する場合は、この傾向が著しい。

【００１０】本考案は上記問題点を解消し、酸化物層の生成を抑制し、不純物，介在物等の衝突，流動変動に起因するノイズの変動を小さくして流量を正確に測定し得る溶融金属の電磁流量計の電極を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、溶融金属を流動する管路を挟んで磁極を対峙させ、この磁界と溶融金属の電磁誘導により誘起する誘導起電力を、管路の磁界方向と直交する位置に設けた電極により検知して溶融金属の流量を測定するようにした電磁流量計において、前記電極の少なくとも表層部が酸化物系導電性セラミックスで形成されていることを特徴とし、また前記酸化物系導電性セラミックスをＬａＣｒＯ₃，またはＬａ_1-xＣａ_xＣｒＯ₃，Ｌａ_1-xＭｇ_xＣｒＯ₃，Ｌａ_1-xＳｒ_xＣｒＯ ₃ （０．２２ｘ＞０），またはＺｒＯ₂−Ｃｅ０₂とした溶融金属用電磁流量計電極である。

【００１２】これらの形態は、焼結体，さらにはＰＶＤ，ＣＶＤ，塗布焼付，メッキ等によって従来の非酸化物系セラミックスや耐熱金属上に被膜化して使用してもよい。

【００１３】

【作用】

溶融金属用の電磁流量計電極は、溶融金属に接する表面が、高温下において溶融金属の種類，不純物，介在物，流動変動等に影響を受けない安定した状態であることが望ましい。

【００１４】従来電極材料として使用されていたステンレス鋼，ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＳｉＣ等の電極では、前述のごとく使用時に表面に保護層として酸化物層を形成し、これが起電力の不安定要因となる。従って使用に際して、高温下においても酸化物層を生成しない材料を選択する必要がある。

【００１５】これらの要件を満たす材料としては、酸化物系のセラミックスが最適であり、さらに溶融金属中の電導が電子であるために、高電子導電性のセラミックスが必要である。

【００１６】これらを具備した酸化物系導電性セラミックスとしては、ＬａＣｒＯ₃，ＺｒＯ₂−Ｃｅ０₂系がある。ＬａＣｒＯ₃には導電性を制御するために、ＣａＯ，ＭｇＯ，ＳｒＯを添加したＬａ_1-xＣａ_xＣｒＯ₃，Ｌａ_1-xＭｇ_xＣｒＯ₃，Ｌａ_1-xＳｒ_xＣｒＯ₃がある。表１にこれら材料の特性を示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】このように酸化物系導電性セラミックスは、融点が高く、また酸化物層を形成せず腐食も起きにくいために、表面が酸化されることはなく、不純物，介在物等の衝突による起電力変動のない安定した流量制御，測定が可能になる。

【００１９】図３に、電極を管路に挿着した状態を示す。ここで管路１は例えばＡｌ₂ Ｏ₃ ・Ｃで製作され、電極３を管路１に挿入し、これを無機系接着材８で固着する。

【００２０】

【実施例】

以下本考案の一実施例について説明する。

【００２１】鋼の鋳造過程中の溶鋼流量測定用の電磁流量計に、次の電極を使用した。電極材料は、ＬａＣｒＯ₃にＣａＯを添加したもので、Ｌａ_0.8Ｃａ_0.2 ＣｒＯ₃を用いた。

【００２２】取り付け方法は、図３のようにＡｌ₂ Ｏ₃・Ｃ煉瓦の管路にＡｌ₂ Ｏ₃・ＳｉＯ₂系の無機系接着材でおこなった。この管路に溶鋼流を一定流速として２０分間流通させ、誘起される起電力の安定性を電磁流量計にて測定した。

【００２３】測定結果を従来例とともに図４（ａ），（ｂ）に示す。測定結果にみられる如く、実施例，図４（ｂ）では起電力のノイズの変動は従来よりも１／１０に低減し（最大幅０．３ｍＶ／３．０ｍＶ）、流速による影響も殆どなく、安定した測定を行うことができた。なおＺｒＯ₂−ＣｅＯ₂，Ｌａ_1-xＭｇ_xＣｒＯ₃，Ｌａ_1-xＳｒ_xＣｒＯ₃についても同様の結果が得られた。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、電極に酸化物系導電性セラミックスとしてＬａＣｒＯ₃（ＣａＯ，ＭｇＯ，ＳｒＯ添加）, ＺｒＯ₂−ＣｅＯ₂系を使用することにより、表面が酸化されることはなく、高温下においても溶融金属の種類，不純物，介在物，流動変動等の影響を受けない安定した電極を提供することが可能となり、従ってノイズや起電力変動も殆どなく、安定した流量制御，測定が可能となり、測定精度の向上を図り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の要部を示す略断面図である。

【図２】電磁流量計の原理を説明する装置の斜視図であ
る。

【図３】電極挿着の一例を示す断面図である。

【図４】従来例（ａ）および実施例（ｂ）の起電力変動
の測定結果を示す図面である。

【符号の説明】

１溶融金属の管路２ａ，２ｂ磁極３，３ａ，３b 電極，４溶融金属５磁界６誘導起電力７変換器８無機系接着材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者丹野仁北九州市八幡東区枝光１−１−１新日本製鐵株式会社設備技術本部内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】溶融金属を流動する管路を挟んで磁極を
対峙させ、この磁界と溶融金属の電磁誘導により誘起す
る誘導起電力を、管路の磁界方向と直交する位置に設け
た電極により検知して溶融金属の流量を測定するように
した電磁流量計において、前記電極の少なくとも表層部
が酸化物系導電性セラミックスで形成されていることを
特徴とする溶融金属用電磁流量計電極。
【請求項２】酸化物系導電性セラミックスをＬａＣｒ
Ｏ₃とした請求項１記載の溶融金属用電磁流量計電極。
【請求項３】酸化物系導電性セラミックスをＬａ_1-x
Ｃａ_xＣｒＯ₃，Ｌａ_1-xＭｇ_xＣｒＯ₃，Ｌａ_1-xＳ
ｒ_xＣｒＯ₃（０．２２ｘ＞０）とした請求項１記載の
溶融金属用電磁流量計電極。
【請求項４】酸化物系導電性セラミックスをＺｒＯ₂
−Ｃｅ０₂とした請求項１記載の溶融金属用電磁流量計
電極。