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JP2009287965A - Molten metal measuring device - Google Patents

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JP2009287965A
JP2009287965A JP2008138233A JP2008138233A JP2009287965A JP 2009287965 A JP2009287965 A JP 2009287965A JP 2008138233 A JP2008138233 A JP 2008138233A JP 2008138233 A JP2008138233 A JP 2008138233A JP 2009287965 A JP2009287965 A JP 2009287965A
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Itsuro Kitagawa
逸朗 北川
Hiroyuki Kondo
裕之 近藤
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Abstract

【課題】表面に浮遊物を有する溶融金属の測定を行う溶融金属用測定装置において、採光率を向上させることにより測定精度を改善する。
【解決手段】本発明に係る溶融金属用測定装置10は、表面に浮遊物Sを有する溶融金属Mからの発光に基づいて溶融金属Mの成分分析と温度測定の少なくともいずれか一方を行う測定器11と、溶融金属Mからの発光を測定器11に伝送する筒状部材100と、を備え、筒状部材100は、一端が溶融金属M中に浸漬されるとともに、他端が測定部11に接続され、内面側に溶融金属Mからの発光を反射させる反射面110aを有する。
【選択図】図1
In a measurement apparatus for a molten metal that measures a molten metal having suspended matter on the surface, the measurement accuracy is improved by improving the daylighting rate.
A measuring apparatus 10 for molten metal according to the present invention is a measuring instrument that performs at least one of component analysis and temperature measurement of molten metal M based on light emission from molten metal M having suspended matter S on its surface. 11 and a cylindrical member 100 that transmits light emitted from the molten metal M to the measuring instrument 11, and the cylindrical member 100 has one end immersed in the molten metal M and the other end connected to the measuring unit 11. A reflection surface 110a that reflects light emitted from the molten metal M is provided on the inner surface side.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、溶融金属用測定装置に関し、特に、表面に浮遊物を有する溶融金属の成分分析や温度測定を行う溶融金属用測定装置に関する。   The present invention relates to a measurement apparatus for molten metal, and more particularly to a measurement apparatus for molten metal that performs component analysis and temperature measurement of a molten metal having suspended matter on the surface.

溶融金属の成分測定や放射測温等、溶融金属液面における発光や吸光を利用した測定では、測定精度を高めるために、スラグ等の浮遊物を除去して清浄な液面を得ることが重要である。   In measurements using light emission and light absorption on the molten metal surface, such as measurement of molten metal components and radiation temperature measurement, it is important to obtain a clean liquid surface by removing suspended substances such as slag in order to improve measurement accuracy. It is.

このようなスラグ等の浮遊物を除去して清浄な液面を得る方法として、例えば、溶融金属液面から測定光を受光する光学系まで測定光を伝送するプローブの一部を浸漬する方法が提案されている(例えば、特許文献1及び2を参照)。これらのプローブの場合、プローブ内での測定光の伝送を空間伝送としている。   As a method of obtaining a clean liquid surface by removing such suspended matter such as slag, for example, a method of immersing a part of a probe that transmits measurement light from a molten metal liquid surface to an optical system that receives the measurement light It has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In the case of these probes, the transmission of measurement light in the probe is a spatial transmission.

特開2006−300819号公報JP 2006-300819 A 特開2002−98685号公報JP 2002-98685 A 特開昭56−128445号公報JP 56-128445 A 特開平1−299423号公報JP-A-1-299423 特開2004−37163号公報JP 2004-37163 A 特開昭58−189527号公報JP 58-189527 A

しかしながら、上記特許文献1及び2に記載されたプローブでは、光学系が溶融金属からの輻射により加熱されると測定結果に影響を与えるため、溶融金属から光学系までの距離をある程度長くとる必要があり、その結果、光学系による測定光の採光率が低く、実用化には未だ至っていない。   However, in the probes described in Patent Documents 1 and 2, when the optical system is heated by radiation from the molten metal, the measurement result is affected. Therefore, it is necessary to increase the distance from the molten metal to the optical system to some extent. As a result, the light collection rate of the measurement light by the optical system is low, and it has not yet been put into practical use.

また、光学系による測定光の採光率を高めるために、測定光を伝送するプローブ内で光を反射させる方法も提案されている(例えば、特許文献3を参照)。しかし、この場合、プローブを浸漬させることができず、上記特許文献1及び2の場合と同様に、溶融金属からある程度距離を長くとる必要があるため、実用化には至っていない状況である。   Also, a method of reflecting light within a probe that transmits measurement light has been proposed in order to increase the light collection rate of measurement light by an optical system (see, for example, Patent Document 3). However, in this case, since the probe cannot be immersed and it is necessary to take a certain distance from the molten metal as in the case of Patent Documents 1 and 2, it has not been put into practical use.

一方、従来の測温技術としては、消耗型浸漬熱電対を溶融金属に浸漬して直接測温する方法や、精錬容器に設置された羽口等の開口部から放射測温により測定する方法などがあった。   On the other hand, as a conventional temperature measurement technique, a method of directly measuring temperature by immersing a consumable immersion thermocouple in molten metal, a method of measuring by radiation temperature measurement from an opening such as a tuyere installed in a refining vessel, etc. was there.

しかし、消耗型浸漬熱電対で計測する場合、連続的な測温は不可能であり、さらに、熱電対を使い捨てすることになるためコストがかかる、という問題がある。   However, when measuring with a consumable immersion thermocouple, there is a problem that continuous temperature measurement is impossible, and the thermocouple is disposable, which is costly.

また、耐火物保護管を使用した連続型浸漬熱電対による測温技術もある(例えば、特許文献4を参照)。この場合、保護管を冷却することが出来ないため、材質として高耐熱性、高耐食性が必要であり、且つ応答速度を高めるために高い熱伝導性も要求される。そのため、一部の特殊な耐火物しか使用することが出来ず、コストが増大するという問題があった。   There is also a temperature measurement technique using a continuous immersion thermocouple using a refractory protection tube (see, for example, Patent Document 4). In this case, since the protective tube cannot be cooled, high heat resistance and high corrosion resistance are required as materials, and high thermal conductivity is also required to increase the response speed. Therefore, only a part of special refractories can be used, and there is a problem that the cost increases.

一方、羽口等から放射測温により測定する場合(例えば、特許文献5を参照)、計測器が熱により損傷されるのを防ぐため、溶融金属表面から一定の距離をおく必要があった。そのため、測定に使用できる輻射光光量は限られており、採光率が低いという問題があった。また、取鍋上方から筒状の測定プローブを挿入して放射測温を実施する場合(例えば、特許文献6を参照)、成分分析の場合と同様に光学系を溶融金属面から一定の距離を置く必要があり、この場合も採光率が低いという問題があった。   On the other hand, when measuring by radiation temperature measurement from a tuyere or the like (see, for example, Patent Document 5), it is necessary to keep a certain distance from the surface of the molten metal in order to prevent the measuring instrument from being damaged by heat. Therefore, there is a problem that the amount of radiant light that can be used for measurement is limited, and the lighting rate is low. In addition, when a temperature measurement is performed by inserting a cylindrical measurement probe from above the ladle (see, for example, Patent Document 6), the optical system is placed at a certain distance from the molten metal surface as in the case of component analysis. In this case, there was a problem that the daylighting rate was low.

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、表面に浮遊物を有する溶融金属の測定を行う溶融金属用測定装置において、採光率を向上させることにより測定精度を改善することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and in a measuring apparatus for molten metal that measures a molten metal having suspended matter on the surface, the measurement accuracy is improved by improving the daylighting rate. With the goal.

さらに、本発明を測温技術に適用する場合には、溶融金属用測定装置を連続的に使用可能とすることを目的とする。   Furthermore, when applying this invention to a temperature measurement technique, it aims at making the measuring apparatus for molten metals continuously usable.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、溶融金属からの発光(測定光)を測定機器まで伝送するプローブ等の筒状部材の内面に、測定光を反射する反射面を設けることにより、筒状部材の内面で測定光を反射させて、従来の方法では周囲に発散していた測定光を集めることができるため、測定光の採光率を向上させることができることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors reflect the measurement light on the inner surface of a cylindrical member such as a probe that transmits light emitted from the molten metal (measurement light) to the measuring device. By providing the reflecting surface, it is possible to reflect the measuring light on the inner surface of the cylindrical member and collect the measuring light diverging around in the conventional method, so that the measuring light sampling rate can be improved. I found.

また、本発明者らは、さらに検討を進めた結果、筒状部材の内面側に設けられた反射面を冷却する冷却手段を設けることにより、溶融金属からの受熱による反射面における反射率の低下を抑制できるとともに、筒状部材外面への地金の成長を抑制でき、溶融金属用測定装置の操業性を改善できることを見出した。   Further, as a result of further investigation, the present inventors have provided a cooling means for cooling the reflection surface provided on the inner surface side of the cylindrical member, thereby reducing the reflectance on the reflection surface due to heat reception from the molten metal. It was found that the growth of the metal on the outer surface of the tubular member can be suppressed, and the operability of the molten metal measuring device can be improved.

本発明は、以上のような知見に基づいて完成されたものであり、その要旨とするところは以下の通りである。   The present invention has been completed based on the above findings, and the gist thereof is as follows.

すなわち、本発明によれば、表面に浮遊物を有する溶融金属からの発光に基づいて前記溶融金属の成分分析と温度測定の少なくともいずれか一方を行う測定器と、前記溶融金属からの発光を前記測定器に伝送する筒状部材と、を備え、前記筒状部材は、一端が前記溶融金属中に浸漬されるとともに、他端が前記測定部に接続され、内面側に前記発光を反射させる反射面を有する溶融金属用測定装置が提供される。   That is, according to the present invention, a measuring device that performs at least one of component analysis and temperature measurement of the molten metal based on light emission from the molten metal having a suspended substance on the surface, and light emission from the molten metal A cylindrical member that transmits to the measuring device, and the cylindrical member has one end immersed in the molten metal, the other end connected to the measuring unit, and a reflection that reflects the light emission to the inner surface side. A measuring device for molten metal having a surface is provided.

ここで、前記反射面は、前記反射面における前記発光の伝送方向に対して前記溶融金属側の端部が、前記筒状部材における前記発光の伝送方向に対して前記溶融金属側の端部から離隔して設けられており、前記反射面の前記溶融金属側の端部と前記筒状部材の前記溶融金属側の端部との距離Hと、前記筒状部材の内径Dとの比は、0<H/D≦10であることが好ましい。   Here, the reflection surface has an end on the molten metal side with respect to the transmission direction of the light emission on the reflection surface, and an end on the molten metal side with respect to the transmission direction of the light emission on the cylindrical member. The ratio between the distance H between the end of the reflecting surface on the molten metal side and the end of the cylindrical member on the molten metal side, and the inner diameter D of the cylindrical member is: It is preferable that 0 <H / D ≦ 10.

また、前記筒状部材は、少なくとも前記反射面を冷却する冷却手段を有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said cylindrical member has a cooling means to cool at least the said reflective surface.

また、前記筒状部材は、内面側に前記反射面を有し、前記発光を伝送する送光管と、前記送光管の外側に同軸状に設けられる内管と、当該内管の外側に同軸状に設けられる外管と、によって形成される冷却管と、前記送光管及び前記冷却管の外面の一部又は全部を被覆する耐火物層と、を備えており、前記内管と前記外管とが一端において連通しており、前記内管の他端から冷却媒体が供給され、前記外管の他端から前記冷却媒体が排出されるようにしてもよい。   Further, the cylindrical member has the reflection surface on the inner surface side, and transmits a light transmission tube that transmits the light emission, an inner tube coaxially provided outside the light transmission tube, and an outer side of the inner tube. An outer tube provided coaxially, and a cooling tube formed by, and a refractory layer covering a part or all of the outer surface of the light transmission tube and the cooling tube, the inner tube and the The outer pipe may communicate with one end, a cooling medium may be supplied from the other end of the inner pipe, and the cooling medium may be discharged from the other end of the outer pipe.

この場合、前記送光管の外面と前記内管の内面とにより形成される前記冷却媒体の供給側流路に、冷却フィンが設けられていることが好ましい。   In this case, it is preferable that a cooling fin is provided in a supply side flow path of the cooling medium formed by the outer surface of the light transmission tube and the inner surface of the inner tube.

また、前記内管の外面と前記外管の内面とにより形成される前記冷却媒体の排出側流路の断面積は、前記送光管の外面と前記内管の内面とにより形成される前記冷却媒体の供給側流路の断面積よりも大きいことが好ましい。   The cross-sectional area of the cooling medium discharge-side flow path formed by the outer surface of the inner tube and the inner surface of the outer tube is the cooling formed by the outer surface of the light transmission tube and the inner surface of the inner tube. It is preferably larger than the cross-sectional area of the medium supply side flow path.

また、前記外管は、前記発光の伝送方向に対して、前記測定部側の径が前記溶融金属側の径よりも大きなテーパ型の形状を有し、前記筒状部材の前記発光の伝送方向に対して前記測定部側の端部において、前記内管の外面と前記外管の内面とにより形成される前記冷却媒体の排出側流路の断面積は、前記送光管の外面と前記内管の内面とにより形成される前記冷却媒体の供給側流路の断面積よりも大きいことが好ましい。   The outer tube has a tapered shape in which the diameter on the measurement unit side is larger than the diameter on the molten metal side with respect to the transmission direction of the light emission, and the light transmission direction of the cylindrical member The cross-sectional area of the discharge side flow path of the cooling medium formed by the outer surface of the inner tube and the inner surface of the outer tube at the end on the measurement unit side is the outer surface of the light transmitting tube and the inner surface of the light transmitting tube. It is preferable that it is larger than the cross-sectional area of the supply-side flow path of the cooling medium formed by the inner surface of the pipe.

また、前記耐火物層の所望の内面温度及び外面温度に応じて、前記耐火物層の熱伝導率、外径及び内径を決定してもよい。   Further, the thermal conductivity, outer diameter, and inner diameter of the refractory layer may be determined according to desired inner surface temperature and outer surface temperature of the refractory layer.

また、前記耐火物層は、内部に空隙を有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said refractory layer has a space | gap inside.

また、前記反射面を、例えば、鏡面加工が施されたステンレススチールで形成することができる。   Moreover, the said reflective surface can be formed, for example with the stainless steel by which the mirror surface process was given.

本発明によれば、表面に浮遊物を有する溶融金属の測定を行う溶融金属用測定装置において、筒状部材の内面側に溶融金属からの発光を反射する反射面を設けることにより、採光率を向上させることができ、これにより測定精度を改善することが可能となる。   According to the present invention, in the measuring apparatus for molten metal that measures the molten metal having floating substances on the surface, the lighting rate is improved by providing the reflecting surface that reflects the light emitted from the molten metal on the inner surface side of the cylindrical member. This can improve the measurement accuracy.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

[第1の実施形態]
(溶融金属用測定装置の全体構成)
初めに、図1を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る溶融金属用測定装置の一例として、溶融金属中の成分分析を行う発光分光分析装置10の全体構成について説明する。なお、図1は、本実施形態に係る発光分光分析装置10の全体構成を示す説明図である。
[First Embodiment]
(Overall configuration of measuring device for molten metal)
First, an overall configuration of an emission spectroscopic analyzer 10 that performs component analysis in molten metal will be described as an example of a molten metal measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the emission spectroscopic analysis apparatus 10 according to the present embodiment.

図1に示すように、発光分光分析装置10は、測定器11と、光学系13と、筒状部材100と、を主に備える。なお、以下の説明では、溶融金属として溶鋼M、溶融金属表面の浮遊物としてスラグSを例に挙げて説明する。   As shown in FIG. 1, the emission spectroscopic analysis apparatus 10 mainly includes a measuring instrument 11, an optical system 13, and a cylindrical member 100. In the following description, the molten steel M will be described as an example of the molten metal, and the slag S will be described as an example of the floating material on the surface of the molten metal.

測定器11は、溶鋼鍋20に装入された表面にスラグS等の浮遊物を有する溶鋼Mからの発光(測定光L)に基づいて溶鋼M中の成分分析を行う。この測定器11としては、例えば、レーザ誘起蛍光分析法を用いる場合には、レーザの照射により誘起されて発生した溶鋼Mからの蛍光を検出し、この蛍光光量を測定する光量検出器が挙げられる。   The measuring device 11 performs component analysis in the molten steel M based on light emission (measurement light L) from the molten steel M having floating substances such as slag S on the surface charged in the molten steel pan 20. As this measuring device 11, for example, when using laser-induced fluorescence analysis, a light amount detector that detects the fluorescence from the molten steel M generated by laser irradiation and measures the amount of fluorescent light can be cited. .

光学系13は、溶鋼Mからの発光(測定光L)を受光して、受光した測定光Lを測定器11に導入する。本実施形態では、筒状部材100の上方(測定光Lの伝送方向に対して溶鋼Mと反対側)に設置されたミラー15に測定光Lを反射させ、測定器11に測定光Lを導入している。また、本実施形態では、光学系13は、測定部11と筒状部材100との接続部の役割も果たしている。   The optical system 13 receives light emitted from the molten steel M (measurement light L) and introduces the received measurement light L into the measuring instrument 11. In this embodiment, the measurement light L is reflected on the mirror 15 installed above the tubular member 100 (on the opposite side to the molten steel M with respect to the transmission direction of the measurement light L), and the measurement light L is introduced into the measuring instrument 11. is doing. In the present embodiment, the optical system 13 also serves as a connection portion between the measurement unit 11 and the cylindrical member 100.

なお、後述するように、測定光Lは、筒状部材100の内部で反射されるが、ここでいう「測定光L(溶鋼Mからの発光)の伝送方向」とは、測定光Lが伝送される方向(図1の例では、ミラー15の方向である鉛直方向上向き)のことを意味する。   As will be described later, the measurement light L is reflected inside the cylindrical member 100. The “transmission direction of the measurement light L (light emission from the molten steel M)” here refers to the transmission of the measurement light L. Means the direction (in the example of FIG. 1, upward in the vertical direction, which is the direction of the mirror 15).

筒状部材100は、溶鋼Mからの発光(測定光L)を採取して、光学系13を介して測定器11に測定光Lを伝送する。この筒状部材100は、例えば直管状の形状をしており、先端部(図1の例では、鉛直方向下側の端部)が溶鋼M中に浸漬されるとともに、後端部(図1の例では、鉛直方向上側の端部)が、光学系13を介して測定器11に接続される。このように、筒状部材100の先端部は、スラグS等の浮遊物を避けて、スラグSの下方に位置する溶鋼M中に浸漬されるため、筒状部材100は、溶鋼Mの清浄な液面からの発光を採取することができ、溶鋼Mの成分分析の精度を向上させることができる。   The tubular member 100 collects light emitted from the molten steel M (measurement light L) and transmits the measurement light L to the measuring instrument 11 via the optical system 13. The tubular member 100 has, for example, a straight tubular shape, and a front end portion (an end portion on the lower side in the vertical direction in the example of FIG. 1) is immersed in the molten steel M and a rear end portion (FIG. 1). In this example, the upper end portion in the vertical direction) is connected to the measuring instrument 11 via the optical system 13. Thus, since the front-end | tip part of the cylindrical member 100 avoids floating substances, such as slag S, and is immersed in the molten steel M located under the slag S, the cylindrical member 100 is clean of the molten steel M. Luminescence from the liquid surface can be collected, and the accuracy of component analysis of the molten steel M can be improved.

また、筒状部材100は、筒本体110の内面側に測定光Lを反射させる反射面110aを有する。発光分光分析装置10においては、筒状部材100がこの反射面110aを有することにより、筒状部材100の内面で測定光Lを反射させて、従来の方法では周囲に発散していた測定光Lを集めることができる。従って、発光分光分析装置10によれば、測定光Lの採光率を向上させ、発光分光分析装置10による溶鋼Mの成分分析の精度をさらに向上させることができる。   Further, the cylindrical member 100 has a reflection surface 110 a that reflects the measurement light L on the inner surface side of the cylinder main body 110. In the emission spectroscopic analysis apparatus 10, the cylindrical member 100 has the reflecting surface 110a, so that the measuring light L is reflected by the inner surface of the cylindrical member 100 and diverges to the surroundings in the conventional method. Can be collected. Therefore, according to the emission spectroscopic analysis apparatus 10, it is possible to improve the lighting rate of the measurement light L and further improve the accuracy of component analysis of the molten steel M by the emission spectroscopic analysis apparatus 10.

このような反射面110aは、例えば、後述するように、鏡面加工が施されたステンレススチール(SUS)を用いて形成することができる。   Such a reflective surface 110a can be formed using, for example, stainless steel (SUS) that has been subjected to mirror finishing as described later.

なお、発光分光分析装置10を用いた溶鋼Mの成分分析の際は、筒本体110の内部に溶鋼Mに向かって(図1の例では、鉛直方向下向きに)、アルゴンや窒素等の非酸化性ガスを吹き込むことで、溶鋼Mが筒状部材100の内部に侵入しないようにして、筒状部材100の劣化を抑制している。また、このように非酸化性ガスを吹き込むことにより、筒状部材100の下端の開口部において、溶鋼Mからの発光を採取するための採光面を形成することができる。   In addition, in the case of component analysis of the molten steel M using the emission spectroscopic analyzer 10, non-oxidation of argon, nitrogen, or the like toward the molten steel M (in the example of FIG. 1, downward in the vertical direction) inside the cylinder main body 110. By blowing the property gas, the molten steel M is prevented from entering the inside of the tubular member 100, and the deterioration of the tubular member 100 is suppressed. In addition, by blowing the non-oxidizing gas in this manner, a lighting surface for collecting light emitted from the molten steel M can be formed in the opening at the lower end of the tubular member 100.

(筒状部材100の構成)
次に、図2を参照しながら、本実施形態に係る筒状部材100の構成について詳細に説明する。なお、図2は、本実施形態に係る筒状部材100の構成を示す説明図である。
(Configuration of tubular member 100)
Next, the configuration of the cylindrical member 100 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the tubular member 100 according to the present embodiment.

図2に示すように、筒状部材100は、送光管111と、内管113と外管115とによって形成される冷却管と、耐火物層117と、を主に有する。すなわち、筒状部材100は、送光管111と、内管113と、外管115とからなる三重管構造を有している。   As shown in FIG. 2, the tubular member 100 mainly includes a light transmission tube 111, a cooling tube formed by the inner tube 113 and the outer tube 115, and a refractory layer 117. That is, the cylindrical member 100 has a triple tube structure including a light transmission tube 111, an inner tube 113, and an outer tube 115.

送光管111は、内面側に反射面110aを有し、溶鋼Mからの発光を伝送する。この送光管111は、溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部が、筒状部材100における溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部から距離Hだけ離隔して設けられている。従って、反射面110aも、溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部が、筒状部材100における溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部から距離Hだけ離隔して設けられている。   The light transmission tube 111 has a reflection surface 110a on the inner surface side, and transmits light emitted from the molten steel M. In this light transmission tube 111, the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M is distanced from the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M in the tubular member 100. They are separated by H. Therefore, the reflecting surface 110a is also located at the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M and from the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M in the tubular member 100. They are separated by H.

また、送光管111(または反射面110a)の溶鋼M側の端部と筒状部材100の溶鋼M側の端部との距離H(mm)と、筒状部材100の内径、すなわち、送光管111の内径D(mm)との比であるH/Dは、0<H/D≦10であることが好ましい。ここで、図3を参照しながら、上記H/Dの適正値の範囲について説明する。なお、図3は、本実施形態に係るH/Dの適正値を説明するための説明図である。   Further, the distance H (mm) between the end of the light transmission tube 111 (or the reflecting surface 110a) on the molten steel M side and the end of the tubular member 100 on the molten steel M side, and the inner diameter of the tubular member 100, that is, the transmission H / D, which is a ratio to the inner diameter D (mm) of the optical tube 111, is preferably 0 <H / D ≦ 10. Here, the range of the appropriate value of H / D will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an appropriate value of H / D according to the present embodiment.

図3に示すように、反射面110aを有する送光管111は、溶鋼Mからの放射光Lを採取する。この際、放射光Lのうち、送光管111の内面である反射面110aに入射するのは、図2に示す広がり角θの範囲にある光である。一般に、溶融金属の成分分析で良好な精度の分析を行うためには、採光率を0.1%以上確保することが好ましいとされている。ここで、採光率は、Itotalを溶鋼Mの表面上の1点から発生する放射光Lの立体角(=2πステラジアン)とし、Iを放射光Lのうち送光管111の内面である反射面110aに入射する放射光Lの立体角(=2π(1−cosθ)ステラジアン)とすると、「採光率=I/Itotal」で定義される。すなわち、精度の良好な分析を行うためには、I/Itotal≧0.1であることが好ましい。このとき、cosθ=(H/D)/√((H/D)+1/4)であることから、H/D≦10となる。 As shown in FIG. 3, Okuhikarikan 111 having a reflecting surface 110a are collected radiation L R from the molten steel M. In this case, among the emitted light L R, from entering the inner surface at a reflecting surface 110a of the Okuhikarikan 111 is light in a range of divergence angle θ shown in FIG. Generally, in order to perform analysis with good accuracy in component analysis of molten metal, it is preferable to secure a lighting rate of 0.1% or more. Here, lighting rate, the solid angle of the emitted light L R for generating the I total from a point on the surface of the molten steel M as (= 2 [pi steradians), the inner surface of the Okuhikarikan 111 of synchrotron radiation I L R When solid angle of the emitted light L R that is incident to a reflecting surface 110a (= 2π (1-cosθ ) steradian), as defined in "lighting ratio = I / I total". That is, in order to perform analysis with good accuracy, it is preferable that I / I total ≧ 0.1. At this time, since cos θ = (H / D) / √ ((H / D) 2 +1/4), H / D ≦ 10.

一方、H/Dの値は小さいほど好ましいが、H/D=0であると溶鋼Mと送光管111とが接触してしまうため、H/D>0とする。   On the other hand, the smaller the value of H / D, the better. However, when H / D = 0, the molten steel M and the light transmission tube 111 come into contact with each other, so that H / D> 0.

続いて、図4を参照しながら、H/Dと測定精度との関係について説明する。図4は、本実施形態におけるSN比(dB)とH/Dとの関係の一例を示すグラフである。この例では、シグナル強度Isignalを送光管111による採光率が100%のときを1とし、H/Dの値を大きくすると採光率に応じて減少するものと仮定し、ノイズ強度InoiseをH/Dによらず10−6で一定と仮定して計算した。また、SN比は、10×log(Isignal/Inoise)の式により算出した。なお、SN比が高いほど成分分析における測定精度も高いものとなる。 Next, the relationship between H / D and measurement accuracy will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the SN ratio (dB) and H / D in the present embodiment. In this example, it is assumed that the signal intensity I signal is 1 when the light collection rate by the light transmission tube 111 is 100%, and that the noise intensity I noise is reduced according to the light collection rate when the value of H / D is increased. It was calculated assuming that it was constant at 10 −6 regardless of H / D. The SN ratio was calculated by the formula of 10 × log (I signal / I noise ). Note that the higher the SN ratio, the higher the measurement accuracy in component analysis.

その結果、図4に示すように、H/Dが大きくなるほど、SN比が低くなる、すなわち、測定精度が悪化するということがわかった。また、一般に、SN比が30以上であれば、十分な測定精度を有しているといわれているが、この例においても、H/Dが10以下では、SN比が30以上となっていた。   As a result, as shown in FIG. 4, it was found that as the H / D increases, the SN ratio decreases, that is, the measurement accuracy deteriorates. In general, it is said that if the SN ratio is 30 or more, it has sufficient measurement accuracy. However, in this example, when the H / D is 10 or less, the SN ratio is 30 or more. .

再び、図2を参照しながら、筒状部材100の構成についての説明を続ける。本実施形態に係る冷却管は、少なくとも送光管111内面の反射面110aを冷却する冷却手段の一例であり、上述のように、内管113と外管115とによって形成される。   Again, description of the configuration of the tubular member 100 will be continued with reference to FIG. The cooling tube according to the present embodiment is an example of a cooling unit that cools at least the reflecting surface 110a on the inner surface of the light transmission tube 111, and is formed by the inner tube 113 and the outer tube 115 as described above.

内管113は、送光管111の外側に同軸状に設けられ、外管115は、内管113の外側に同軸状に設けられる。また、内管113と外管115とは、測定光Lの伝送方向に対して溶鋼M側の端部(本実施形態では、鉛直方向下端部)において連通している。そして、内管113の測定光Lの伝送方向に対して測定器11側の端部(本実施形態では、鉛直方向上端部)から冷却媒体が供給され、外管115の測定器11側の端部から冷却媒体が排出される。このように、冷却媒体が冷却管内を流れることにより、主に、送光管111内面の反射面110aが冷却される。なお、本実施形態において使用される冷却媒体としては、特に限定はされないが、例えば、空気、水蒸気、非酸化性ガス等の冷却ガス、冷却水等が挙げられる。   The inner tube 113 is provided coaxially outside the light transmission tube 111, and the outer tube 115 is provided coaxially outside the inner tube 113. In addition, the inner tube 113 and the outer tube 115 communicate with each other at the end portion on the molten steel M side in the transmission direction of the measurement light L (in this embodiment, the lower end portion in the vertical direction). Then, the cooling medium is supplied from the end on the measuring instrument 11 side (in this embodiment, the upper end in the vertical direction) with respect to the transmission direction of the measuring light L of the inner tube 113, and the end of the outer pipe 115 on the measuring instrument 11 side. The cooling medium is discharged from the section. As described above, the cooling medium flows in the cooling pipe, whereby the reflecting surface 110a on the inner surface of the light transmission pipe 111 is mainly cooled. In addition, although it does not specifically limit as a cooling medium used in this embodiment, For example, cooling gas, cooling water, etc., such as air, water vapor | steam, non-oxidizing gas, etc. are mentioned.

上述した送光管111、内管113及び外管115の材質としては、耐熱性等に優れるステンレススチールを使用することが好ましい。特に、送光管111は、内面に鏡面等の反射面110aを有するため、反射性や光沢性に優れたNi系(Niを多く含有する)ステンレススチール(例えば、SUS304、SUS316等)を使用することが好ましい。   As the material for the light transmission tube 111, the inner tube 113, and the outer tube 115 described above, it is preferable to use stainless steel having excellent heat resistance. In particular, since the light transmission tube 111 has a reflective surface 110a such as a mirror surface on the inner surface, Ni-based (Ni-rich) stainless steel (for example, SUS304, SUS316, etc.) excellent in reflectivity and gloss is used. It is preferable.

耐火物層117は、送光管111及び冷却管(外管115)の外面の一部又は全部を被覆する。耐火物層117を構成する耐火物としては、通常の製鋼工程等で使用される耐火物を使用でき、例えば、マグネシアスピネル系キャスタブル材等を使用できる。この耐火物層117は、例えば、以下のようにして成形することができる。まず、セラミックス粉末と水とを混合してセラミックススラリーを調製する。次いで、金型の中央に送光管111、内管113及び外管115からなる部材を設置してから、上記のようにして調製したセラミックススラリーを流し込み、鋳込み成形を行う。さらに、脱型及び脱脂した後に焼成を行うことで、耐火物層117を成形することができる。   The refractory layer 117 covers part or all of the outer surfaces of the light transmission tube 111 and the cooling tube (outer tube 115). As the refractory constituting the refractory layer 117, a refractory used in a normal steelmaking process or the like can be used. For example, a magnesia spinel castable material or the like can be used. The refractory layer 117 can be formed, for example, as follows. First, a ceramic slurry is prepared by mixing ceramic powder and water. Next, after a member composed of a light transmission tube 111, an inner tube 113, and an outer tube 115 is installed at the center of the mold, the ceramic slurry prepared as described above is poured and cast molding is performed. Furthermore, the refractory layer 117 can be formed by baking after demolding and degreasing.

(用語の定義)
ここで、図5を参照しながら、以下の説明に使用する用語の定義について説明する。なお、図5は、本明細書における用語の定義を説明するための説明図である。
(Definition of terms)
Here, the definition of terms used in the following description will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the definition of terms in this specification.

図5に示すように、断面積Siとは、送光管111の外面と内管113の内面とにより形成される冷却媒体の供給側流路の水平断面の断面積を意味し、断面積Soとは、内管113の外面と外管115の内面とにより形成される冷却媒体の排出側流路の水平断面の断面積を意味する。また、表面積Siniとは、送光管111の外面の表面積を意味し、表面積Sfinとは、送光管111の外面に後述する冷却フィンを設けた場合における送光管111が外面の表面積(冷却フィンの表面積も含む)を意味する。また、耐火物外径r1とは、送光管111の内面から耐火物層117の外面までの水平方向の距離を意味し、耐火物内径r2とは、送光管111の内面から(送光管111及び冷却管が形成されている部位における)耐火物層117の内面までの水平方向の距離を意味する。   As shown in FIG. 5, the cross-sectional area Si means the cross-sectional area of the horizontal cross section of the supply side flow path of the cooling medium formed by the outer surface of the light transmission tube 111 and the inner surface of the inner tube 113. Means the cross-sectional area of the horizontal cross section of the discharge side flow path of the cooling medium formed by the outer surface of the inner tube 113 and the inner surface of the outer tube 115. Further, the surface area Sini means the surface area of the outer surface of the light transmission tube 111, and the surface area Sfin means the surface area of the outer surface of the light transmission tube 111 (cooling) when a cooling fin described later is provided on the outer surface of the light transmission tube 111. Including the surface area of the fin). Further, the refractory outer diameter r1 means a horizontal distance from the inner surface of the light transmission tube 111 to the outer surface of the refractory layer 117, and the refractory inner diameter r2 is from the inner surface of the light transmission tube 111 (light transmission). It means the distance in the horizontal direction to the inner surface of the refractory layer 117 (at the part where the tube 111 and the cooling tube are formed).

なお、以下の説明における熱伝達率hiは、冷却媒体の供給側流路における熱伝達率を意味し、熱伝達率hoは、冷却媒体の排出側流路における熱伝達率を意味する。また、本実施形態における熱伝達率hは、長さlの領域について、管の内面又は外面の半径をrとし、熱通過量をQ、管の表面温度をTw、冷却ガスの温度をTgとしたときに、下記式で表されるものとする。
h=Q/2πrl・|Tw−Tg|
In the following description, the heat transfer coefficient hi means the heat transfer coefficient in the supply side flow path of the cooling medium, and the heat transfer coefficient ho means the heat transfer coefficient in the discharge side flow path of the cooling medium. Further, in the present embodiment, the heat transfer coefficient h is the radius of the inner or outer surface of the tube, r is the radius, Q is the heat passage amount, Tw is the surface temperature of the tube, and Tg is the temperature of the cooling gas. It shall be represented by the following formula.
h = Q / 2πrl · | Tw−Tg |

また、このようにして定めた熱伝達率は、例えば、熱電対により管の表面温度と冷却ガス温度を測定し、熱流束計により管の半径方向の熱通過量を測定することで、求めることができる。   Further, the heat transfer coefficient determined in this way can be obtained, for example, by measuring the tube surface temperature and the cooling gas temperature with a thermocouple, and measuring the amount of heat passing in the radial direction of the tube with a heat flux meter. Can do.

具体的に、本実施形態では、まず、熱伝達率hiについては、管111の長さlの領域について、管外面の半径をrとし、管外面の温度をTw、接する冷却ガスの温度をTg、管111内面で測定した熱通過量がQで定常状態となったとき、熱伝達率hiは、下記式で表される。
hi=Q/2πrl・(Tg−Tw)
Specifically, in the present embodiment, first, regarding the heat transfer coefficient hi, in the region of the length l of the tube 111, the radius of the tube outer surface is r, the temperature of the tube outer surface is Tw, and the temperature of the cooling gas in contact is Tg. When the amount of heat passage measured on the inner surface of the tube 111 becomes a steady state with Q, the heat transfer coefficient hi is expressed by the following equation.
hi = Q / 2πrl · (Tg−Tw)

また、熱伝達率hoについては、管115の長さlの領域について、管内面の半径をrとし、管内面の温度をTw’、接する冷却ガスの温度をTg’とし、管115の外面で測定した熱通過量がQ’で定常状態となったとき、熱伝達率hoは、下記式で表される。
ho=Q’/2πrl・(Tw’−Tg’)
As for the heat transfer coefficient ho, in the region of the length l of the tube 115, the radius of the inner surface of the tube is r, the temperature of the inner surface of the tube is Tw ′, the temperature of the cooling gas in contact is Tg ′, and the outer surface of the tube 115 When the measured amount of heat passage is Q ′, the heat transfer coefficient ho is expressed by the following equation.
ho = Q ′ / 2πrl · (Tw′−Tg ′)

次に、上述のようにして定義したパラメータを用いて、本発明の第2〜第6の実施形態に係る溶融金属用測定装置の構成等について説明する。本発明の第2〜第6の実施形態に係る溶融金属用測定装置は、冷却手段として送光管111の外側に設けられた冷却管を有するものである点では、上述した第1の実施形態の場合と同様であるが、送光管内部の反射面の冷却効率を高め、耐火物層の外面の冷却効率を低下させるための構成を有する点で、第1の実施形態の場合とは異なる。このような構成により、本発明の第2〜第6の実施形態に係る溶融金属用測定装置においては、溶融金属からの受熱による反射面における反射率の低下を抑制できるとともに、筒状部材外面への地金の成長を抑制できる。そして、これにより、溶融金属用測定装置の操業性を改善することが可能となる。   Next, the configuration and the like of the molten metal measuring apparatus according to the second to sixth embodiments of the present invention will be described using the parameters defined as described above. The measuring apparatus for molten metal according to the second to sixth embodiments of the present invention includes the cooling pipe provided outside the light transmission pipe 111 as a cooling means, and thus the first embodiment described above. However, it is different from the first embodiment in that it has a configuration for increasing the cooling efficiency of the reflecting surface inside the light-transmitting tube and reducing the cooling efficiency of the outer surface of the refractory layer. . With such a configuration, in the measurement apparatus for molten metal according to the second to sixth embodiments of the present invention, it is possible to suppress a decrease in reflectance on the reflection surface due to heat reception from the molten metal, and to the outer surface of the cylindrical member. Can suppress the growth of bullion. And it becomes possible to improve the operativity of the measuring apparatus for molten metals by this.

なお、本発明の第2〜第6の実施形態に係る溶融金属用測定装置の構成は、筒状部材の内部の構成の一部が第1の実施形態の場合と異なるため、第1の実施形態と共通する部分の説明を省略する場合がある。   The configuration of the molten metal measuring apparatus according to the second to sixth embodiments of the present invention is different from that of the first embodiment because a part of the configuration inside the cylindrical member is different from that of the first embodiment. The description of the parts common to the form may be omitted.

[第2の実施形態]
まず、図6を参照しながら、本発明の第2の実施形態に係る筒状部材200の構成について詳細に説明する。なお、図6は、本実施形態に係る筒状部材200の構成を示す説明図である。
[Second Embodiment]
First, the configuration of the cylindrical member 200 according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In addition, FIG. 6 is explanatory drawing which shows the structure of the cylindrical member 200 which concerns on this embodiment.

図6に示すように、筒状部材200は、送光管211と、内管213と外管215とによって形成される冷却管と、耐火物層217と、冷却フィン219と、を主に有する。すなわち、筒状部材200は、送光管211と、内管213と、外管215とからなる三重管構造を有している。   As shown in FIG. 6, the cylindrical member 200 mainly includes a light transmission tube 211, a cooling tube formed by the inner tube 213 and the outer tube 215, a refractory layer 217, and cooling fins 219. . That is, the cylindrical member 200 has a triple tube structure including a light transmission tube 211, an inner tube 213, and an outer tube 215.

送光管211は、内面側に反射面210aを有し、溶鋼Mからの発光を伝送する。この送光管211は、溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部が、筒状部材200における溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部から距離Hだけ離隔して設けられている点は、第1の実施形態の場合と同様である。従って、反射面210aも、溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部が、筒状部材200における溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部から距離Hだけ離隔して設けられている。   The light transmission tube 211 has a reflection surface 210 a on the inner surface side, and transmits light emitted from the molten steel M. In the light transmission tube 211, the end portion on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M is a distance from the end portion on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M in the tubular member 200. The point of being separated by H is the same as in the case of the first embodiment. Therefore, the reflection surface 210a is also located at the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M, and from the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M in the tubular member 200. They are separated by H.

本実施形態に係る冷却管は、少なくとも送光管211内面の反射面210aを冷却する冷却手段の一例であり、上述のように、内管213と外管215とによって形成される。   The cooling pipe according to the present embodiment is an example of a cooling unit that cools at least the reflection surface 210a on the inner surface of the light transmission pipe 211, and is formed by the inner pipe 213 and the outer pipe 215 as described above.

内管213は、送光管211の外側に同軸状に設けられ、外管215は、内管213の外側に同軸状に設けられる。また、内管213と外管215とは、測定光Lの伝送方向に対して溶鋼M側の端部(本実施形態では、鉛直方向下端部)において連通している。そして、内管213の測定光Lの伝送方向に対して測定器11側の端部(本実施形態では、鉛直方向上端部)から冷却媒体が供給され、外管215の測定器11側の端部から冷却媒体が排出される。このように、冷却媒体が冷却管内を流れることにより、主に、送光管211内面の反射面210aが冷却される。なお、本実施形態において使用される冷却媒体の種類や送光管211、内管213及び外管215の材質は、第1の実施形態の場合と同様である。   The inner tube 213 is coaxially provided outside the light transmission tube 211, and the outer tube 215 is coaxially provided outside the inner tube 213. In addition, the inner tube 213 and the outer tube 215 communicate with each other at the end on the molten steel M side in the transmission direction of the measurement light L (in this embodiment, the lower end in the vertical direction). Then, the cooling medium is supplied from the end on the measuring instrument 11 side (in this embodiment, the upper end in the vertical direction) with respect to the transmission direction of the measuring light L of the inner tube 213, and the end of the outer pipe 215 on the measuring instrument 11 side. The cooling medium is discharged from the section. As described above, the cooling medium flows in the cooling pipe, so that the reflection surface 210a on the inner surface of the light transmission pipe 211 is mainly cooled. The type of the cooling medium used in this embodiment and the materials of the light transmission tube 211, the inner tube 213, and the outer tube 215 are the same as those in the first embodiment.

耐火物層217は、送光管211及び冷却管(外管215)の外面の一部又は全部を被覆する。耐火物層217を構成する耐火物の種類や成形方法は、第1の実施形態の場合と同様である。   The refractory layer 217 covers part or all of the outer surfaces of the light transmission tube 211 and the cooling tube (outer tube 215). The kind and forming method of the refractory constituting the refractory layer 217 are the same as in the case of the first embodiment.

冷却フィン219は、送光管211の外面と内管213の内面とにより形成される冷却媒体の供給側流路210bに設けられている。具体的には、本実施形態では、冷却フィン219は、送光管211の外面にその長手方向に沿って複数設けられている。一方、内管213の外面と外管215の内面とにより形成される冷却媒体の排出側流路210cには、冷却フィンは設けられていない。   The cooling fins 219 are provided in the cooling medium supply-side flow path 210 b formed by the outer surface of the light transmission tube 211 and the inner surface of the inner tube 213. Specifically, in the present embodiment, a plurality of cooling fins 219 are provided on the outer surface of the light transmission tube 211 along the longitudinal direction thereof. On the other hand, cooling fins are not provided in the cooling medium discharge-side flow path 210 c formed by the outer surface of the inner tube 213 and the inner surface of the outer tube 215.

このように、本実施形態に係る溶融金属用測定装置においては、溶鋼Mからの発光の反射面210aを有する送光管211の外面に冷却フィン219を設けることにより、冷却媒体の排出側流路210cと比べて、冷却媒体の供給側流路210bの熱伝達率を高くすることができる。従って、本実施形態に係る溶融金属用測定装置によれば、送光管211の冷却効率を高め、耐火物層217の冷却効率を低下させることができるので、溶鋼Mからの受熱による反射面210aにおける反射率の低下を抑制できるとともに、耐火物層217の外面(すなわち、筒状部材200の外面)への地金の成長を抑制できる。   As described above, in the molten metal measuring apparatus according to the present embodiment, the cooling fin 219 is provided on the outer surface of the light transmission tube 211 having the reflection surface 210a for light emission from the molten steel M, whereby the cooling medium discharge side flow path is provided. Compared to 210c, the heat transfer rate of the supply-side flow path 210b of the cooling medium can be increased. Therefore, according to the molten metal measuring apparatus according to the present embodiment, the cooling efficiency of the light transmission tube 211 can be increased and the cooling efficiency of the refractory layer 217 can be decreased. In addition, it is possible to suppress a decrease in the reflectance of the refractory layer and to suppress the growth of the metal on the outer surface of the refractory layer 217 (that is, the outer surface of the cylindrical member 200).

ここで、図7を参照しながら、冷却フィン219を設けることによる反射率低下抑制効果及び地金成長抑制効果について説明する。なお、図7は、冷却フィン219を設けたことによる送光管211の外面の表面積の増加率Sfin/Siniと、排出側流路210cにおける熱伝達率hoと供給側流路210bにおける熱伝達率hfinとの熱伝達率比ho/hfinとの関係の一例を示すグラフである。   Here, with reference to FIG. 7, the effect of suppressing the decrease in reflectance and the effect of suppressing the growth of bullion by providing the cooling fins 219 will be described. 7 shows the increase rate Sfin / Sini of the surface area of the outer surface of the light transmission tube 211 due to the provision of the cooling fins 219, the heat transfer coefficient ho in the discharge side flow path 210c, and the heat transfer rate in the supply side flow path 210b. It is a graph which shows an example of the relationship with heat transfer coefficient ratio ho / hfin with hfin.

図7には、反射面210aを有する送光管211の内径を8mm、外径を12mmとし、内管213の内径を16mm、外径を20mmとし、外管215の内径を24mmとし、冷却媒体(冷却ガス)の流量を1.0Nm/minとし、Siniを一定のまま、Sfinを増加させた場合、すなわち、冷却フィン219の表面積を増加させた場合の例を示している。 In FIG. 7, the inner diameter of the light transmission tube 211 having the reflecting surface 210a is 8 mm, the outer diameter is 12 mm, the inner tube 213 is 16 mm, the outer diameter is 20 mm, the outer tube 215 is 24 mm, the cooling medium In the example, the flow rate of (cooling gas) is 1.0 Nm 3 / min, and Sfin is increased while Sini is constant, that is, the surface area of the cooling fin 219 is increased.

図7に示すように、表面積の増加率Sfin/Siniが大きくなると、熱伝達率比ho/hfinが顕著に減少した。このことから、冷却フィン219の表面積を大きくすると、供給側流路210bにおける冷却効率を高めるとともに、排出側流路210cにおける冷却効率を低下させる効果が高まるということがわかる。   As shown in FIG. 7, when the surface area increase rate Sfin / Sini was increased, the heat transfer coefficient ratio ho / hfin was significantly reduced. From this, it can be seen that increasing the surface area of the cooling fins 219 increases the cooling efficiency in the supply-side flow path 210b and increases the effect of reducing the cooling efficiency in the discharge-side flow path 210c.

[第3の実施形態]
次に、図8を参照しながら、本発明の第3の実施形態に係る筒状部材300の構成について詳細に説明する。なお、図8は、本実施形態に係る筒状部材300の構成を示す説明図である。
[Third Embodiment]
Next, the configuration of the tubular member 300 according to the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In addition, FIG. 8 is explanatory drawing which shows the structure of the cylindrical member 300 which concerns on this embodiment.

図8に示すように、筒状部材300は、送光管311と、内管313と外管315とによって形成される冷却管と、耐火物層317と、を主に有する。すなわち、筒状部材300は、送光管311と、内管313と、外管315とからなる三重管構造を有している。   As shown in FIG. 8, the cylindrical member 300 mainly includes a light transmission tube 311, a cooling tube formed by an inner tube 313 and an outer tube 315, and a refractory layer 317. That is, the cylindrical member 300 has a triple tube structure including a light transmission tube 311, an inner tube 313, and an outer tube 315.

送光管311は、内面側に反射面310aを有し、溶鋼Mからの発光を伝送する。この送光管311は、溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部が、筒状部材300における溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部から距離Hだけ離隔して設けられている点は、第1の実施形態の場合と同様である。従って、反射面310aも、溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部が、筒状部材300における溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部から距離Hだけ離隔して設けられている。   The light transmission tube 311 has a reflection surface 310a on the inner surface side, and transmits light emitted from the molten steel M. In the light transmission tube 311, the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M is distanced from the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M in the tubular member 300. The point of being separated by H is the same as in the case of the first embodiment. Accordingly, the reflecting surface 310a is also located at the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M, and from the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M in the tubular member 300. They are separated by H.

本実施形態に係る冷却管は、少なくとも送光管311内面の反射面310aを冷却する冷却手段の一例であり、上述のように、内管313と外管315とによって形成される。   The cooling pipe according to the present embodiment is an example of a cooling unit that cools at least the reflection surface 310a on the inner surface of the light transmission pipe 311 and is formed by the inner pipe 313 and the outer pipe 315 as described above.

内管313は、送光管311の外側に同軸状に設けられ、外管315は、内管313の外側に同軸状に設けられる。また、内管313と外管315とは、測定光Lの伝送方向に対して溶鋼M側の端部(本実施形態では、鉛直方向下端部)において連通している。そして、内管313の測定光Lの伝送方向に対して測定器11側の端部(本実施形態では、鉛直方向上端部)から冷却媒体が供給され、外管315の測定器11側の端部から冷却媒体が排出される。このように、冷却媒体が冷却管内を流れることにより、主に、送光管311内面の反射面310aが冷却される。なお、本実施形態において使用される冷却媒体の種類や送光管311、内管313及び外管315の材質は、第1の実施形態の場合と同様である。   The inner tube 313 is provided coaxially outside the light transmission tube 311, and the outer tube 315 is provided coaxially outside the inner tube 313. In addition, the inner tube 313 and the outer tube 315 communicate with each other at the end portion on the molten steel M side in the transmission direction of the measurement light L (in this embodiment, the lower end portion in the vertical direction). Then, the cooling medium is supplied from the end on the measuring instrument 11 side (in this embodiment, the upper end in the vertical direction) with respect to the transmission direction of the measuring light L of the inner tube 313, and the end of the outer pipe 315 on the measuring instrument 11 side. The cooling medium is discharged from the section. As described above, the cooling medium flows in the cooling pipe, so that the reflection surface 310a on the inner surface of the light transmission pipe 311 is mainly cooled. In addition, the kind of the cooling medium used in this embodiment and the material of the light transmission tube 311, the inner tube 313, and the outer tube 315 are the same as those in the first embodiment.

耐火物層317は、送光管311及び冷却管(外管315)の外面の一部又は全部を被覆する。耐火物層317を構成する耐火物の種類や成形方法は、第1の実施形態の場合と同様である。   The refractory layer 317 covers part or all of the outer surfaces of the light transmission tube 311 and the cooling tube (outer tube 315). The type and forming method of the refractory constituting the refractory layer 317 are the same as in the case of the first embodiment.

本実施形態においては、内管313の外面と外管315の内面とにより形成される冷却媒体の排出側流路310cの断面積Soは、送光管311の外面と内管313の内面とにより形成される冷却媒体の供給側流路310bの断面積Siよりも大きくなるように、冷却管が設けられている。   In the present embodiment, the cross-sectional area So of the cooling medium discharge side flow path 310 c formed by the outer surface of the inner tube 313 and the inner surface of the outer tube 315 is determined by the outer surface of the light transmission tube 311 and the inner surface of the inner tube 313. The cooling pipe is provided so as to be larger than the cross-sectional area Si of the cooling medium supply side passage 310b to be formed.

このように、本実施形態に係る溶融金属用測定装置においては、排出側流路310cの断面積Soを供給側流路310bの断面積Siよりも大きくすることにより、冷却媒体の排出側流路310cの熱伝達率を抑制することができる。従って、本実施形態に係る溶融金属用測定装置によれば、送光管311の冷却効率を高い状態に維持したまま、耐火物層317の冷却効率を低下させることができるので、溶鋼Mからの受熱による反射面310aにおける反射率の低下を抑制できるとともに、耐火物層317の外面(すなわち、筒状部材300の外面)への地金の成長を抑制できる。   Thus, in the molten metal measuring device according to the present embodiment, the discharge-side flow path of the cooling medium is set by making the cross-sectional area So of the discharge-side flow path 310c larger than the cross-sectional area Si of the supply-side flow path 310b. The heat transfer coefficient of 310c can be suppressed. Therefore, according to the molten metal measuring apparatus according to the present embodiment, the cooling efficiency of the refractory layer 317 can be reduced while maintaining the cooling efficiency of the light transmission tube 311 in a high state. It is possible to suppress a decrease in reflectance on the reflective surface 310a due to heat reception, and to suppress the growth of a metal on the outer surface of the refractory layer 317 (that is, the outer surface of the cylindrical member 300).

ここで、図9を参照しながら、排出側流路310cの断面積Soを供給側流路310bの断面積Siよりも大きくすることによる反射率低下抑制効果及び地金成長抑制効果について説明する。なお、図9は、排出側流路310cの断面積Soと供給側流路310bの断面積Siとの流路断面積比So/Siと、排出側流路310cにおける熱伝達率hoと供給側流路310bにおける熱伝達率hiとの熱伝達率比ho/hiとの関係の一例を示すグラフである。   Here, with reference to FIG. 9, a description will be given of an effect of suppressing the decrease in reflectance and an effect of suppressing the growth of bullion by making the sectional area So of the discharge-side channel 310c larger than the sectional area Si of the supply-side channel 310b. Note that FIG. 9 shows the flow path cross-sectional area ratio So / Si between the cross-sectional area So of the discharge-side flow path 310c and the cross-sectional area Si of the supply-side flow path 310b, the heat transfer coefficient ho and the supply side in the discharge-side flow path 310c. It is a graph which shows an example of the relationship between the heat transfer rate hi and the heat transfer rate ratio ho / hi in the flow path 310b.

図9には、反射面310aを有する送光管311の内径を8mm、外径を12mmとし、内管313の内径を16mm、外径を20mmとし、冷却媒体(冷却ガス)の流量を1.0Nm/minとし、外管315の内径を変化させた場合の例を示している。 9, the inner diameter of the light transmission tube 311 having the reflecting surface 310a is 8 mm, the outer diameter is 12 mm, the inner tube 313 is 16 mm, the outer diameter is 20 mm, and the flow rate of the cooling medium (cooling gas) is 1. An example is shown in which the inner diameter of the outer tube 315 is changed to 0 Nm 3 / min.

図9に示すように、流路断面積比So/Siが大きくなると、熱伝達率比ho/hiが顕著に減少した。このことから、排出側流路310cの断面積Soを供給側流路310bの断面積Siよりも大きくすると、供給側流路310bにおける冷却効率を高いまま維持できるとともに、排出側流路310cにおける冷却効率を低下させる効果が高まるということがわかる。   As shown in FIG. 9, when the flow path cross-sectional area ratio So / Si increased, the heat transfer coefficient ratio ho / hi significantly decreased. Therefore, when the cross-sectional area So of the discharge-side flow path 310c is made larger than the cross-sectional area Si of the supply-side flow path 310b, the cooling efficiency in the supply-side flow path 310b can be maintained high, and the cooling in the discharge-side flow path 310c. It turns out that the effect which reduces efficiency increases.

[第4の実施形態]
次に、図10を参照しながら、本発明の第4の実施形態に係る筒状部材400の構成について詳細に説明する。なお、図10は、本実施形態に係る筒状部材400の構成を示す説明図である。
[Fourth Embodiment]
Next, the configuration of the tubular member 400 according to the fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In addition, FIG. 10 is explanatory drawing which shows the structure of the cylindrical member 400 which concerns on this embodiment.

図10に示すように、筒状部材400は、送光管411と、内管413と外管415とによって形成される冷却管と、耐火物層417と、を主に有する。すなわち、筒状部材400は、送光管411と、内管413と、外管415とからなる三重管構造を有している。   As shown in FIG. 10, the cylindrical member 400 mainly includes a light transmission tube 411, a cooling tube formed by an inner tube 413 and an outer tube 415, and a refractory layer 417. That is, the cylindrical member 400 has a triple tube structure including a light transmission tube 411, an inner tube 413, and an outer tube 415.

送光管411は、内面側に反射面410aを有し、溶鋼Mからの発光を伝送する。この送光管411は、溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部が、筒状部材400における溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部から距離Hだけ離隔して設けられている点は、第1の実施形態の場合と同様である。従って、反射面410aも、溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部が、筒状部材400における溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部から距離Hだけ離隔して設けられている。   The light transmission tube 411 has a reflection surface 410a on the inner surface side, and transmits light emitted from the molten steel M. In the light transmission tube 411, the end of the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M is distanced from the end of the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M in the tubular member 400. The point of being separated by H is the same as in the case of the first embodiment. Therefore, the reflecting surface 410a also has an end portion on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M, and a distance from the end portion on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M in the tubular member 400. They are separated by H.

本実施形態に係る冷却管は、少なくとも送光管411内面の反射面410aを冷却する冷却手段の一例であり、上述のように、内管413と外管415とによって形成される。   The cooling pipe according to the present embodiment is an example of a cooling unit that cools at least the reflection surface 410a on the inner surface of the light transmission pipe 411, and is formed by the inner pipe 413 and the outer pipe 415 as described above.

内管413は、送光管411の外側に同軸状に設けられ、外管415は、内管413の外側に同軸状に設けられる。また、内管413と外管415とは、測定光Lの伝送方向に対して溶鋼M側の端部(本実施形態では、鉛直方向下端部)において連通している。そして、内管413の測定光Lの伝送方向に対して測定器11側の端部(本実施形態では、鉛直方向上端部)から冷却媒体が供給され、外管415の測定器11側の端部から冷却媒体が排出される。このように、冷却媒体が冷却管内を流れることにより、主に、送光管411内面の反射面410aが冷却される。なお、本実施形態において使用される冷却媒体の種類や送光管411、内管413及び外管415の材質は、第1の実施形態の場合と同様である。   The inner tube 413 is coaxially provided outside the light transmission tube 411, and the outer tube 415 is coaxially provided outside the inner tube 413. In addition, the inner tube 413 and the outer tube 415 communicate with each other at the end portion on the molten steel M side in the transmission direction of the measurement light L (in this embodiment, the lower end portion in the vertical direction). Then, the cooling medium is supplied from the end on the measuring instrument 11 side (in this embodiment, the upper end in the vertical direction) with respect to the transmission direction of the measuring light L of the inner tube 413, and the end of the outer pipe 415 on the measuring instrument 11 side. The cooling medium is discharged from the section. As described above, the cooling medium flows through the cooling pipe, whereby the reflecting surface 410a on the inner surface of the light transmission pipe 411 is mainly cooled. In addition, the kind of the cooling medium used in this embodiment and the material of the light transmission tube 411, the inner tube 413, and the outer tube 415 are the same as those in the first embodiment.

耐火物層417は、送光管411及び冷却管(外管415)の外面の一部又は全部を被覆する。耐火物層417を構成する耐火物の種類や成形方法は、第1の実施形態の場合と同様である。   The refractory layer 417 covers part or all of the outer surfaces of the light transmission tube 411 and the cooling tube (outer tube 415). The kind and forming method of the refractory constituting the refractory layer 417 are the same as in the case of the first embodiment.

本実施形態においては、外管415は、溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して、測定部11側の径が溶鋼M側の径よりも大きなテーパ型の形状を有し、かつ、筒状部材400の溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して測定部11側の端部において、内管413の外面と外管415の内面とにより形成される冷却媒体の排出側流路410cの断面積Soは、送光管411の外面と内管413の内面とにより形成される冷却媒体の供給側流路410bの断面積Siよりも大きくなるように、冷却管が設けられている。なお、図10では、耐火物層417の形状が、外管415の形状に合わせてテーパ型に描かれているが、耐火物層417の形状は、必ずしもテーパ型である必要はない。   In the present embodiment, the outer tube 415 has a tapered shape in which the diameter on the measurement unit 11 side is larger than the diameter on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M, and is cylindrical. The cross-sectional area of the discharge side flow path 410c of the cooling medium formed by the outer surface of the inner tube 413 and the inner surface of the outer tube 415 at the end on the measurement unit 11 side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M of the member 400. The cooling pipe is provided so that So is larger than the cross-sectional area Si of the cooling medium supply side channel 410b formed by the outer surface of the light transmission tube 411 and the inner surface of the inner tube 413. In FIG. 10, the shape of the refractory layer 417 is drawn in a tapered shape in accordance with the shape of the outer tube 415, but the shape of the refractory layer 417 is not necessarily a tapered type.

このように、本実施形態に係る溶融金属用測定装置においては、外管415の形状をテーパ型にすることで、上述した第3の実施形態の場合と同様に、排出側流路410cの断面積Soを供給側流路410bの断面積Siよりも部分的に大きくすることができ、これにより、冷却媒体の排出側流路410cの熱伝達率を抑制することができる。従って、本実施形態に係る溶融金属用測定装置によれば、送光管411の冷却効率を高い状態に維持したまま、耐火物層417の冷却効率を低下させることができるので、溶鋼Mからの受熱による反射面410aにおける反射率の低下を抑制できるとともに、耐火物層417の外面(すなわち、筒状部材400の外面)への地金の成長を抑制できる。   As described above, in the molten metal measuring apparatus according to this embodiment, the outer pipe 415 is tapered so that the discharge-side flow path 410c is disconnected as in the case of the third embodiment described above. The area So can be partially made larger than the cross-sectional area Si of the supply-side flow path 410b, whereby the heat transfer rate of the discharge-side flow path 410c of the cooling medium can be suppressed. Therefore, according to the molten metal measuring apparatus according to the present embodiment, the cooling efficiency of the refractory layer 417 can be lowered while maintaining the cooling efficiency of the light transmission tube 411 in a high state. While the reflectance fall in the reflective surface 410a by heat reception can be suppressed, the growth of the metal on the outer surface of the refractory layer 417 (that is, the outer surface of the cylindrical member 400) can be suppressed.

[第5の実施形態]
次に、図11を参照しながら、本発明の第5の実施形態に係る筒状部材500の構成について詳細に説明する。なお、図11は、本実施形態に係る筒状部材500の構成を示す説明図である。
[Fifth Embodiment]
Next, the configuration of the cylindrical member 500 according to the fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In addition, FIG. 11 is explanatory drawing which shows the structure of the cylindrical member 500 which concerns on this embodiment.

図11に示すように、筒状部材500は、送光管511と、内管513と外管515とによって形成される冷却管と、耐火物層517と、を主に有する。すなわち、筒状部材500は、送光管511と、内管513と、外管515とからなる三重管構造を有している。   As shown in FIG. 11, the cylindrical member 500 mainly includes a light transmission tube 511, a cooling tube formed by an inner tube 513 and an outer tube 515, and a refractory layer 517. That is, the cylindrical member 500 has a triple tube structure including a light transmission tube 511, an inner tube 513, and an outer tube 515.

送光管511は、内面側に反射面510aを有し、溶鋼Mからの発光を伝送する。この送光管511は、溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部が、筒状部材500における溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部から距離Hだけ離隔して設けられている点は、第1の実施形態の場合と同様である。従って、反射面510aも、溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部が、筒状部材500における溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部から距離Hだけ離隔して設けられている。   The light transmission tube 511 has a reflection surface 510 a on the inner surface side, and transmits light emitted from the molten steel M. In the light transmission tube 511, the end portion on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M is a distance from the end portion on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M in the tubular member 500. The point of being separated by H is the same as in the case of the first embodiment. Therefore, the reflecting surface 510a is also located at the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M, and from the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M in the tubular member 500. They are separated by H.

本実施形態に係る冷却管は、少なくとも送光管511内面の反射面510aを冷却する冷却手段の一例であり、上述のように、内管513と外管515とによって形成される。   The cooling tube according to the present embodiment is an example of a cooling unit that cools at least the reflection surface 510a on the inner surface of the light transmission tube 511, and is formed by the inner tube 513 and the outer tube 515 as described above.

内管513は、送光管511の外側に同軸状に設けられ、外管515は、内管513の外側に同軸状に設けられる。また、内管513と外管515とは、測定光Lの伝送方向に対して溶鋼M側の端部(本実施形態では、鉛直方向下端部)において連通している。そして、内管513の測定光Lの伝送方向に対して測定器11側の端部(本実施形態では、鉛直方向上端部)から冷却媒体が供給され、外管515の測定器11側の端部から冷却媒体が排出される。このように、冷却媒体が冷却管内を流れることにより、主に、送光管511内面の反射面510aが冷却される。なお、本実施形態において使用される冷却媒体の種類や送光管511、内管513及び外管515の材質は、第1の実施形態の場合と同様である。   The inner tube 513 is coaxially provided outside the light transmission tube 511, and the outer tube 515 is coaxially provided outside the inner tube 513. In addition, the inner tube 513 and the outer tube 515 communicate with each other at the end (on the lower end in the vertical direction) on the molten steel M side with respect to the transmission direction of the measurement light L. Then, the cooling medium is supplied from the end on the measuring instrument 11 side (in this embodiment, the upper end in the vertical direction) with respect to the transmission direction of the measuring light L of the inner tube 513, and the end of the outer pipe 515 on the measuring instrument 11 side. The cooling medium is discharged from the section. As described above, the cooling medium flows in the cooling pipe, so that the reflection surface 510a on the inner surface of the light transmission pipe 511 is mainly cooled. In addition, the kind of the cooling medium used in this embodiment and the material of the light transmission tube 511, the inner tube 513, and the outer tube 515 are the same as in the case of the first embodiment.

耐火物層517は、送光管511及び冷却管(外管515)の外面の一部又は全部を被覆する。耐火物層517を構成する耐火物の種類は、第1の実施形態の場合と同様である。   The refractory layer 517 covers part or all of the outer surfaces of the light transmission tube 511 and the cooling tube (outer tube 515). The kind of the refractory constituting the refractory layer 517 is the same as in the case of the first embodiment.

本実施形態においては、耐火物層517の所望の内面温度及び外面温度に応じて、耐火物の物性が適正化される。より具体的には、例えば、耐火物層517の所望の内面温度及び外面温度に応じて、耐火物層517の熱伝導率λ、耐火物層517の外径r1及び内径r2が決定される。   In the present embodiment, the physical properties of the refractory are optimized according to the desired inner surface temperature and outer surface temperature of the refractory layer 517. More specifically, for example, the thermal conductivity λ of the refractory layer 517 and the outer diameter r1 and inner diameter r2 of the refractory layer 517 are determined according to the desired inner surface temperature and outer surface temperature of the refractory layer 517.

ここで、耐火物層517の所望の内面温度としては、例えば、耐火物層517の内部の送光管511、内管513及び外管515の材質(例えば、SUS)を熱による劣化から保護する(特に、送光管511内面側の反射面510aの鏡面状態を維持できる)温度などが挙げられる。また、耐火物層517の所望の外面温度としては、例えば、耐火物層517の外面における地金の成長を抑制できる程度の温度などが挙げられる。   Here, as a desired inner surface temperature of the refractory layer 517, for example, the material (for example, SUS) of the light transmission tube 511, the inner tube 513, and the outer tube 515 inside the refractory layer 517 is protected from deterioration due to heat. (In particular, the mirror surface state of the reflecting surface 510a on the inner surface side of the light transmission tube 511 can be maintained). Further, examples of the desired outer surface temperature of the refractory layer 517 include a temperature that can suppress the growth of metal on the outer surface of the refractory layer 517.

また、耐火物層517の熱伝導率λの調整は、耐火物層517における気孔率を制御することにより行うことができる。このように、気孔率を制御する方法としては、例えば、以下の2通りの方法がある。   Further, the thermal conductivity λ of the refractory layer 517 can be adjusted by controlling the porosity in the refractory layer 517. Thus, as a method for controlling the porosity, for example, there are the following two methods.

第1に、セラミックス粉末と水とを混合して調製したセラミックススラリーに起泡剤を加えて攪拌することにより、スラリー中に気泡を形成させて、耐火物層517の熱伝導率を低下させる方法である。この場合の起泡剤は、気泡を作ることができるものであれば特に限定されず、起泡剤、界面活性剤などが含まれる。より具体的には、本実施形態で使用する起泡剤としては、タンパク質系起泡剤、卵白、アルキルベンゼンスルホン酸塩や高級アルキルアミノ酸等の界面活性剤などが例示できる。この第1の例の場合、起泡剤の添加量を多くしたり、気泡を多く作ることができる起泡剤を選択したりすることにより、耐火物層517の熱伝導率を低下させることができる。   First, a method of reducing the thermal conductivity of the refractory layer 517 by adding bubbles to a ceramic slurry prepared by mixing ceramic powder and water and stirring to form bubbles in the slurry. It is. The foaming agent in this case is not particularly limited as long as it can form bubbles, and includes a foaming agent and a surfactant. More specifically, examples of the foaming agent used in this embodiment include protein foaming agents, egg whites, surfactants such as alkylbenzene sulfonates and higher alkyl amino acids, and the like. In the case of this first example, the thermal conductivity of the refractory layer 517 can be reduced by increasing the amount of foaming agent added or by selecting a foaming agent that can produce a large amount of bubbles. it can.

第2に、上記セラミックススラリーに粒状の有機系物質を混入することにより、焼成時に上記有機系物質が分解されることを利用して、気泡を形成させて、耐火物層517の熱伝導率を低下させる方法である。この場合の粒状の有機系物質としては、発泡スチロールやプラスチック製ビーズなどが例示できる。この第2の例の場合、有機系物質の添加量を多くすることにより、耐火物層517の熱伝導率を低下させることができる。   Second, by mixing a particulate organic material into the ceramic slurry, the organic material is decomposed during firing to form bubbles, thereby increasing the thermal conductivity of the refractory layer 517. It is a method of reducing. Examples of the granular organic material in this case include expanded polystyrene and plastic beads. In the case of the second example, the thermal conductivity of the refractory layer 517 can be reduced by increasing the amount of the organic substance added.

このようにして調整した耐火物層の熱伝導率λは、例えば、熱電対により耐火物の表面温度を測定し、熱流束計により熱通過量を測定することで、求めることができる。具体的に、本実施形態では、耐火物層の熱伝導率λは、耐火物層の内径をr1、外径をr2、長さlの領域について、内側の温度がT1、外側の温度がT2であったとき、測定される熱通過量がQであったとすると、下記式で表される。
λ=Q・ln(r2/r1)/(2πl・(T1−T2))
The thermal conductivity λ of the refractory layer thus adjusted can be obtained, for example, by measuring the surface temperature of the refractory with a thermocouple and measuring the amount of heat passing with a heat flux meter. Specifically, in this embodiment, the heat conductivity λ of the refractory layer is such that the inner temperature is T1 and the outer temperature is T2 in the region of the refractory layer having an inner diameter r1, an outer diameter r2, and a length l. If the measured heat passage amount is Q, the following formula is used.
λ = Q · ln (r2 / r1) / (2πl · (T1-T2))

また、本実施形態における気孔率は、耐火物施工部分の外形容積に対する、気孔(開放気孔および密閉気孔)容積の割合を意味する。気孔率Pは、JIS R2205(「耐火れんがの見掛気孔率・吸水率・比重の測定方法」)に基づき、真比重Dtおよびかさ比重Dbを測定し、下記式により求めることができる。
P=1−Db/Dt
Moreover, the porosity in this embodiment means the ratio of the pores (open pores and closed pores) volume to the external volume of the refractory construction part. The porosity P can be obtained from the following formula by measuring the true specific gravity Dt and the bulk specific gravity Db based on JIS R2205 (“Measurement Method of Apparent Porosity, Water Absorption, and Specific Gravity of Refractory Bricks”).
P = 1−Db / Dt

このように、本実施形態に係る溶融金属用測定装置においては、耐火物層517の物性や耐火物層517の形状や大きさを最適化することにより、送光管511、内管513及び外管515の温度上昇を抑制することができる。従って、本実施形態に係る溶融金属用測定装置によれば、送光管511の冷却効率の低下を防止するとともに、耐火物層517の冷却効率を低い状態で維持できるので、溶鋼Mからの受熱による反射面510aにおける反射率の低下を抑制できるとともに、耐火物層517の外面(すなわち、筒状部材500の外面)への地金の成長を抑制できる。   As described above, in the molten metal measuring apparatus according to this embodiment, by optimizing the physical properties of the refractory layer 517 and the shape and size of the refractory layer 517, the light transmission tube 511, the inner tube 513, and the outer The temperature rise of the tube 515 can be suppressed. Therefore, according to the measuring apparatus for molten metal according to the present embodiment, the cooling efficiency of the light transmission tube 511 can be prevented from being lowered, and the cooling efficiency of the refractory layer 517 can be maintained in a low state. As a result, it is possible to suppress a decrease in the reflectance on the reflection surface 510a due to the above, and to suppress the growth of the metal on the outer surface of the refractory layer 517 (that is, the outer surface of the cylindrical member 500).

ここで、図12を参照しながら、耐火物層517の物性や耐火物層517の形状や大きさを最適化することによる反射率低下抑制効果及び地金成長抑制効果について説明する。なお、図12は、耐火物層517における熱伝達率の指標として用いたλ/ln(r1/r2)(W/m・k)と、耐火物層517の内面温度(℃)との関係の一例を示すグラフである。なお、耐火物層517における熱伝達率の指標としてλ/ln(r1/r2)を用いたのは、以下の理由による。すなわち、耐火物層517の内面の温度をT2、外面の温度をT1、耐火物層517中の熱通過量をQとすると、長さlの領域について、下記式(1)の関係が成り立つ。この式(1)によれば、λ/ln(r1/r2)によって耐火物層517の内面の温度T2が決まるため、λ/ln(r1/r2)を耐火物層517における熱伝達率の指標とした。
T2=T1−Q/(2πl・λ/ln(r1/r2)) ・・・(1)
Here, with reference to FIG. 12, the effect of suppressing the decrease in reflectance and the effect of suppressing the growth of bullion by optimizing the physical properties of the refractory layer 517 and the shape and size of the refractory layer 517 will be described. FIG. 12 shows the relationship between λ / ln (r1 / r2) (W / m · k) used as an index of the heat transfer coefficient in the refractory layer 517 and the inner surface temperature (° C.) of the refractory layer 517. It is a graph which shows an example. The reason why λ / ln (r1 / r2) is used as an index of the heat transfer coefficient in the refractory layer 517 is as follows. That is, if the temperature of the inner surface of the refractory layer 517 is T2, the temperature of the outer surface is T1, and the amount of heat passing through the refractory layer 517 is Q, the relationship of the following formula (1) is established for the region of length l. According to this equation (1), since the temperature T2 of the inner surface of the refractory layer 517 is determined by λ / ln (r1 / r2), λ / ln (r1 / r2) is an index of the heat transfer coefficient in the refractory layer 517. It was.
T2 = T1-Q / (2πl · λ / ln (r1 / r2)) (1)

図12には、内管513の外径を20mmとし、外管515の内径を24mm、外径を28mm(一定)とし、外管515の内面温度を25℃とし、耐火物層517の外面温度を1600℃とし、耐火物層517の熱伝導率λ及び耐火物層517の内径r2を変化させた場合の例を示している。   In FIG. 12, the outer diameter of the inner tube 513 is 20 mm, the inner diameter of the outer tube 515 is 24 mm, the outer diameter is 28 mm (constant), the inner surface temperature of the outer tube 515 is 25 ° C., and the outer surface temperature of the refractory layer 517 Is 1600 ° C., and the heat conductivity λ of the refractory layer 517 and the inner diameter r2 of the refractory layer 517 are changed.

図12に示すように、耐火物層517の熱伝達率λ/ln(r1/r2)が高くなると、耐火物層517の内面温度も高くなった。このことから、耐火物層517の内面温度を低くして、送光管511及び冷却管の温度を低くしたい場合には、耐火物層517の熱伝達率を低くする(例えば、耐火物層517の気孔率を大きくして熱伝導率λを小さくする)ことが必要であることがわかる。この場合、送光管511の冷却効率の低下を防止するとともに、耐火物層517の冷却効率を低い状態で維持できる。   As shown in FIG. 12, when the heat transfer coefficient λ / ln (r1 / r2) of the refractory layer 517 increases, the inner surface temperature of the refractory layer 517 also increases. Therefore, when it is desired to lower the temperature of the inner surface of the refractory layer 517 and lower the temperature of the light transmission tube 511 and the cooling tube, the heat transfer coefficient of the refractory layer 517 is lowered (for example, the refractory layer 517 It is understood that it is necessary to reduce the thermal conductivity λ by increasing the porosity. In this case, the cooling efficiency of the light transmission tube 511 can be prevented from being lowered, and the cooling efficiency of the refractory layer 517 can be maintained in a low state.

[第6の実施形態]
次に、図13を参照しながら、本発明の第6の実施形態に係る筒状部材600の構成について詳細に説明する。なお、図13は、本実施形態に係る筒状部材600の構成を示す説明図である。
[Sixth Embodiment]
Next, the configuration of the cylindrical member 600 according to the sixth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In addition, FIG. 13 is explanatory drawing which shows the structure of the cylindrical member 600 which concerns on this embodiment.

図13に示すように、筒状部材600は、送光管611と、内管613と外管615とによって形成される冷却管と、耐火物層617と、を主に有する。すなわち、筒状部材600は、送光管611と、内管613と、外管615とからなる三重管構造を有している。   As shown in FIG. 13, the cylindrical member 600 mainly includes a light transmission tube 611, a cooling tube formed by an inner tube 613 and an outer tube 615, and a refractory layer 617. That is, the cylindrical member 600 has a triple tube structure including a light transmission tube 611, an inner tube 613, and an outer tube 615.

送光管611は、内面側に反射面610aを有し、溶鋼Mからの発光を伝送する。この送光管611は、溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部が、筒状部材600における溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部から距離Hだけ離隔して設けられている点は、第1の実施形態の場合と同様である。従って、反射面610aも、溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部が、筒状部材600における溶鋼Mからの発光の伝送方向に対して溶鋼M側の端部から距離Hだけ離隔して設けられている。   The light transmission tube 611 has a reflection surface 610a on the inner surface side, and transmits light emitted from the molten steel M. In the light transmission tube 611, the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M is distanced from the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M in the tubular member 600. The point of being separated by H is the same as in the case of the first embodiment. Therefore, the reflecting surface 610a also has an end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M, and a distance from the end on the molten steel M side with respect to the transmission direction of light emission from the molten steel M in the tubular member 600. They are separated by H.

本実施形態に係る冷却管は、少なくとも送光管611内面の反射面610aを冷却する冷却手段の一例であり、上述のように、内管613と外管615とによって形成される。   The cooling tube according to the present embodiment is an example of a cooling unit that cools at least the reflection surface 610a on the inner surface of the light transmission tube 611, and is formed by the inner tube 613 and the outer tube 615 as described above.

内管613は、送光管611の外側に同軸状に設けられ、外管615は、内管613の外側に同軸状に設けられる。また、内管613と外管615とは、測定光Lの伝送方向に対して溶鋼M側の端部(本実施形態では、鉛直方向下端部)において連通している。そして、内管613の測定光Lの伝送方向に対して測定器11側の端部(本実施形態では、鉛直方向上端部)から冷却媒体が供給され、外管615の測定器11側の端部から冷却媒体が排出される。このように、冷却媒体が冷却管内を流れることにより、主に、送光管611内面の反射面610aが冷却される。なお、本実施形態において使用される冷却媒体の種類や送光管611、内管613及び外管615の材質は、第1の実施形態の場合と同様である。   The inner tube 613 is coaxially provided outside the light transmission tube 611, and the outer tube 615 is coaxially provided outside the inner tube 613. In addition, the inner tube 613 and the outer tube 615 communicate with each other at the end portion on the molten steel M side in the transmission direction of the measurement light L (in this embodiment, the lower end portion in the vertical direction). Then, the cooling medium is supplied from the end on the measuring instrument 11 side (in this embodiment, the upper end in the vertical direction) with respect to the transmission direction of the measuring light L of the inner pipe 613, and the end of the outer pipe 615 on the measuring instrument 11 side. The cooling medium is discharged from the section. As described above, the cooling medium flows in the cooling pipe, so that the reflection surface 610a on the inner surface of the light transmission pipe 611 is mainly cooled. In addition, the kind of the cooling medium used in this embodiment and the material of the light transmission tube 611, the inner tube 613, and the outer tube 615 are the same as in the case of the first embodiment.

耐火物層617は、送光管611及び冷却管(外管615)の外面の一部又は全部を被覆する。耐火物層617を構成する耐火物の種類は、第1の実施形態の場合と同様である。   The refractory layer 617 covers part or all of the outer surfaces of the light transmission tube 611 and the cooling tube (outer tube 615). The kind of the refractory constituting the refractory layer 617 is the same as in the first embodiment.

本実施形態においては、耐火物層617は、その内部に空隙を有する。図13に示した例では、耐火物層617は、上記空隙としてスリット618を有している。このようなスリット618は、例えば、次のようにして形成することができる。すなわち、線状またはネット状の有機系物質を外管615の周囲に巻き付けた上に耐火物層617を施工することで、耐火物層617の焼成時に上記有機系物質が分解されるため、有機系物質が巻き付けられていた部分にスリット618を形成することができる。この場合の有機系物質としては、プラスチックや紙などが例示できる。   In the present embodiment, the refractory layer 617 has a void inside. In the example shown in FIG. 13, the refractory layer 617 has a slit 618 as the gap. Such a slit 618 can be formed as follows, for example. That is, the organic material is decomposed when the refractory layer 617 is fired by applying the refractory layer 617 after winding a linear or net-like organic material around the outer tube 615. A slit 618 can be formed in a portion where the system material is wound. Examples of the organic material in this case include plastic and paper.

また、本実施形態の変形例として、筒状部材600のうち溶鋼Mに浸漬される部分において、外管615の周囲にセラミックフェルトを巻き付けてからキャスタブルなどによる耐火物層を形成することにより、セラミックフェルトには空隙部が含まれることを利用して、耐火物層617の内部に空隙を形成することができる。   Further, as a modification of the present embodiment, the ceramic member is formed by forming a refractory layer such as castable after winding a ceramic felt around the outer tube 615 in a portion immersed in the molten steel M of the cylindrical member 600. By utilizing the fact that the felt includes a void, a void can be formed inside the refractory layer 617.

このように、本実施形態に係る溶融金属用測定装置においては、耐火物層617の内部にスリット618等の空隙を設けることにより、上記第5の実施形態において耐火物層517の気孔率を高めた場合と同様の理由で、耐火物層617の熱伝達率を低下させることができる。また、上記変形例の場合には、外管615の周囲に巻き付けるセラミックフェルトの量を多くしたりすることにより、耐火物層617の熱伝導率を低下させることができる。従って、本実施形態に係る溶融金属用測定装置によれば、送光管611の冷却効率の低下を防止するとともに、耐火物層617の冷却効率を低い状態で維持できるので、溶鋼Mからの受熱による反射面610aにおける反射率の低下を抑制できるとともに、耐火物層617の外面(すなわち、筒状部材600の外面)への地金の成長を抑制できる。   As described above, in the molten metal measuring apparatus according to this embodiment, the porosity of the refractory layer 517 is increased in the fifth embodiment by providing a gap such as the slit 618 inside the refractory layer 617. The heat transfer coefficient of the refractory layer 617 can be reduced for the same reason as described above. In the case of the above modification, the thermal conductivity of the refractory layer 617 can be lowered by increasing the amount of ceramic felt wound around the outer tube 615. Therefore, according to the molten metal measuring apparatus according to the present embodiment, the cooling efficiency of the light transmission tube 611 can be prevented from being lowered, and the cooling efficiency of the refractory layer 617 can be maintained in a low state. As a result, it is possible to suppress a decrease in reflectance on the reflection surface 610a due to the above, and it is possible to suppress the growth of metal on the outer surface of the refractory layer 617 (that is, the outer surface of the cylindrical member 600).

ここで、図14を参照しながら、耐火物層617の内部に空隙を設けることによる反射率低下抑制効果及び地金成長抑制効果について説明する。なお、図14は、耐火物層617の空隙率φと、耐火物層617に空隙を設けた場合の熱伝達率Kφと、空隙を設けなかった場合の熱伝達率K0との熱伝達率比Kφ/K0との関係の一例を示すグラフである。   Here, with reference to FIG. 14, a description will be given of the effect of suppressing the decrease in reflectance and the effect of suppressing the growth of bullion by providing a void inside the refractory layer 617. 14 shows the heat transfer coefficient ratio between the porosity Φ of the refractory layer 617, the heat transfer coefficient Kφ when the refractory layer 617 is provided with a gap, and the heat transfer coefficient K0 when no vacant is provided. It is a graph which shows an example of a relationship with Kphi / K0.

図14には、耐火物層617の内径r2=28mm、外径r1=128mmとし、径が28mm〜78mmとなる耐火物層617中の領域に空隙率φとなる空隙が有るとした場合の熱伝達率Kφと、φ=0のときの熱伝達率K0とを比較した場合の例を示している。なお、空隙の有る領域では熱伝達率が(1−φ)倍となるものとして計算した。なお、本実施形態における空隙率φとは、耐火物層617中で、径がr1〜r2となる領域に空隙を設けたとしたとき、この領域の外形容積に対する空隙部の容積の割合を意味する。この空隙率φは、空隙を設けた領域の外形容積をV、空隙部分の容積をVsとすると、下記式により求めることができる。
φ=Vs/V
FIG. 14 shows the heat when the refractory layer 617 has an inner diameter r2 = 28 mm and an outer diameter r1 = 128 mm, and there is a void having a porosity φ in a region in the refractory layer 617 having a diameter of 28 mm to 78 mm. An example in which the transfer rate Kφ is compared with the heat transfer rate K0 when φ = 0 is shown. The calculation was performed assuming that the heat transfer coefficient is (1−φ) times in a region having voids. Note that the porosity φ in the present embodiment means the ratio of the volume of the void portion to the external volume of this region when the void is provided in the region where the diameter is r1 to r2 in the refractory layer 617. . This void ratio φ can be obtained by the following equation, where V is the outer volume of the region where the void is provided, and Vs is the volume of the void portion.
φ = Vs / V

図14に示すように、空隙率φが高くなると、熱伝達率比Kφ/K0が減少した。このことから、耐火物層617の空隙率φを高くすると、空隙を設けたことによる熱伝達率の低下効果が大きくなることがわかる。   As shown in FIG. 14, as the porosity φ increased, the heat transfer coefficient ratio Kφ / K0 decreased. From this, it can be seen that when the porosity φ of the refractory layer 617 is increased, the effect of lowering the heat transfer coefficient due to the provision of the voids is increased.

なお、以上説明した本発明の第2〜第6の実施形態に係る溶融金属用測定装置の構成のうち、少なくともいずれか1種を採用することにより、溶融金属からの受熱による反射面における反射率の低下を抑制できるとともに、筒状部材外面への地金の成長を抑制できる、という効果を得ることはできる。しかし、以上説明した本発明の第2〜第6の実施形態に係る溶融金属用測定装置の構成のうちのいずれか2種以上を組み合わせることにより、上記効果をより高めることが可能となる。特に、上述した第2の実施形態と第3の実施液体と第5の実施形態を組み合わせた溶融金属用測定装置は、上記溶融金属からの受熱による反射面における反射率の低下を抑制できるとともに、筒状部材外面への地金の成長を抑制できる、という効果が最も優れている。   In addition, the reflectance in the reflective surface by the heat reception from a molten metal is employ | adopted by employ | adopting at least any 1 type among the structures of the measuring apparatus for molten metals which concerns on the 2nd-6th embodiment of this invention demonstrated above. In addition, it is possible to obtain the effect that the lowering of the metal can be suppressed and the growth of the metal on the outer surface of the cylindrical member can be suppressed. However, the above-described effect can be further enhanced by combining any two or more of the configurations of the molten metal measuring apparatus according to the second to sixth embodiments of the present invention described above. In particular, the molten metal measuring device that combines the second embodiment, the third embodiment liquid, and the fifth embodiment described above can suppress a decrease in reflectance on the reflecting surface due to heat reception from the molten metal, and The effect that the growth of the metal on the outer surface of the cylindrical member can be suppressed is most excellent.

次に、実施例及び比較例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。   Next, the present invention will be described more specifically using examples and comparative examples.

(実施例1)
本実施例は、溶融金属の測定例として溶鋼中の炭素濃度の分析を行った例である。具体的には、上述した本発明による筒状部材を使用して、誘導溶解炉で溶融させた溶鋼中の炭素濃度をレーザ誘起蛍光分析法により分析した。
Example 1
This example is an example of analyzing the carbon concentration in molten steel as a measurement example of molten metal. Specifically, the carbon concentration in the molten steel melted in the induction melting furnace was analyzed by laser-induced fluorescence analysis using the tubular member according to the present invention described above.

本実施例では、レーザ誘起蛍光分析法に用いるアブレーションレーザとして、QスイッチパルスNd:YAGレーザを、選択励起レーザとして、チタンサファイアレーザを用いた。選択励起レーザの波長は247.85nmとし、波長193.09nmのレーザ誘起蛍光光量を光量検出器で測定した。光量検出器としては、光電子増倍管を用いた。また、溶鋼表面で発生したレーザ誘起蛍光は、筒状部材の上方に設けたミラーにより反射させ、光量検出器に導入した。   In this example, a Q switch pulse Nd: YAG laser was used as an ablation laser used for laser-induced fluorescence analysis, and a titanium sapphire laser was used as a selective excitation laser. The wavelength of the selective excitation laser was 247.85 nm, and the amount of laser-induced fluorescence having a wavelength of 193.09 nm was measured with a light amount detector. A photomultiplier tube was used as the light amount detector. Further, laser-induced fluorescence generated on the surface of the molten steel was reflected by a mirror provided above the cylindrical member and introduced into the light amount detector.

ここで、実施例1において使用した筒状部材1100を図15に示す。筒状部材1100は、ステンレススチール(SUS316)製管で形成された送光管1111、内管1113及び外管1115と、耐火物層1117とから構成される。送光管1111は、外径が13.8mm、厚みが1.65mmであり、内面側に、電解研磨仕上げにより反射面を形成した。また、内管1113として、外径42.7mmで、厚み1.65mmのステンレススチール製管を、外管1115として、外径76.3mmで、厚み3.0mmのステンレススチール製管をそれぞれ使用した。耐火物層1117として、マグネシアスピネル系キャスタブル材を使用し、耐火物層1117を成形する際に、発泡剤としてタンパク質系発泡剤を使用した。なお、耐火物層1117の厚みは150mm、気孔率は70%であった。また、耐火物層1117の下端から送光管1111の下端までの距離を50.0mmとした。このとき、冷却ガスの供給側流路1110bの断面積Siと排出側流路1110cの断面積Soとの比So/Siは、2.3となる。また、耐火物層1117の熱伝達率の指標λ/ln(r1/r2)は0.3となる。また、本実施例で耐火物として使用したマグネシアスピネル系キャスタブル材の熱伝導率は、MgO84%、気孔率17.5%、1000℃で2.4W/m・K(AGCセラミックスHP)であった。   Here, the cylindrical member 1100 used in Example 1 is shown in FIG. The cylindrical member 1100 includes a light transmission tube 1111, an inner tube 1113, an outer tube 1115, and a refractory layer 1117 formed of a stainless steel (SUS316) tube. The light transmission tube 1111 had an outer diameter of 13.8 mm and a thickness of 1.65 mm, and a reflection surface was formed on the inner surface side by electrolytic polishing. Further, as the inner tube 1113, a stainless steel tube having an outer diameter of 42.7 mm and a thickness of 1.65 mm was used, and as the outer tube 1115, a stainless steel tube having an outer diameter of 76.3 mm and a thickness of 3.0 mm was used. . A magnesia spinel castable material was used as the refractory layer 1117, and a protein foaming agent was used as a foaming agent when the refractory layer 1117 was formed. The refractory layer 1117 had a thickness of 150 mm and a porosity of 70%. Further, the distance from the lower end of the refractory layer 1117 to the lower end of the light transmission tube 1111 was set to 50.0 mm. At this time, the ratio So / Si of the cross-sectional area Si of the cooling gas supply-side flow path 1110b and the cross-sectional area So of the discharge-side flow path 1110c is 2.3. Further, the index λ / ln (r1 / r2) of the heat transfer coefficient of the refractory layer 1117 is 0.3. Further, the thermal conductivity of the magnesia spinel castable material used as the refractory in this example was 84% MgO, 17.5% porosity, and 2.4 W / m · K (AGC ceramics HP) at 1000 ° C. .

分析条件としては、溶鋼が筒状部材1100の開口部から流入しないように、送光管1111の内部にアルゴンガスを2.0NL/minで導入しながら、測定用の筒状部材1100の先端から深さ50mmまで浸漬した。このとき、筒状部材1100の先端は、溶鋼表面のスラグの下方に位置していた。また、冷却ガスとして空気を7.5Nm/minで導入した。なお、溶鋼温度は1650℃であった。 As analysis conditions, while introducing argon gas into the light transmission tube 1111 at 2.0 NL / min so that molten steel does not flow from the opening of the tubular member 1100, the tip of the tubular member 1100 for measurement is used. Immersion to a depth of 50 mm. At this time, the tip of the cylindrical member 1100 was located below the slag on the surface of the molten steel. In addition, air was introduced as a cooling gas at 7.5 Nm 3 / min. The molten steel temperature was 1650 ° C.

このような条件で溶鋼中の炭素濃度の分析を行った結果を図17に示す。図17の縦軸は、レーザ誘起蛍光発光光量(mV)を示し、横軸は炭素濃度(ppm)を示している。また、本実施例による分析結果を「◆」で示した。溶鋼中の炭素濃度は、燃焼赤外線吸収法により測定した。   FIG. 17 shows the results of analyzing the carbon concentration in the molten steel under such conditions. The vertical axis in FIG. 17 indicates the laser-induced fluorescence light amount (mV), and the horizontal axis indicates the carbon concentration (ppm). In addition, the analysis result according to this example is indicated by “♦”. The carbon concentration in the molten steel was measured by a combustion infrared absorption method.

図17に示すように、レーザ誘起蛍光光量(mV)と炭素濃度(ppm)とは、ほぼ直線状の相関を示し、本実施例の筒状部材1100を用いることで、レーザ誘起蛍光分析法による炭素濃度の精度が高い分析が可能であることが確認された。   As shown in FIG. 17, the laser-induced fluorescence light quantity (mV) and the carbon concentration (ppm) show a substantially linear correlation. By using the cylindrical member 1100 of this example, the laser-induced fluorescence analysis method is used. It was confirmed that analysis with high accuracy of carbon concentration is possible.

なお、炭素濃度の分析中における冷却ガスの排出側温度は520℃程度であり、筒状部材1100に変形は見られず、問題なく分析に使用できた。また、分析終了後、筒状部材1100の外表面に地金の付着は見られなかった。   The temperature on the discharge side of the cooling gas during the analysis of the carbon concentration was about 520 ° C., and the cylindrical member 1100 was not deformed and could be used for the analysis without any problem. In addition, after the analysis was completed, no metal was attached to the outer surface of the cylindrical member 1100.

(実施例2)
本実施例においても、実施例1と同様に、溶融金属の測定例として溶鋼中の炭素濃度の分析を行った。
(Example 2)
Also in the present example, as in Example 1, the carbon concentration in the molten steel was analyzed as a measurement example of the molten metal.

本実施例において使用した筒状部材1200を図16に示す。筒状部材1200は、ステンレススチール(SUS304)製管で形成された送光管1211、内管1213及び外管1215と、耐火物層1217とから構成される。送光管1211は、外径が13.8mm、厚みが1.65mmであり、内面側に電解研磨仕上げにより反射面を形成し、外面に冷却フィンとして高さ15.0mm、厚み1.0mmのステンレススチール製の板を12枚取り付けた。また、外管1215の外周に線径2.0mmのポリプロピレン製線を3.0mmピッチで巻きつけた上で、耐火物層1217を施工した。その他の設計条件は、実施例1と同様である。このとき、冷却フィンによる表面積増加率Sfin/Siniは8.2であり、冷却ガスの供給側流路1210bの断面積Siと排出側流路1210cの断面積Soとの比So/Siは2.3となる。また、耐火物層1217の熱伝達率の指標λ/ln(r1/r2)は0.25となる。   A cylindrical member 1200 used in this example is shown in FIG. The cylindrical member 1200 includes a light transmission tube 1211, an inner tube 1213, an outer tube 1215, and a refractory layer 1217 formed of a stainless steel (SUS304) tube. The light-transmitting tube 1211 has an outer diameter of 13.8 mm and a thickness of 1.65 mm, a reflective surface is formed by electrolytic polishing finishing on the inner surface side, and has a height of 15.0 mm and a thickness of 1.0 mm as cooling fins on the outer surface. Twelve stainless steel plates were attached. In addition, a refractory layer 1217 was constructed after winding a polypropylene wire having a wire diameter of 2.0 mm around the outer tube 1215 at a pitch of 3.0 mm. Other design conditions are the same as those in the first embodiment. At this time, the surface area increase rate Sfin / Sini due to the cooling fin is 8.2, and the ratio So / Si of the cross-sectional area Si of the cooling gas supply-side flow path 1210b to the cross-sectional area So of the discharge-side flow path 1210c is 2. 3 Further, the index λ / ln (r1 / r2) of the heat transfer coefficient of the refractory layer 1217 is 0.25.

溶鋼が筒状部材1200の開口部から流入しないように、送光管1211の内部にアルゴンガスを2.0NL/minで導入しながら、測定用の筒状部材1200の先端から深さ50mmまで浸漬した。このとき、筒状部材1200の先端は、溶鋼表面のスラグの下方に位置していた。また、冷却ガスとして空気を7.5Nm/minで導入した。なお、溶鋼温度は1650℃であった。 In order to prevent molten steel from flowing from the opening of the cylindrical member 1200, the argon gas is introduced into the inside of the light transmission tube 1211 at a rate of 2.0 NL / min, and the measurement is immersed from the tip of the cylindrical member 1200 to a depth of 50 mm. did. At this time, the tip of the cylindrical member 1200 was positioned below the slag on the surface of the molten steel. In addition, air was introduced as a cooling gas at 7.5 Nm 3 / min. The molten steel temperature was 1650 ° C.

このような条件でレーザ誘起蛍光分析法による溶鋼中の炭素濃度の分析を行った結果、レーザ誘起蛍光光量(mV)と炭素濃度(ppm)とは、実施例1と同様に、ほぼ直線状の相関を示し、本実施例の筒状部材1200を用いることで、レーザ誘起蛍光分析法による炭素濃度の精度が高い分析が可能であることが確認された。   As a result of analyzing the carbon concentration in the molten steel by the laser-induced fluorescence analysis under such conditions, the laser-induced fluorescence light amount (mV) and the carbon concentration (ppm) are almost linear as in Example 1. By showing the correlation and using the cylindrical member 1200 of this example, it was confirmed that the analysis with high accuracy of the carbon concentration by the laser induced fluorescence analysis method was possible.

なお、炭素濃度の分析中における冷却ガスの排出側温度は270℃程度であり、筒状部材1200に変形は見られず、問題なく分析に使用できた。また、分析終了後、筒状部材1200の外表面に地金の付着は見られなかった。   It should be noted that the temperature on the cooling gas discharge side during the analysis of the carbon concentration was about 270 ° C., and the cylindrical member 1200 was not deformed and could be used for the analysis without any problems. Further, after the analysis was completed, no adhesion of metal to the outer surface of the cylindrical member 1200 was observed.

参考までに、ステンレス鋼の高温強度としては、SUS304、SUS316ともに常温で引張強さ60kg/mm程度であり、引張強さが常温の75%となる温度まで使用可能とすると、SUS304で490℃、SUS316で600℃程度である。 For reference, as the high temperature strength of stainless steel, both SUS304 and SUS316 have a tensile strength of about 60 kg / mm 2 at room temperature. SUS316 is about 600 ° C.

(比較例1)
比較例1として、実施例1で送光管を酸洗仕上げのステンレススチール製管で作成した。その他の設計条件、分析条件については実施例1と同様である。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, the light transmission tube in Example 1 was made of a pickled finish stainless steel tube. Other design conditions and analysis conditions are the same as in the first embodiment.

このような条件で溶鋼中の炭素濃度の分析を行った結果を図17に示す。本比較例による分析結果を「△」で示した。   FIG. 17 shows the results of analyzing the carbon concentration in the molten steel under such conditions. The result of analysis according to this comparative example is indicated by “Δ”.

図17に示すように、本比較例の筒状部材を使用した場合には、実施例1の筒状部材を使用した場合と比べて、検出されるレーザ誘起蛍光光量が少なく、炭素濃度との相関が見られなかった。よって、本比較例における筒状部材を使用した場合には、溶鋼中の炭素濃度の分析の精度が低く、溶鋼中の炭素の濃度の分析には使用できないことがわかった。   As shown in FIG. 17, when the cylindrical member of this comparative example is used, the amount of laser-induced fluorescence detected is small compared with the case of using the cylindrical member of Example 1, and the carbon concentration There was no correlation. Therefore, when the cylindrical member in this comparative example was used, it turned out that the precision of the analysis of the carbon concentration in molten steel is low, and cannot be used for the analysis of the carbon concentration in molten steel.

(実施例3)
本実施例は、溶融金属の測定例として溶鋼温度の測定を行った例である。具体的には、上述した本発明による筒状部材を使用して、誘導溶解炉で溶融させた溶鋼の温度を、放射測温により測定した。
(Example 3)
In this example, molten steel temperature was measured as an example of measuring molten metal. Specifically, the temperature of the molten steel melted in the induction melting furnace was measured by radiation temperature measurement using the tubular member according to the present invention described above.

本実施例では、放射測温に用いる測定器として、放射温度計を使用した。溶鋼表面からの輻射光は、筒状部材上端に設けたミラーにより反射し、放射温度計に導入した。ここで、実施例3において使用した筒状部材は、実施例1と同様である。   In this example, a radiation thermometer was used as a measuring instrument used for radiation temperature measurement. Radiant light from the molten steel surface was reflected by a mirror provided at the upper end of the cylindrical member and introduced into a radiation thermometer. Here, the cylindrical member used in Example 3 is the same as that of Example 1.

分析条件としては、溶鋼が筒状部材1100の開口部から流入しないように、送光管1111の内部にアルゴンガスを2.0NL/minで導入しながら、測定用の筒状部材1100の先端から深さ50mmまで浸漬した。このとき、筒状部材1100の先端は、溶鋼表面のスラグの下方に位置していた。また、冷却ガスとして空気を7.5Nm/minで導入した。このような条件で溶鋼の測温を行った結果を図18に示す。 As analysis conditions, while introducing argon gas into the light transmission tube 1111 at 2.0 NL / min so that molten steel does not flow from the opening of the tubular member 1100, the tip of the tubular member 1100 for measurement is used. Immersion to a depth of 50 mm. At this time, the tip of the cylindrical member 1100 was located below the slag on the surface of the molten steel. In addition, air was introduced as a cooling gas at 7.5 Nm 3 / min. The result of measuring the temperature of the molten steel under such conditions is shown in FIG.

図18に示すように、測定された輻射光光量と、従来法である消耗型浸漬熱電対による測定温度とは良い相関を示し、本実施例による筒状部材を用いることで、放射測温による連続的かつ精度の良い温度測定が可能であることが確認された。   As shown in FIG. 18, the measured amount of radiant light and the measurement temperature by the consumable immersion thermocouple, which is a conventional method, show a good correlation. By using the cylindrical member according to the present embodiment, the radiation temperature measurement It was confirmed that continuous and accurate temperature measurement is possible.

なお、溶鋼温度の測定中における冷却ガスの排出側温度は520℃程度であり、筒状部材1100に変形は見られず、問題なく分析に使用できた。また、分析終了後、筒状部材1100の外表面に地金の付着は見られなかった。   In addition, the discharge side temperature of the cooling gas during measurement of the molten steel temperature was about 520 ° C., and the cylindrical member 1100 was not deformed and could be used for analysis without any problem. In addition, after the analysis was completed, no metal was attached to the outer surface of the cylindrical member 1100.

(実施例4)
本実施例においても、実施例3と同様に、溶融金属の測定例として溶鋼温度の測定を行った。
Example 4
In this example, as in Example 3, the molten steel temperature was measured as an example of measuring molten metal.

本実施例においては、放射測温に用いる測定器および輻射光の導入法は、実施例3と同様であり、使用した筒状部材は、実施例2と同様である。   In the present embodiment, the measuring instrument used for radiation temperature measurement and the method of introducing the radiation light are the same as in the third embodiment, and the cylindrical member used is the same as in the second embodiment.

分析条件としては、溶鋼が筒状部材1200の開口部から流入しないように、送光管1211の内部にアルゴンガスを2.0NL/minで導入しながら、測定用の筒状部材1200の先端から深さ50mmまで浸漬した。このとき、筒状部材1200の先端は、溶鋼表面のスラグの下方に位置していた。また、冷却ガスとして空気を7.5Nm/minで導入した。 As an analysis condition, while introducing argon gas at 2.0 NL / min into the light transmission tube 1211 so that molten steel does not flow from the opening of the cylindrical member 1200, the tip of the cylindrical member 1200 for measurement is used. Immersion to a depth of 50 mm. At this time, the tip of the cylindrical member 1200 was positioned below the slag on the surface of the molten steel. In addition, air was introduced as a cooling gas at 7.5 Nm 3 / min.

このような条件で溶鋼の測温を行った結果、測定された輻射光光量と従来法である消耗型浸漬熱電対による測定温度とは、図18と同様に、良い相関を示し、本実施例による筒状部材を用いることで、放射測温による連続的かつ精度の良い温度測定が可能であることが確認された。   As a result of the temperature measurement of the molten steel under such conditions, the measured amount of radiant light and the measured temperature by the consumable immersion thermocouple which is the conventional method show a good correlation as in FIG. It was confirmed that by using the cylindrical member according to the above, continuous and accurate temperature measurement by radiation temperature measurement is possible.

なお、溶鋼温度の測定中における冷却ガスの排出側温度は270℃程度であり、筒状部材1200に変形は見られず、問題なく分析に使用できた。また、分析終了後、筒状部材1200の外表面に地金の付着は見られなかった。   In addition, the discharge side temperature of the cooling gas during the measurement of the molten steel was about 270 ° C., and the cylindrical member 1200 was not deformed and could be used for analysis without any problem. Further, after the analysis was completed, no adhesion of metal to the outer surface of the cylindrical member 1200 was observed.

(比較例2)
比較例2として、送光管を、比較例1と同様に酸洗仕上げのステンレススチール製管で作成したものを用いた。その他の設計条件、分析条件については実施例3と同様である。
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, a light-transmitting tube made of a pickled finish stainless steel tube as in Comparative Example 1 was used. Other design conditions and analysis conditions are the same as in the third embodiment.

本比較例の筒状部材を使用した場合には、実施例3の筒状部材を使用した場合と比べて、検出される輻射光強度が小さいため、ノイズによる影響が無視できず、測定結果のばらつきが大きくなり、消耗型浸漬熱電対による測定温度との相関が見られなかった。よって、本比較例における筒状部材は、溶鋼の測温には使用できないことがわかった。   When the cylindrical member of this comparative example is used, since the detected radiation light intensity is small compared to the case of using the cylindrical member of Example 3, the influence of noise cannot be ignored. The variation increased, and no correlation was observed with the temperature measured by a consumable immersion thermocouple. Therefore, it turned out that the cylindrical member in this comparative example cannot be used for temperature measurement of molten steel.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this example. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

例えば、上述した実施形態においては、溶融金属の測定例として、溶融金属の成分分析の場合について説明したが、本発明は、溶融金属から放射される光を用いて行う温度測定を行う測定装置にも適用できる。   For example, in the above-described embodiment, the case of component analysis of molten metal has been described as an example of measurement of molten metal. However, the present invention is a measurement apparatus that performs temperature measurement using light emitted from molten metal. Is also applicable.

また、上述した実施形態においては、冷却手段が、内管と外管とにより形成される2重管構造の冷却管である場合について説明したが、この場合には限られず、反射面の冷却効果を高め、筒状部材の外面の冷却効果を抑制するものであれば、いかなる形態の冷却手段であってもよい。   In the above-described embodiment, the case where the cooling means is a cooling pipe having a double pipe structure formed by the inner pipe and the outer pipe has been described. However, the present invention is not limited to this case, and the cooling effect of the reflecting surface is described. As long as the cooling effect of the outer surface of the tubular member is suppressed, any form of cooling means may be used.

本発明の第1の実施形態に係る溶融金属用測定装置の全体構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the whole structure of the measuring apparatus for molten metals which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同実施形態に係る筒状部材の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the cylindrical member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るH/Dの適正値を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the appropriate value of H / D which concerns on the same embodiment. 同実施形態におけるSN比(dB)とH/Dとの関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between SN ratio (dB) and H / D in the embodiment. 本明細書における用語の定義を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the definition of the term in this specification. 本発明の第2の実施形態に係る筒状部材の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the cylindrical member which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 同実施形態における冷却フィンを設けたことによる送光管の外面の表面積の増加率Sfin/Siniと、排出側流路における熱伝達率hoと供給側流路における熱伝達率hfinとの熱伝達率比ho/hfinとの関係の一例を示すグラフである。The heat transfer coefficient between the increase rate Sfin / Sini of the surface area of the outer surface of the light transmission tube and the heat transfer coefficient ho in the discharge side channel and the heat transfer rate hfin in the supply side channel due to the provision of the cooling fins in the embodiment. It is a graph which shows an example of the relationship with ratio ho / hfin. 本発明の第3の実施形態に係る筒状部材の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the cylindrical member which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 同実施形態における排出側流路の断面積Soと供給側流路の断面積Siとの流路断面積比So/Siと、排出側流路における熱伝達率hoと供給側流路における熱伝達率hiとの熱伝達率比ho/hiとの関係の一例を示すグラフである。In the same embodiment, the cross-sectional area ratio So / Si of the cross-sectional area So of the discharge-side flow path and the cross-sectional area Si of the supply-side flow path, the heat transfer coefficient ho in the discharge-side flow path, and the heat transfer in the supply-side flow path. It is a graph which shows an example of the relationship with heat transfer rate ratio ho / hi with rate hi. 本発明の第4の実施形態に係る筒状部材の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the cylindrical member which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る筒状部材の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the cylindrical member which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 同実施形態に係る耐火物層における熱伝達率の指標として用いたλ/ln(r1/r2)(W/m・k)と、耐火物層の内面温度(℃)との関係の一例を示すグラフである。An example of the relationship between (lambda) / ln (r1 / r2) (W / m * k) used as a parameter | index of the heat transfer coefficient in the refractory layer which concerns on the same embodiment, and the internal surface temperature (degreeC) of a refractory layer is shown. It is a graph. 本発明の第6の実施形態に係る筒状部材の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the cylindrical member which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 同実施形態に係る耐火物層の空隙率φと、耐火物層に空隙が有る場合の熱伝達率Kφと空隙が無い場合の熱伝達率K0との熱伝達率比Kφ/K0との関係の一例を示すグラフである。The relationship between the porosity Φ of the refractory layer according to the embodiment and the heat transfer coefficient ratio Kφ / K0 between the heat transfer coefficient Kφ when there is a void in the refractory layer and the heat transfer coefficient K0 when there is no void. It is a graph which shows an example. 本発明の実施例1で用いた筒状部材の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the cylindrical member used in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2で用いた筒状部材の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the cylindrical member used in Example 2 of this invention. 本発明の実施例1及び比較例における溶鋼中の炭素濃度の分析を行った結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having analyzed the carbon concentration in the molten steel in Example 1 and a comparative example of the present invention. 本発明の実施例3における溶鋼の測温を行った結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the temperature of the molten steel in Example 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 発光分光分析装置
11 測定器
13 光学系
15 ミラー
20 溶鋼鍋
100,200,300,400,500,600 筒状部材
110 筒本体
110a,210a,310a,410a,510a,610a 反射面
111,211,311,411,511,611 送光管
113,213,313,413,513,613 内管
115,215,315,415,515,615 外管
117,217,317,417,517,617 耐火物層
210b,310b,410b,510b,610b 供給側流路
210c,310c,410c,510c,610c 排出側流路
219 冷却フィン
618 スリット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Emission spectroscopy analyzer 11 Measuring device 13 Optical system 15 Mirror 20 Molten steel pan 100, 200, 300, 400, 500, 600 Cylindrical member 110 Cylinder main body 110a, 210a, 310a, 410a, 510a, 610a Reflecting surface 111, 211, 311, 411, 511, 611 Light transmission tube 113, 213, 313, 413, 513, 613 Inner tube 115, 215, 315, 415, 515, 615 Outer tube 117, 217, 317, 417, 517, 617 Refractory layer 210b, 310b, 410b, 510b, 610b Supply side flow path 210c, 310c, 410c, 510c, 610c Discharge side flow path 219 Cooling fin 618 Slit

Claims (10)

表面に浮遊物を有する溶融金属からの発光に基づいて前記溶融金属の成分分析と温度測定の少なくともいずれか一方を行う測定器と、
前記溶融金属からの発光を前記測定器に伝送する筒状部材と、
を備え、
前記筒状部材は、一端が前記溶融金属中に浸漬されるとともに、他端が前記測定部に接続され、内面側に前記発光を反射させる反射面を有することを特徴とする、溶融金属用測定装置。
A measuring device that performs at least one of component analysis and temperature measurement of the molten metal based on light emission from the molten metal having suspended matter on the surface;
A cylindrical member that transmits light emitted from the molten metal to the measuring device;
With
The tubular member has one end immersed in the molten metal, the other end connected to the measurement portion, and a reflection surface for reflecting the light emission on the inner surface side, the measurement for molten metal apparatus.
前記反射面は、前記反射面における前記発光の伝送方向に対して前記溶融金属側の端部が、前記筒状部材における前記発光の伝送方向に対して前記溶融金属側の端部から離隔して設けられており、
前記反射面の前記溶融金属側の端部と前記筒状部材の前記溶融金属側の端部との距離Hと、前記筒状部材の内径Dとの比は、0<H/D≦10であることを特徴とする、請求項1に記載の溶融金属用測定装置。
The reflective surface has an end on the molten metal side with respect to the transmission direction of the light emission on the reflective surface, and is separated from an end on the molten metal side with respect to the transmission direction of the light emission on the cylindrical member. Provided,
The ratio of the distance H between the molten metal side end of the reflecting surface and the molten metal side end of the cylindrical member and the inner diameter D of the cylindrical member is 0 <H / D ≦ 10. The measuring apparatus for molten metal according to claim 1, wherein the measuring apparatus is provided.
前記筒状部材は、少なくとも前記反射面を冷却する冷却手段を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の溶融金属用測定装置。   The measuring apparatus for molten metal according to claim 1, wherein the cylindrical member includes a cooling unit that cools at least the reflecting surface. 前記筒状部材は、
内面側に前記反射面を有し、前記発光を伝送する送光管と、
前記送光管の外側に同軸状に設けられる内管と、当該内管の外側に同軸状に設けられる外管と、によって形成される冷却管と、
前記送光管及び前記冷却管の外面の一部又は全部を被覆する耐火物層と、
を備え、
前記内管と前記外管とが一端において連通しており、
前記内管の他端から冷却媒体が供給され、前記外管の他端から前記冷却媒体が排出されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の溶融金属用測定装置。
The cylindrical member is
A light transmission tube having the reflection surface on the inner surface side and transmitting the light emission;
A cooling pipe formed by an inner pipe provided coaxially outside the light transmission pipe and an outer pipe provided coaxially outside the inner pipe;
A refractory layer covering a part or all of the outer surfaces of the light transmission tube and the cooling tube;
With
The inner tube and the outer tube communicate with each other at one end;
The measuring apparatus for molten metal according to claim 1 or 2, wherein a cooling medium is supplied from the other end of the inner pipe and the cooling medium is discharged from the other end of the outer pipe.
前記送光管の外面と前記内管の内面とにより形成される前記冷却媒体の供給側流路に、冷却フィンが設けられていることを特徴とする、請求項4に記載の溶融金属用測定装置。   The measurement for molten metal according to claim 4, wherein a cooling fin is provided in a supply-side flow path of the cooling medium formed by an outer surface of the light transmission tube and an inner surface of the inner tube. apparatus. 前記内管の外面と前記外管の内面とにより形成される前記冷却媒体の排出側流路の断面積は、前記送光管の外面と前記内管の内面とにより形成される前記冷却媒体の供給側流路の断面積よりも大きいことを特徴とする、請求項4に記載の溶融金属用測定装置。   The cross-sectional area of the discharge side flow path of the cooling medium formed by the outer surface of the inner tube and the inner surface of the outer tube is that of the cooling medium formed by the outer surface of the light transmission tube and the inner surface of the inner tube. The measuring device for molten metal according to claim 4, wherein the measuring device is larger than a cross-sectional area of the supply-side flow path. 前記外管は、前記発光の伝送方向に対して、前記測定部側の径が前記溶融金属側の径よりも大きなテーパ型の形状を有し、
前記筒状部材の前記発光の伝送方向に対して前記測定部側の端部において、前記内管の外面と前記外管の内面とにより形成される前記冷却媒体の排出側流路の断面積は、前記送光管の外面と前記内管の内面とにより形成される前記冷却媒体の供給側流路の断面積よりも大きいことを特徴とする、請求項4に記載の溶融金属用測定装置。
The outer tube has a tapered shape in which the diameter on the measurement unit side is larger than the diameter on the molten metal side with respect to the transmission direction of the light emission,
The cross-sectional area of the cooling medium discharge-side flow path formed by the outer surface of the inner tube and the inner surface of the outer tube at the end on the measurement unit side with respect to the light transmission direction of the cylindrical member is The molten metal measuring device according to claim 4, wherein the measuring device is larger than a cross-sectional area of a supply-side flow path of the cooling medium formed by an outer surface of the light transmission tube and an inner surface of the inner tube.
前記耐火物層の所望の内面温度及び外面温度に応じて、前記耐火物層の熱伝導率、外径及び内径を決定することを特徴とする、請求項4に記載の溶融金属用測定装置。   The measuring apparatus for molten metal according to claim 4, wherein the thermal conductivity, outer diameter, and inner diameter of the refractory layer are determined according to desired inner surface temperature and outer surface temperature of the refractory layer. 前記耐火物層は、内部に空隙を有することを特徴とする、請求項4に記載の溶融金属用測定装置。   The said refractory layer has a space | gap inside, The measuring apparatus for molten metals of Claim 4 characterized by the above-mentioned. 前記反射面は、鏡面加工が施されたステンレススチールで形成されることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の溶融金属用測定装置。


The measuring apparatus for molten metal according to any one of claims 1 to 9, wherein the reflecting surface is made of mirror-finished stainless steel.


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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56128445A (en) * 1980-03-13 1981-10-07 Kawasaki Steel Corp Probe for spectral analysis of laser beam
JPS57119241A (en) * 1981-01-19 1982-07-24 Nippon Steel Corp Spectroscopic analysis apparatus for direct luminescence of molten metal
JPS5981539A (en) * 1982-10-30 1984-05-11 Nippon Steel Corp Direct emission spectrometer for molten metal
JPS62126772U (en) * 1986-01-31 1987-08-11
JPH04274743A (en) * 1991-03-01 1992-09-30 Sumitomo Metal Ind Ltd Laser emission analysis method
JPH07190933A (en) * 1993-12-27 1995-07-28 Kawasaki Steel Corp Immersion lance for laser emission spectroscopy
JP2002039941A (en) * 2000-07-25 2002-02-06 Kawasaki Steel Corp Method and apparatus for analyzing components in molten metal
JP2007316050A (en) * 2006-04-25 2007-12-06 Nippon Steel Corp Molten metal component analysis method and molten metal component analysis apparatus

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56128445A (en) * 1980-03-13 1981-10-07 Kawasaki Steel Corp Probe for spectral analysis of laser beam
JPS57119241A (en) * 1981-01-19 1982-07-24 Nippon Steel Corp Spectroscopic analysis apparatus for direct luminescence of molten metal
JPS5981539A (en) * 1982-10-30 1984-05-11 Nippon Steel Corp Direct emission spectrometer for molten metal
JPS62126772U (en) * 1986-01-31 1987-08-11
JPH04274743A (en) * 1991-03-01 1992-09-30 Sumitomo Metal Ind Ltd Laser emission analysis method
JPH07190933A (en) * 1993-12-27 1995-07-28 Kawasaki Steel Corp Immersion lance for laser emission spectroscopy
JP2002039941A (en) * 2000-07-25 2002-02-06 Kawasaki Steel Corp Method and apparatus for analyzing components in molten metal
JP2007316050A (en) * 2006-04-25 2007-12-06 Nippon Steel Corp Molten metal component analysis method and molten metal component analysis apparatus

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