(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導コイルの内側に絶縁物を介して成形した耐火物製のるつぼに測温センサを浸漬して測温する溶融金属の連続測温装置において、前記るつぼの底部に前記誘導コイルによる溶融金属の湯の流れの方向と同じ方向の溝を設けて、該溝の底部に該溝深さより低い高さで測温センサを突設したことを特徴とする溶融金属の連続測温装置。
【請求項２】
誘導コイルの内側に絶縁物を介して成形した耐火物製のるつぼに測温センサを浸漬して測温する溶融金属の連続測温装置において、前記るつぼの底部に前記誘導コイルによる溶融金属の湯の流れ方向と平行して一対の保護スリーブ列を突設して、該保護スリーブ列間に該保護スリーブより低い高さで測温センサを突設したことを特徴とする溶融金属の連続測温装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、測温センサを浸漬して誘導加熱炉内の溶融金属の温度を連続して測定する連続測温装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は上方から測温センサを浸漬する従来例の構成図を示す。この図３において、１は測温センサ、２は溶湯、３は炉蓋、４は測温センサ１を挿入する孔、５は誘導コイル、６は投入金属に含まれた不純物および酸化物が溶けたスラグ、７は耐火物製のるつぼを示す。図３において、誘導加熱炉は、誘導コイル５の内側に図示していない絶縁物を介して耐火物を成形したるつぼ７を有しており、このるつぼ７内に冷材（常温の金属）を投入して、その冷材が誘導コイル５により誘導加熱されて溶解した溶湯２を所定の成分に調整するとともに、測温センサ１により所定の温度に加熱昇温してトリベ（図示せず）等に出湯して溶解の一サイクルが完結し、次回の冷材溶解に備えるようにしたバッチ操業等に使用される溶解炉である。上記のように投入材料が冷材であることから溶解中に金属の酸化物、および鋳物の戻り材等に付着した鋳物砂等が熱伝達で溶けて純金属から分離してスラグ６になり、ほとんどのスラグ６は金属より比重が軽いので溶湯表面に浮遊する。前記測温センサ１は熱伝対の両導線を碍子管で接触しないように保護してアルミナの保護管で被覆した後、別の保護管を被せて構成しており、炉蓋３に明けられた孔４を挿通してスラグ６の下の溶湯２に浸漬される。
【０００３】
図４は特開平６−８２１７１号公報に開示されたるつぼ耐火物から測温センサの先端を曝して突設した誘導加熱炉の構成図を示す。この図４において、誘導加熱炉の構成は図３と同じであるのでその説明は省略する。
この図４が図３と異なる点は測温センサ１をるつぼ７の炉底８から溶湯２に曝して突設した点である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
誘導加熱炉の炉内の溶融金属温度は、溶融金属の性質から決められる温度で溶解出湯できるように操業すべきで、必要以上に溶融金属の温度を上げることはるつぼの耐火物を損耗させてるつぼの寿命を短くするし、低すぎる場合は鋳込み時の湯流れ不良を起こして鋳物に欠陥を生じる原因になる。
【０００５】
従って、炉内温度を連続して高精度に測定することが望まれる。ところで従来の上部浸漬方式では、測温センサはスラグと溶湯の両方に対して耐溶損性に優れなければならない（スラグの主成分である金属酸化物、例えば鉄の酸化物等は塩基性であり、鋳物砂ＳｉＯ2 酸性である。塩基性耐火物の保護管を使用すれば、その保護管は塩基性スラグに溶損されないが、塩基性耐火物は一般的に熱膨張が大きくヒートショックに弱いのでほとんど使用されない。）。
【０００６】
また、冷材溶解を行う場合は材料投入時の機械的な損傷を避けるために連続して測温センサを浸漬できない。そのために測温センサは溶解が略完了して昇温期に入る直前に浸漬するためヒートショックに強くなければならない。
一方、炉底から突設して設けられた測温センサは上から投入される冷材で損傷されないようにする必要がある。
【０００７】
この冷材に対する損傷を防ぐために図５に示すように炉底を窪ませて、その窪みに測温センサを取り付ける方法、または図６のように測温センサを保護スリーブで囲う方法があるが、誘導コイルによる溶融金属の湯運動で生じる湯の流れ１０に対して、両者共に測温センサの周囲の溶湯に淀みが生じて溶湯温度と測温値とにタイムラグが生じる問題がある。
【０００８】
この発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、冷材投入に対して損傷を受け無くして連続して、かつ高精度で測温できる溶融金属の連続測温装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、誘導コイルの内側に絶縁物を介して成形した耐火物製のるつぼに測温センサを浸漬して測温する溶融金属の連続測温装置において、前記るつぼの底部に前記誘導コイルによる溶融金属の湯の流れの方向と同じ方向の溝を設けて、該溝の底部に該溝深さより低い高さで測温センサを突設したことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２記載の発明のように、誘導コイルの内側に絶縁物を介して成形した耐火物製のるつぼに測温センサを浸漬して測温する溶融金属の連続測温装置において、前記るつぼの底部に前記誘導コイルによる溶融金属の湯運動の方向と平行して一対の保護スリーブ列を突設して、該保護スリーブ列間に該保護スリーブより低い高さで測温センサを突設することができる。
【００１１】
上記構成により冷材投入時に冷材は、炉底又は保護スリーブに当たり、溝又は保護スリーブ内の測温センサの保護管は保護されるので冷材による損傷を無くすることが可能になる。
また、溝、保護スリーブは湯の流れと同じ方向に設けられるので、溝、保護スリーブ内に溶湯が淀むのを防止して正確な測温が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の実施例の主要部の構成図を示す。この図１において、従来例と同一の符号を付けた部材はおおよそ同一の機能を有するのでその説明は省略する。この図１において、１は測温センサ、２は溶湯、５は誘導コイル、７は耐火物製のるつぼ、８は炉底９の溝、１０は湯の流れを示す。この図１において、誘導加熱炉は、誘導コイル５の内側に図示していない絶縁物を介して耐火物を成形したるつぼ７を有しており、このるつぼ７内に冷材（常温の金属）を投入して、その冷材が誘導コイル５により誘導加熱されて溶解した溶湯２を所定の成分に調整するとともに、測温センサ１により所定の温度に加熱昇温してトリベ（図示せず）等に出湯して溶解の一サイクルが完結し、次回の冷材溶解に備えるようにしたバッチ操業等に使用される溶解炉である。上記のように投入材料が冷材であることから溶解中に金属の酸化物、および鋳物の戻り材等に付着した鋳物砂等が熱伝達で溶けて純金属から分離してスラグ６になり、ほとんどのスラグ６は金属より比重が軽いので溶湯表面に浮遊する。前記測温センサ１は熱伝対の両導線を碍子管で接触しないように保護してアルミナの保護管で被覆した後、別の保護管（例えば特開平６−８２１７１号公報で同一出願人により開示されている低熱膨張のヒートショックに強い、また耐溶損性の高いジルコニヤとモリブデンとの保護管）を被せて構成している。またこの測温センサ１は炉底を貫通し、溶湯２が誘導コイル５によって動かされる湯の流れ１０と略同じ方向で炉底９に設けられた溝８の底面から突設して取付けられている。そして、この測温センサ１の先端は溝８より低めにして炉底９の面以下になっている。
【００１３】
図２はこの発明の別の実施例の主要部の構成図を示す。この図２において、１は測温センサ、２は溶湯、５は誘導コイル、７は耐火物製のるつぼ、１０は湯の流れ、１１は炉底９より突設させた、湯の流れ１０と略同一方向の一対の保護スリーブ列を示す。この図２が図１と異なる点は炉底９に湯の流れ１０と同じ方向の溝８を設けてその溝８の底部に測温センサ１を突設する代わりに、炉底９に湯の流れ１０と略平行に保護スリーブ列１１を突設させて、その保護スリーブ列１１の間に突設して測温センサ１を取付けた点である。そして、この測温センサ１の先端は保護スリーブ列１１より低めになっている。
【００１４】
【発明の効果】
この発明によれば、冷材投入に対して損傷を受けずに、かつ溶融金属の温度を高精度で連続して測温できるので、冷材溶解時の最大の問題である冷材の棚釣り現象により炉内が過昇温してるつぼの耐火物が溶損するのを未然に防ぐ効果がある。また、適切な温度管理が容易になり省エネルギになる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施例の主要部分の構成図
【図２】        この発明の別の実施例の主要部分の構成図
【図３】        上方から測温装置を浸漬する従来例の構成図
【図４】        るつぼ耐火物から測温センサの先端を曝して突設した測温装置の構成図
【図５】        炉底を窪ませて、その窪みに測温センサを取り付けた従来例の炉底部の断面図
【図６】        測温センサを保護スリーブで囲った従来例の断面図
【符号の説明】
１          測温センサ
５          誘導コイル
７          るつぼ
８          溝
１１          保護スリーブ列
【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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