JPH11248541A

JPH11248541A - 溶融金属用測温計

Info

Publication number: JPH11248541A
Application number: JP7141698A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Hasebe; 悦弘長谷部; Tetsuo Fushimi; 哲郎伏見; Satoshi Ooya; 鎖登志大屋; Yoichiro Mochizuki; 陽一郎望月
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】塩基度の高い人工スラグや耐火材などと接触
して使用しても優れた耐久性を持ち、長時間の連続使用
に耐える測温計を提供する。【解決手段】磁器管２内に熱電対１を装着してなる温
度検出素子３を、マグネシア５０〜９０重量％と黒鉛１
０〜５０重量％とを主成分として含み、好ましくは窒化
ホウ素、炭化ホウ素、炭化ケイ素、シリコン及びアルミ
ニウムから選ばれた少なくとも１種の１〜１０重量％を
添加成分として含む焼成体からなる保護管４内に設けた
ものであり、保護管４の形状は温度検出素子全体を収容
し被覆するものでも、一部だけを被覆するものでもよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば溶鋼などの
溶融金属の温度を測定するための熱電対型温度計であっ
て、耐食性保護管を装着したことにより、長時間の連続
測温を可能とした溶融金属用測温計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、高温の測定には白金−白金ロ
ジウムなどの熱電対が用いられているが、溶融金属の温
度を測定する場合には、溶融金属に対して耐食性を有す
る保護管などを用いて熱電対を保護しなければならな
い。特に金属の連続鋳造を行う場合には、タンディッシ
ュ等の容器内の溶融金属の温度を連続的に測定する必要
があるので、こうした温度測定には、熱電対を磁器管内
に装着したうえ、この磁器管をさらに保護管内に装着し
た２重構造の測温計を用いるのが普通である。

【０００３】ところで溶鋼の連続鋳造に際しては、タン
ディッシュ内に溶鋼の保温を目的として籾殻や人工スラ
グなどを投入し、溶鋼の表面に浮かせる方法がとられて
いる。従ってこのような保温材と長時間接触する測温計
の保護管には、溶鋼のみならず籾殻や人工スラグなどの
保温材に対しても、優れた耐食性が求められる。そのた
めに従来は、籾殻等の有機質が炭化したような保温材に
対しては、溶鋼に対する耐食性が高いアルミナ−黒鉛系
の材質や、シリカ含量が少ないか又はシリカを含まない
系の材質が、保護管に適した材料として使用されてき
た。

【０００４】また、保温材としての人工スラグに対して
は、前記のようなアルミナ−黒鉛系の材質の保護管のほ
か、さらに耐食性が高いジルコニア−黒鉛系の材質の保
護管（例えば特開昭６２−１６３９４１号）や、強度が
高いアルミナ−パデライト系や、パデライトとマグネシ
ア又はカルシアとからなるセラミックスで形成された保
護管（例えば特開昭６２−１６３９４０号）などが用い
られていた。また近年、測温計の磁器管を保護するため
に、ホウ化ジルコニウムなどの非酸化物系耐火材により
形成した保護管や、ジルコニア−モリブデンなどのサー
メット系耐火材により形成した保護管などを用いること
も提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら近年にお
いては、前記保温材は溶鋼の保温と同時に鋼の清浄化を
促す重要な役割が求められるようになり、人工スラグに
も種々の組成を有するもの、例えばマグネシアやカルシ
アなどを主成分とする塩基度の高い人工スラグが使用さ
れるようになってきている。また、それと共にタンディ
ッシュの内張り材や吹き付け材等として、塩基性の耐火
材が使用されるようにもなってきている。そのため測温
計の保護管にも、従来のものに勝る高い耐久性が求めら
れるに至っている。

【０００６】本発明は前記した技術的課題に基づいてな
されたものであり、塩基度の高い人工スラグや耐火材な
どと接触して使用しても、なお優れた耐久性を持ち、長
時間の連続使用に耐える測温計を提供することを目的と
したものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記のような本発明の目
的は、磁器管内に熱電対を装着した温度検出素子を、マ
グネシア５０〜９０重量％と黒鉛１０〜５０重量％とを
主成分として含む焼成体からなる保護管内に設けたこと
を特徴とする溶融金属用測温計によって達成することが
できる。

【０００８】また、前記の保護管が、マグネシア５０〜
９０重量％と黒鉛１０〜５０重量％とを主成分とし且つ
窒化ホウ素、炭化ホウ素、炭化ケイ素、シリコン及びア
ルミニウムから選ばれた少なくとも１種の１〜１０重量
％を添加成分として含む焼成体からなるものであると、
酸素による保護管の劣化が抑制されて、さらに長寿命が
期待できる。

【０００９】さらに、かかる本発明の溶融金属用測温計
において、前記の温度検出素子が、外側にホウ化ジルコ
ニウムなどの非酸化物系耐火材、若しくはジルコニア−
モリブデンなどのサーメット系耐火材からなる保護鞘を
備えていてもよい。この場合、前記保護管が円筒状スリ
ーブになされ、円筒状保護管が前記保護鞘の外周面に装
着された構成とされる場合もある。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の溶融金属用測温計に用い
られる保護管は、マグネシア５０〜９０重量％と黒鉛１
０〜５０重量％とを主成分として含む焼成体からなるも
のであるが、その焼成体中のマグネシアの含有量が５０
重量％を下回るときは、溶鋼やスラグに対する優れた耐
食性が得られず、また９０重量％を超えるときは、使用
中に焼結が進むために割れが発生しやすくなる。その一
方で、黒鉛の含有量を１０重量％以上とすることにより
スポーリング特性が向上するが、５０重量％を超えると
耐食性が低下するので、好ましくない。

【００１１】さらに焼成体中には、添加成分として窒化
ホウ素、炭化ホウ素、炭化ケイ素、シリコン及びアルミ
ニウムから選ばれた少なくとも１種を加えることができ
る。かかる添加成分は、雰囲気中の酸素による組織の脆
弱化を抑えて、強度や耐食性の低下などを防止する効果
があるが、その効果は、添加量が１重量％以上であって
始めて顕著となる。しかし添加量が１０重量％を超える
と、クラックなどが生じやすくなるので１０重量％以下
に止めることが望ましい。

【００１２】このような特殊な組成を有する焼成体は、
カルシアやマグネシアを多く含む塩基度の高いスラグに
対して優れた耐食性を示すため、かかる焼成体で形成さ
れた保護管を、例えば先端が閉じた有底状とし、これに
温度検出素子を装着することにより素子全体を被覆し
て、高耐食性を有する溶融金属用測温計とすることがで
き、或いは両端が開放した円筒状スリーブ（無底管）と
し、任意の保護鞘を設けた温度検出素子を被覆するよう
にして、スラグと接触する部位のみの耐食性を選択的に
高めることもできる。この場合、前記保護鞘はホウ化ジ
ルコニウムなどの非酸化物系耐火材、若しくはジルコニ
ア−モリブデンなどのサーメット系耐火材により成形さ
れる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の溶融金属用測温計を、実施例
及び比較例に基づいてさらに具体的に説明するが、特に
断りのない限り、配合量等の記載は全て重量基準によっ
て表示している。

【００１４】本発明の溶融金属用測温計の断面形状を図
１に示す。図１に示す測温計は一般用の溶融金属用測温
計であり、白金−白金ロジウム熱電対１は、有底の磁器
管２内に収容されて温度検出素子３を構成しており、こ
の温度検出素子３は有底の保護管４に収容されて上部に
おいて金具５によって封止されている。また図２は溶鋼
の表面に広がったスラグによる浸食の防止を主目的とし
た溶融金属用測温計の断面形状を示しており、同じく白
金−白金ロジウム熱電対１および有底の磁器管２からな
る温度検出素子３が、非酸化物系耐火材よりなる保護鞘
６に収納され、さらにスリーブ状の円筒状保護管７が前
記保護鞘６の外周面に例えばモルタル等により固着され
ている。

【００１５】溶融金属用測温計に用いる前記保護管の材
質についての試験を行うために、焼成体の原料として、
それぞれ粉末状のマグネシア（ＭｇＯ）、黒鉛（Ｃ）、
炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化ホウ素（ＢＣ）、窒化ホウ
素（ＢＮ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓ
ｉ）を、表１に示す配合に従ってそれぞれ均一に混合
し、静水圧プレス（Cold Isostatic Press）を用いて成
形したのちに５０mm×５０mm×２００mmの棒状に削り出
し、還元雰囲気中、９００〜１１００℃で４８時間焼成
して、それぞれの棒状焼成体試料として実施例１〜３お
よび比較例１〜４を製造した。

【００１６】これらの棒状焼成体試料における実施例１
〜３および比較例１〜４について、それぞれ嵩比重、見
掛気孔率（％）、曲げ強さ（ＭＰａ）、および１０００
℃における熱膨張率（％）を測定した。また、以下に示
す方法に従って、スラグ耐食性試験と耐スポーリング性
試験とをそれぞれ行い、いずれも◎（良好）、○
（可）、不可（×）の３段階評価をして、これらの結果
を表１に併せて示した。

【００１７】（スラグ耐食性試験）ＣａＯ／ＳｉＯ₂比
が５〜７のスラグを誘導炉中で溶融し、これにそれぞれ
の棒状焼成体試料を浸漬して溶鋼温度１５８０℃で１時
間保持し、試料の表面状態を目視で観察して、試料片側
の溶損量が０〜２ｍｍを◎、２ｍｍ以上４ｍｍ未満を
○、それ以上の溶損量のものを×と評価した。

【００１８】（耐スポーリング性試験）誘導炉中で溶融
した１６５０℃の溶鋼中に棒状焼成体試料を５分間浸漬
し、これを取り出して５℃の水中に浸漬する水冷スポー
リング法を３回くり返すことにより試験し、試料の状態
を目視で観察して、亀裂発生のないものを◎、３回目に
微亀裂を発生したものを○、１，２回目に亀裂を発生し
たものを×と評価した。

【００１９】

【表１】

【００２０】さらに、前記の試料番号１と同じ原料配合
を使用して有底状の保護管を作成し、図１に示す構造を
有する本発明の溶融金属用測温計を組み立てた。そして
この本発明の測温計を、ＣａＯ／ＳｉＯ₂比が６のスラ
グを用いているタンディッシュ内の溶鋼の温度測定に使
用したところ、アルミナ−黒鉛系の材質の保護管や、ジ
ルコニア−黒鉛系の材質の保護管を装着したこれまでの
測温計に比較して、約３倍の使用寿命があることを確認
した。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなとおり本発明にか
かる溶融金属用測温計は、磁器管内に熱電対を装着した
温度検出素子を、マグネシア５０〜９０重量％と黒鉛１
０〜５０重量％とを主成分として含む焼成体からなる保
護管内に設けてなるものであるため、カルシアやマグネ
シアを多く含む塩基度の高いスラグに対して優れた耐食
性を示し、連続使用寿命を大幅に改良するできる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶融金属用測温計の実施例の構造を示
す断面図である。

【図２】本発明の溶融金属用測温計の他の実施例の構造
を示す断面図である。

【符号の説明】

１熱電対２磁器管３温度検出素子４保護管５金具６保護鞘７円筒状保護管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者望月陽一郎愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁器管内に熱電対を装着してなる温度検
出素子を、マグネシア５０〜９０重量％と黒鉛１０〜５
０重量％とを主成分として含む焼成体からなる保護管内
に配置したことを特徴とする溶融金属用測温計。
【請求項２】前記保護管が、マグネシア５０〜９０重
量％と黒鉛１０〜５０重量％とを主成分とし且つ窒化ホ
ウ素、炭化ホウ素、炭化ケイ素、シリコン及びアルミニ
ウムから選ばれた少なくとも１種の１〜１０重量％を添
加成分として含む焼成体からなる請求項１に記載の溶融
金属用測温計。
【請求項３】前記温度検出素子が、外側にホウ化ジル
コニウムなどの非酸化物系耐火材、若しくはジルコニア
−モリブデンなどのサーメット系耐火材からなる保護鞘
を備えている請求項１または請求項２に記載の溶融金属
用測温計。
【請求項４】前記保護管が円筒状スリーブになされ、
この円筒状保護管が前記保護鞘の外周面に装着された請
求項３に記載の溶融金属用測温計。