(57)【要約】【課題】  高温にさらされる溶融金属用のプローブに用いられる紙管において紙管から発生する水蒸気や膨張した空気による紙管の損傷を防止することを目的とする。【解決手段】  溶融金属用のプローブに用いられ、紙テープを螺旋状に巻いて形成される紙製の保護管８において、外周表面だけでなく、外周表面を形成する層１７Ａよりも内周側の層１８Ａのテープ端部を斜めに削る。それにより、紙テープ端部をくさび形に成形する。隙間ができず、かつ段差が生じないように、前後の周回の紙テープ端部同士をオーバーラップさせる。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状に紙テープを巻回して複数層からなる筒状に形成され、外周表面の層と内周表面の層とに挟まれた層を構成する紙テープの両端部が断面くさび形に成形されて隙間なくオーバーラップされている紙管を備えることを特徴とする溶融金属用のプローブ。
【請求項２】
前記外周表面および内周表面のうちの少なくとも一方の層を形成する紙テープが、両端部断面くさび形に成形されて隙間なくオーバ−ラップされていることを特徴とする、請求項１記載の溶融金属用のプローブ。
【請求項３】
前記外周表面、前記内周表面および端部の少なくとも一つにガラスコーティングされていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の溶融金属用のプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属の物性の測定や溶融金属の採取などに用いられる溶融金属用のプローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属用のプローブは、例えば溶銑の脱炭を行う転炉で、溶鋼を採取したり、溶鋼の温度測定を行うサブランスプローブとして用いられる。図２は、上吹き転炉の概略図である。図２に示すように、転炉１には、高温の溶鋼２の上にスラッジ３が溜まっており、この溶鋼２に向けてランス４から純酸素ガスが供給される。また、転炉１には、溶鋼２の温度測定などを行うために溶融金属用のサブランスプローブが先端に取り付けられたサブランス５が備え付けられている。
金属を溶かすために転炉は高温になり、転炉の雰囲気温度が８００℃〜１２００℃、溶鋼の温度が１２００℃〜１６００℃に達する。
このような高温の転炉内の溶融金属の採取や温度測定等を行うために、溶鋼２の中に入れられるのがサブランスプローブである。サブランスプローブの構成材料として紙管が用いられる場合がある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５５−３６７８４号公報
【０００４】
図３はサブランスプローブの一構成例を示す断面図である。サブランスプローブの構成は種々あるが、紙管を用いるものの代表的な構成の一つを図３に示す。プローブ６は、軸紙管７の先端に取り付けられている。プローブ６は、その外側を、紙製の保護管８と紙製の外皮９と先端の紙製キャップ１０で構成されている。図示省略しているが、保護管８と紙製キャップ１０で囲まれたキャビティ１１に溶鋼などの溶融金属採取用の容器や温度測定用の温度検出素子が収納される。
保護管８には流入口１２が設けられ、この流入口１２には採取用の容器に続く耐熱性のノズル１３が取り付けられている。例えば、図２に示す転炉１内の溶鋼２を採取する場合、プローブ６がスラッジ３の層を通り抜けて溶鋼２に達すると、外皮９が破れて流入口１２から溶鋼２がキャビティ１１内の容器に流れ込む。また、キャビティ１１内に熱電対などの温度検出素子を設置しておけばキャビティ１１に流れ込んだ溶鋼２の温度を測定できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように従来の溶融金属用のプローブにおいては、紙製の保護管８に図４に示すように紙テープ１４を螺旋状に巻いた紙管が用いられる。図５は図４に示す紙管の側面図であるが、図５に示されているように紙テープ１４は複数枚積層されている。図４に示すように、紙テープ１４は前の周回とその次に周回との間で端部同士を突き当てているため、螺旋状に継ぎ目１５ができる。図６は軸方向の断面図である。表面に配置される紙テープの端部はデックル加工により斜めに削られてオーバーラップ部１６が形成されている。すなわち、デックル加工により紙テープの端部断面形状がくさび形になる。デックル加工は、例えば紙ヤスリで紙テープ端部を端に行くほど薄くなるように削る加工である。
しかし、外周表面を形成する層１７よりも内周側の層１８は全て紙テープの端を突き当てている。そのため、螺旋状に細長い空間が形成される。図２に示すように、サブランス５に取り付けられるサブランスプローブは、転炉１内の高温にさらされるため紙管が持っている水分が気化して或いは膨張した空気が紙テープの突き当て部分の隙間を通り一気に放出されるため、紙テープの端部から剥離が生じるという問題点がある。それによって、サブランスプローブを構成する紙管の部分が早く燃え尽きるという不具合が発生する場合がある。
本発明は上記の問題点を解消するためになされたものであり、紙テープ端部の剥離を防止することによりサブランスプローブの耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の課題解決手段による溶融金属用のプローブは、螺旋状に紙テープを巻回して複数層からなる筒状に形成され、外周表面の層と内周表面の層とに挟まれた層を構成する紙テープの両端部が断面くさび形に成形されて隙間なくオーバーラップされている紙管を備えるものである。
第２の課題解決手段による溶融金属用のプローブは、第１の課題解決手段の構成に加えて、外周表面および内周表面のうちの少なくとも一方の層を形成する紙テープが、両端部断面くさび形に成形されて隙間なくオーバ−ラップされているものである。
第３の課題解決手段による溶融金属用のプローブは、第１または第２の課題解決手段の構成に加えて、外周表面、内周表面および端部の少なくとも一つにガラスコーティングされているものである。
【発明の効果】
【０００７】
第１の課題解決手段の溶融金属用のプローブによれば、断面くさび形に成形された紙テープの端部同士がオーバーラップされて隙間がないため、高温下で急激に発生する水蒸気が集中する通り道がないため紙テープ端部から捲れる現象を防止することができるという効果がある。
第２の課題解決手段の溶融金属用のプローブによれば、外周表面および内周表面において、紙テープ端部がオーバーラップされているため、紙テープ端部が何かに引っかかって捲れるという現象を防止することができるという効果がある。
第３の課題解決手段の溶融金属用のプローブによれば、ガラスコーティングによりオーバーラップ部のセルロースの結合が強化され、同時に表面に耐熱性が付与されるためプローブの耐熱性が向上するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の一実施形態による溶融金属用のプローブについて図１乃至図５を用いて説明する。図２のサブランス５の先端には、紙テープを円筒形に巻回して形成された溶融金属用のプローブ６が取り付けられている。この発明の溶融金属用プローブ６は、図２に示す紙製の保護管８の構成が従来と異なっている。
図４および図５に示すように、この発明の一実施形態による保護管８も、紙テープ１４を螺旋状に巻回し、例えば１２層重ねて形成されている点では従来と同じである。上層と下層の紙テープ２の層間は接着剤で接着されている。接着剤としては、例えばでんぷん系の接着剤が用いられる。
図１は、図４におけるＩ−Ｉ線断面図である。図１に示すように、本発明の一実施形態による保護管８は、外周表面を形成する層１７Ａだけでなく、それよりも内周側の層１８Ａを形成する紙テープの端部もデックル加工によって斜めに加工され、即ち端部がくさび形に形成されている。そして、内周側の層１８Aにおいて、前後の周回の相互に隣接する紙テープ端部同士が隙間なく、かつ段差がないように重ね合わされている。また、内周表面を形成する層１７Ｂも紙テープの端部がデックル加工されている。
そのため、紙製の保護管８で発生する水蒸気や急激な空気の膨張により、保護管８の紙テープ端部から紙テープの剥離が発生することに起因するサブランスプローブの損傷を防止することができる。
【０００９】
なお、紙製の保護管８の外周表面および内周表面を形成する層１７Ａ，１７Ｂの紙テープの端部は、斜めに削るデックル加工を施すことが好ましいが、デックル加工をせずに突き合わせにすることもできる。しかし、突き合わせ部分に溝ができると何かに引っかかって紙テープが捲れるという問題があるため、オーバーラップである方が好ましい。
【００１０】
さらに、紙製の保護管８の耐熱性を向上させるために、外周表面を形成する層１７Ａにガラスコーティングを施すことができる。表面から含浸させることにより、無機物によって紙テープの端部の重ね合わさった部分が補強されるため、紙テープの捲れ防止や耐熱性の向上が図れる。しかし、無機物は、紙管が燃えて出る炭素と異なり異物となるため、使用量は少ない方が好ましい。
【００１１】
次に、ガラスコーティング、例えばシリコン酸化物のコーティングについて説明する。シリコンをアルコキシドとしてアルコールに溶解する。例えば、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４をイソプロピルアルコールに溶解したものを紙製の保護管８の外周表面から含浸させて紙製の保護管８の中に含まれている水分と反応させてシリコン酸化物を形成しセルロースを補強する。
その際に、例えば特許第２５３８５２７号公報に記載されているように、ホウ素イオンの存在下でハロゲンイオンを触媒として作用させ、反応を促進することが好ましい。
さらに、例えば特許第３０２０９３４号公報に記載されているように、オルガノポリシロキサンを含む主剤と、金属アルコキシドまたはアルコキシシランとホウ素イオンとハロゲンイオンを含む硬化触媒液とを含む混合液を用いてコーティング処理を施すことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る溶融金属用のプローブの構造を説明するための断面図である。
【図２】転炉の概略を示す断面図である。
【図３】溶融金属用のプローブの一構成例を説明するための断面図である。
【図４】溶融金属用のプローブの保護管を説明するための斜視図である。
【図５】図４の一部を拡大した部分側面図である。
【図６】図４のＩ−Ｉ線断面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  転炉、２  溶鋼、３  スラッジ、５  ランス、６  サブランス、８  保護管、９  外皮。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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