JPS60220852A - 転炉内脱炭中溶融金属の酸素含有量と温度を測定する装置 - 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 本発明は転炉内税炭中に起電力電池と熱電対を具備する
センサとによって溶融金属の酸素含有量と温度を測定す
る装置に関する。

従来の技術 鉄又は鋼毛鍋中の溶融金属の酸素含有量と温度を測定す
る装置は例えば（Ｐｒｏｓｐｅｅｔｕｓ。

”８ａｕｅｒｓｔｏｆｆｍｅｓｓ−ｓｏｎｄｅ　ｆｉｉ
ｒ　ｆｌｉｓｓｌｇｅ　Ｍｅｔａｌｌｂｉｉｄｅｒ、　
”Ｆｅｒｒｏｔｒｏｎ　Ｅｌｅｋｔｒｏｎｌｋ　Ｇｍｂ
Ｈ，１９８２年、２月）で知られている。その装置は第
１図によれば装置のセンサを構成する起電力電池と、熱
電対それらを固定するアルミニウム部品とからなる。セ
ンサのペース４は支持管５内に挿入されており、好まし
くはそれを固定する厚板から作られる。取鍋中の溶融金
属による急速な破壊から該支持管を保護するために且つ
測定を実施するために装置が十分に長く耐えることを保
証するために管は溶融物中に浸漬され、底端部下の全長
にわたって円筒スリーブ８によって囲まれ厚板から作ら
れるのが好ましい。

しかしながら、支持管は円筒耐熱保護シャケ、トロによ
って溶融物からのセンサのペースの一部に沿ってそのセ
ンサに近接して底部で保護される。

耐熱ジャケットの直径は支持管を囲む、すぐ近くの隣接
スリーブの直径に等しい。保護ジャケットはスリーブが
燃える際に生じ且つ測定の結果に悪影響を与える燃焼生
成物、主にガスをセンサがら遠ざける。これは支持管を
囲むスリーブと保！！ジャケットの直径が約４０ないし
５５＋ａでジャケットが約１００調の長さである時、実
際に保証される。もちろん保護ジャケットの長さを減す
る試みが材料についてすでになされてきた。もしも保護
ジャケットが５０ｍ長より短かいならば種々の結果が正
確でないことを示していた。

従来の方法によって、溶融金属の酸素含有量と温度を測
定する場合、周知の装置は保持管２３（第４図）又はラ
ンスの端部に留められ溶融物中に導入される。センサか
ら離れており且つ環状断面を通常有する装置の端部は接
触部＊；４’２１（第４図）上方の保持管の接触部２２
（第４図）に通常摺動ぜしめられる。ある場合、それは
保持管によって溶融物中に手動で導入せしめられ、測定
に続いて再び除去され最後に新しい装置にＡＪＣ；えら
れる。

酸素次に含有量と温度が同時に再測定せしめられ連続的
測定間の間隔が必要とされる時間によってまず決定され
使用装置を新しい装置に代えられる。

周知の装置はいくつかの理由から転炉内での脱炭又は導
入の際溶融金属の酸化含有量と温度を測定するのに最適
でないことが見出された。

初め、装置内の支持管は溶融物自身からのみならず、約
２０００℃のオーダの実質的に高温である電気炉内の熱
燃焼ガスから十分に保護されない。

これ迄センサに与えられた保護の水準は該装置が二次ラ
ンス（サブランス）で転炉内に導入される場合特に不十
分であった。

次Ｋ、１０秒と１５秒との間の範囲のセンサの応答時間
があまりに長いので、転炉内での脱炭中に溶融金属の酸
化含有量と温度の十分に素早い測定がなされなかった。

更に又、溶融鋼と熱間スラグは、センサから離れている
該装置の上端と保持管との間に飛沫する傾向があり、一
方溶融物とスラグ内で、特に誘発された動きの結果とし
て金属が転炉内で脱炭される。しかしながら、特に従来
の保持管が金属から作られているので熱いスラグと鋼の
飛沫が実質的に冷却面で硬まる際にいわゆるスカルにな
る。本装置の先端は、連続したいくつかの測定がいづれ
の交換中も硬化したスラグと鋼の飛沫を除去しないで実
施される場合、ただ２つのみ交換の後でも保持管又は二
次ランスを用いてフラッシュから逃れる。しかしながら
、装置の先端と保持管との距離がスラグと鋼飛沫が間隙
内へそしてそこでの硬化の結果としてあまりに大きい場
合、装置のセンサと保持管あるいは二次ランス接触子と
の電気的接触はもはや信頼性がなくなる。

発明の目的 従って転炉内での脱炭中に溶融金属の酸素含有量と温度
の烏稍度の測定が可能な前記タイプの装置を提供するこ
とが本発明の目的である。

発明の構成 この目的は本発明によれば好ましくは厚板からなる支持
管及び該支持管をとりまくスリーブ９又はスリーブ９と
１０はスクリーン（７’　Ｉ　ｂ　ｌ又はＣ）によって
熱間燃焼ガスと溶融金属から底部で保護される。

本発明に係る装置の実質的利点は脱炭それ自身、すなわ
ち酸素含有ガスを溶融金属中に吹込まれている量測定が
転炉内でなされ得ることにある。

更に又、取鍋内の測定に用いられるような製造に効果的
コストであるセンサが本発明に係る装置で酸素を吹込み
ながら転炉内の酸素含有量と温度を測定するためにも使
用し得る。

もしも厚板支持管をとりまく外円筒スリーブ１゜の直径
が８ないし１０秒間酸素注入工程での転炉内の高温が本
発明の装置で約８ないし１０秒間維持されるよ５にな慝
ならば約３ないし６秒程度の短かな時間で酸素含有量と
温度を測定することができる。これは本発明によれば酸
素吹込みの特に直前に１回又は数回の測定が転炉内で連
続的忙なされうるということで本装置の他の利点になる
。

更に又、溶融物の炭素含有量が、西ドイツ特許公報第１
５９８８３０号に実施例として記されているようなプロ
ーブの熱分析によって、これ迄熱的に可能であった以上
実質的に高い精度で測定又は決定される。

取鍋中の溶融金属の酸素含有量と温度含有量を測定子る
ために使用し且つ耐熱保護ジャケットを有する周知装置
と対照的に厚板支持管とそれをとりまくスリーブの底の
みが保護されねばならず、薄いスクリーンによって転炉
内での測定が実施されることが驚くべきことであった。

該スクリーンは４ｃｒｎ以下の厚さで、好ましくは１．
５　ｃｍ厚以下、例えば１．５ｍ厚であることが本発明
によれば十分である。

該スクリーンは酸素をはとんと吸収も排出もしない羽村
からなり、該羽村は云いかえれば酸素測定結果への悪影
舎を避けるために酸素に依存せず且つ湯度結果への幾影
響を避けるために実際熱に影響されず云いかえれば厚板
の耐熱性に相当する耐熱性を有する。その材料は、燃焼
ガスと溶融物の熱に対して厚板支持管をとり囲むスリー
ブがそのような熱に対して耐える以上の時間耐えるため
に温度変化に機械的に強く商い抵抗性をも示す必要があ
る。適当な材料は実質的に例えばマグネサイ）１含有す
る微細粒粉末、スラリー化紙繊維及び化学バインダから
構成し得る。その材料は好ましくは、マグネサイトを実
質的に含有する約６０〜９０重ｉチの微細粒粉末と、釣
５〜３５重量％の無機又は有機繊維又は両方を含む繊維
と、樹脂と化学バインダからなる残部とからなる。

ス、クリーンの半径は該スクリーンを超えて伸びるセン
サ部より長いことが好ましく。スクリーンの直径はセン
サをスリーブ燃焼生成物から防ぐために厚板支持管を囲
む最も外側のスリーブの直径と少なくとも同じである必
要がある。

スクリーンは本発明に係る装置においてセンサの一体部
分ではなく独立した部品であるのが好ましく種々の材料
から作り得る。これはスクリーン製造のコストを単純化
し減少させる。取鍋中導電測定に用いられた同じタイプ
のセンサは独立部品としてとり付けられたスクリーンを
用いて使用せしめられる。スクリーンは単純な幾何学的
形状、好ましくはディスク又はブツシュ状を有する。

溶融金桐の酸素含有量と温度の連続的測定は、もしも支
持管を囲み同時に保持管又は二次ランスの接触管を囲む
スリーブの上端センサから離れているが弾性的環状飛沫
防止シール２０で採掘されるならば転炉内での脱炭中核
装置によって特に容易圧せしめられる。この飛沫防止シ
ールは例えば、鉱物ウールのような耐熱繊維材料から作
られるのが好ましい。本発明に係る測定はセンサと、保
持管の接触部品との電気的接触を安定して維持する実用
的手段である。硬化した鋼とスラグの飛沫の結果として
各測定に続いてこの領域からスカルの必要性がとり除か
れない。従って、連続的測定が実質的に短かい期間で実
施できる。

本発明に係る装置はもしも起゛亀力電池と熱電対を囲み
金属材料からなるキャップ１２のみならず可燃材料から
なる保護フード１３が金属材料からなる他のキャラｆ１
４によって囲まれているならば転炉内での脱炭中溶融金
属の酸素會有蓋と温度の測定を行なうためにその安定性
が更に改良され得る。第２のキャップのペースは本発明
によれはスクリーンに配置され、スクリーンを通して伸
びる穴を通る留め具１６によってスリーブに機械的に留
められる。これは第一に機械的保護になる。

それはまた転炉から出る熱風と飛沫余積及びスラグに対
する保護にもなる。

実施態様 以下本発明の実施態様を図面に基づいて説明する。

起電力電池１と熱電対２を含有するセンサのペース４を
全ての実施態様で厚板支持管５の底に挿入する。起電力
電池１と熱電対２とそれらを固定する材料はセンサ３を
構成する。センサ３の直径は出来るだけ短かく起電力電
池１と熱電対２の大きさによって実質的に決定される。

起電力セルと溶融物間の不可欠な外部接触を得るために
、セルと熱電対を固定するセンサは黒鉛アルミナが好ま
し〜１゜ 第１図に図示された周知装置のセンサ３のぺ−〜４と支
持管５の轟鍋中の溶融全域の酸素含有量と温度の測定を
行なうためにのみ適当である−は耐熱保護ジャケット６
によって被徨される。溶融物による急速な損傷を守るた
めに支持管５をとり囲み、溶融物中に導入される装置の
全残部上方に伸びる円筒厚板スリーブ８がジャケット６
に近接して平らにある。

他方、第２図、第３図に示された本発明に係る実施例態
様では支持管５は単一の厚スリーブによってでなくむし
ろそれをとり囲むスリーｆ９とスリーブ１０によって転
炉内の溶融物と熱間燃焼ガスから保護される。史に又、
第１図に示した周知の測定装置に対照的に第２図に示し
た本発明に係る装置の厚板支持管５の底は耐熱保護ジャ
ケットを持たずにむしろ厚板支持管５とそれをとり囲む
厚板スリーブ９と１０を保護するドーム状ディスク７ａ
の形状のスクリーンを有する。スクリーン３は本発明で
はセンサ３の必須の要素でなくセンサのフレームの材料
と異なる羽村から好ましく作られる。

第３図は本発明に係る装置の他の実施例を示し、図面の
左半分は環状ディスク７ｂの形状のスクリーンを有しそ
して右半分はグツシュアＣの形状のスクリーンを有する
。

第４図は該装置がとり付けられる保持管又は二次ランス
２３と共に第３の左半分に示した本発明に係る装置の実
施態様を示す。保持管又は二次ランス２３は溶融物中に
センサ保有装置を挿入する。

第４図に示された実施態様の外円筒スリーブ１０は接触
部２１上方で接触管２２上に摺動せしめら２０を示す。

該シールは外円筒スリーブ１０の先端をシールし好まし
くはスリーブと保持管２３間厚である。この弾性シール
は硬化した鋼とスラグ飛沫を有するこの領域のスカルを
防ぎ、図示していない電気プラグを介してセンサ３から
の配線１８と保持管２３の接触部２１間の一定の゛醒気
接触を保証する。

第４図に示した実施態様は金属材料のキャップ１２と、
該キャップを囲む可燃性材料の保護フード１３と、起電
力セル１と熱電対２を囲み且つそれらを機械的力（衝撃
等）、熱風、及びスラグと鋼の飛沫から保護する本発明
に係る金属材料の第２のキャップ１４を有する。第１の
キャップ１２と保護フードは、センサ３のペース４によ
って固定されるが、第２のキャップ１４は環状ディスク
７ｂに配置し、スクリーンを介して伸びている穴１５を
通る少なくとも２つの留め具１６でスリーブ１０に機械
的に固定される。留め具１６はつめ、ねじ、又はそれ相
等物であればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係る取鍋中の測定用装置の縦断面図
であり、第２図は本発明に係る一つの実施態様の縦断面
図であり、第３図は本発明に係る装置の他の実施態様の
縦断面図であり、第４図は関連保持管と二次ランスによ
って保持された本発明に係る装置の更に他の実施態様の
縦断面図である。 １・・・起電力電池、２・・・熱電対、３・・・センサ
、４・・・ペース、５・・・支持管、６・・・ジャケッ
ト、８・・・円筒厚板スリーブ、９，１０・・・厚板ス
リーブ、１２・・・キャップ、１３・・・保護フード、
１４・・・第２のキャップ、１５・・・穴、１６・・・
留め具。 特許出願人 ティラセン　シュタール アクテエングゼルシャフ）　（外１名）特許出願代理人 弁理士　青　木　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理士　内　１）　幸　男 弁理士　山　口　昭　之 弁理士　西　山　雅　也 Ｆｉｇ、４ 第１頁の続き ＠発明者　ボルフラム　フロリン ［相］発明者　ヨハネス　マヒ ＠出　願人　フェロトロン　エレク トロニク　ゲゼルシャ フト　ミツト　ベシュ レンクテル　ハフラン ド シュトラーセ　１６２　デー ドイツ連邦共和国、デー−４１３０モエルス　３．アム
　ユングボルンパルク　２１８ ドー メ二 手続補正書（方式） 昭和６０年４月１２日 特許庁長官　志　賀　学　殿　 １、事件の表示 、昭和５９年　特許願　第２６８７２５号２、発明の名
称 転炉自脱炭中溶融金属の酸素含有量と温度を測定する装
置６３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　ティラセン　シュタール　アクチェンゲゼルシャ
フト（外１鳥） ４、代理人 （外　４　名） ６、補正の対象 （１）願書の「出願人の代表者」の榴 （２）委任状 （３）図　而 ７、補正の内容 （ＩＸ２）　別紙の通シ （３）図面の浄＠（内容に変更なし） ８、添附書類の目録 （１）訂正願書　１通 （２）委任状及び訳文　各１通 （３）　浄書図面　１通 手続補正四（力ｊＯ 昭和６０年５月−６日 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第２６８７２５月 ２、発明の名称 転炉自脱炭中溶融金属の酸素含有量と温度を測定する装
置 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 ＬｊｂＡ　ティラセン　シュクール アクチェンゲゼルシャフト　（外１名）゛４３代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番ＩＯ号昭和
６０年４月３０日（発送日） ６、補正の対象 （１）明細書の［発明の８’ＦＩ４１な説明Ｊ　Ｏ）欄
（２）願書の［出願人の代表者ｊの欄 （３）委任状 （４）図面 但し、（２１，（３１および（４）に関しては、昭和６
０年４月１７日付手続補正書（方式）にて既に提出数し
ております。 ７、補正の内容 明細書第４頁第６行目から同頁第８行目の１−　（Ｐｒ
ｏｓｐｅｃｔｕｓ、”Ｓａｕｅｒｓｔｏｆｆｍｅｓｓ−
ｓｏｎｄｅ　ｆｉｉｒｆｌＵｓｓｌｇｅ　Ｍｅｔａｌｌ
ｂＭｄｅｒ、”Ｆｅｒｒｏｔｒｏｎ　Ｅｌｅｋｔｒｏｎ
ｉｋＧｍｂｌｌ、　Ｊの前にｒ（展望、“溶融金属容器
用酸素測定フローブフェロトロン　エレクトロニック社
ｊを挿入する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、起電力電池と熱電対とを具備するセンサを有し、該
   センサのペースが少なくとも部分的に支持管内に挿入さ
   れそれによって前記支持管の底部で前記センサが固定さ
   れ前記支持管が少なくとも１つのスリーブによってとり
   囲まれて溶融金属か　゛ら該支持管が保画せしめられる
   、転炉内税炭中、溶融金属の酸素含有量と温度を測定す
   る装置において； 前記支持管とスリーブがその底部でスクリーンによって
   保諭されることを特徴とする、転炉内税炭中溶融金属の
   酸素含有量と温度を測定する装置。 ２、前記スクリーンが４ＩＯＭ以下の厚さである特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 ３、前記スクリーンが１．５　ｃｍ以下の厚さである特
   許請求の範囲第２項記載の装置。 ４、前記スクリーンが、酸素に中立で、耐熱性があり、
   機械的に強く、且つ温度変化に高抵抗を示す特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ５、前記スクリーンが円形であり且つその半径が該スク
   リーンを越えて伸びるセンサ部より長い特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 ６、前記スクリーンが円形で且つその直径が少なくとも
   前記支持管を囲む最も外側のスリーブの長さに等しい特
   許請求の範囲第１項記載の装置。 ７、前記スクリーンが独立した部品である特許請求の範
   囲第１項記載の装置。 ８、前記スクリーンがディスクである特許請求の範囲第
   ７項記載の装置。 ９、前記スクリーンがブツシュ状のフードである特許請
   求の範囲第７項記載の装置。 １０、センサから離れているスリーブの上端が弾性環状
   飛沫防止シールで保護される特許請求の範囲第１項記載
   の装置。 １１、前記飛沫防止シールは耐熱繊維材料からなる特許
   請求の範囲第１０項記載の装置。 １２、前記耐熱繊維材料が鉱物ウールである特許請求の
   範囲第１１項記載の装置。 １３、金属材料からなる第１のキャップが起電力電池と
   熱電対を囲むために配置され、可燃材料からなる保護フ
   ードが前記第１のキャップを囲むために配置され且つ該
   第１のキャップと保護フード共に金属材料からなる第２
   の材料によって囲まれる特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 １４、前記第１のキャップと前記保護フードが前記セン
   サのペースに固定され且つ前記第２のキャップが前記ス
   クリーンに相対して配置され前記スクリーンを通して伸
   びる穴を通る留め具によって前記スリーブに機械的に留
   められる特許請求の範囲第１２項記載の装置。 １５、前記支持管が厚板からなる特許請求の範囲第１項
   記載の装置。 １６、前記スリーブが厚板からなる特許請求の範囲第１
   項記載の装置。