特開 2023-176116 溶湯湯面の皮膜評価装置、および、溶湯湯面の皮膜評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023176116

(43)【公開日】2023-12-13

(54)【発明の名称】溶湯湯面の皮膜評価装置、および、溶湯湯面の皮膜評価方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/00 20060101AFI20231206BHJP

【ＦＩ】

G01N3/00 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022088223

(22)【出願日】2022-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(72)【発明者】

【氏名】坂本 敏夫

(72)【発明者】

【氏名】谷口 兼一

(72)【発明者】

【氏名】徳永 仁史

(72)【発明者】

【氏名】本山 雄一

(72)【発明者】

【氏名】岡根 利光

【テーマコード（参考）】

2G061

【Ｆターム（参考）】

2G061AA02

2G061AB03

2G061AC01

2G061AC03

2G061BA04

2G061CA01

2G061DA01

2G061DA05

2G061EA01

2G061EB03

2G061EC02

(57)【要約】

【課題】溶湯の表面に形成される皮膜の性状を、比較的容易に評価することができ、湯流れ性を評価することが可能な溶湯湯面の皮膜評価装置を提供する。
【解決手段】長手方向が上下を向くように配設された透明石英管１１と、透明石英管１１の内部に配設され、溶湯１を保持する坩堝２０と、透明石英管１１の外側に配設され、坩堝２０内の溶湯１を加熱可能な高周波加熱コイル３０と、坩堝２０の上方に配設され、剛体棒４１に支持された測定子４０と、坩堝２０と測定子４０との相対位置を調整する相対位置調整手段５０と、測定子４０に負荷された荷重を測定する荷重測定手段６０と、を有し、相対位置調整手段５０によって坩堝２０と測定子４０とを近接離反させることにより、坩堝２０内に保持された溶湯１に測定子４０を挿入および離脱するとともに、測定子４０の挿入および離脱時において測定子４０に負荷される荷重を測定し、皮膜の性状を評価する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶湯の湯面に形成される皮膜の性状を評価する溶湯湯面の皮膜評価装置であって、
長手方向が上下を向くように配設された透明石英管と、
前記透明石英管の内部に配設され、前記溶湯を保持する坩堝と、
前記透明石英管の外側に配設され、前記坩堝内の前記溶湯を加熱可能な高周波加熱コイルと、
前記坩堝の上方に配設され、剛体棒に支持された測定子と、
前記坩堝と前記測定子との相対位置を調整する相対位置調整手段と、
前記測定子に負荷された荷重を測定する荷重測定手段と、
を有し、
前記相対位置調整手段によって前記坩堝と前記測定子とを近接離反させることにより、前記坩堝内に保持された前記溶湯に前記測定子を挿入および離脱するとともに、前記測定子の挿入および離脱時に前記測定子に負荷される荷重を測定し、前記皮膜の性状を評価することを特徴とする溶湯湯面の皮膜評価装置。

【請求項2】

前記透明石英管内部のガス雰囲気を調整するガス雰囲気調整手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の溶湯湯面の皮膜評価装置。

【請求項3】

前記坩堝内の前記溶湯の温度を測定する温度測定手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の溶湯湯面の皮膜評価装置。

【請求項4】

前記相対位置調整手段は、前記坩堝が載置されたステージを昇降させる昇降手段であることを特徴とする請求項１に記載の溶湯湯面の皮膜評価装置。

【請求項5】

前記坩堝が載置されるステージに、前記坩堝の位置を案内する位置決めガイド部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の溶湯湯面の皮膜評価装置。

【請求項6】

前記測定子の前記溶湯に挿入される端面の面積が１ｍｍ^２以上３００ｍｍ^２以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載の溶湯湯面の皮膜評価装置。

【請求項7】

溶湯湯面に形成される皮膜の性状を評価する溶湯湯面の皮膜評価方法であって、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の溶湯湯面の皮膜評価装置を用いて、前記坩堝内に収容された前記溶湯内に前記測定子を挿入および離脱するとともに、前記測定子の挿入および離脱時に前記測定子に負荷される荷重を測定し、前記皮膜の性状を評価することを特徴とする溶湯湯面の皮膜評価方法。

【請求項8】

測定された前記測定子に負荷される荷重から、前記皮膜の強度を算出することを特徴とする請求項７に記載の溶湯湯面の皮膜評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶湯の表面に形成される皮膜の性状を評価する溶湯湯面の皮膜評価装置、および、溶湯湯面の皮膜評価方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

型鋳造、連続鋳造、ダイカスト等の金属溶湯を用いた各種製造プロセスにおいては、溶湯の湯流れ性が重要となる。溶湯の湯流れ性が悪くなると、溶湯が型の内部に十分に行き渡らず、製品不良が生じるおそれがあった。
従来、溶湯の湯流れ性については、溶湯の粘性によって評価されていた。しかしながら、溶湯の表面に形成される酸化膜等の皮膜の性状によって、湯流れ性が大きく影響を受けることが指摘されている。すなわち、溶湯の表面に形成される皮膜が厚く、強度（剛性や破断強度）が高いと、湯流れ性が低下することになる。

【0003】

そこで、例えば、非特許文献１，２には、金属溶湯の表面に形成された皮膜の性状を評価した結果が開示されている。
非特許文献１においては、図１に示すように、電気炉内に配置された坩堝内に金属溶湯を保持し、この金属溶湯の表面に、白金ワイヤーで支持した測定子を挿入し、測定子に係る荷重を測定することにより、皮膜の強度を評価している。
非特許文献２においては、金属溶湯の表面に回転ディスクを当接し、皮膜の性状を評価している。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】S.A.Impey et ; Materiaks Science and Technology ; December 1988 Vol.4 ; 1126-1132

【非特許文献2】MARTIN SYVERTSEN ; METALLURGICAL AND MATERIALS B ; VOLUME37B.JUNE 2006 ; 495-504

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、非特許文献１においては、加熱手段として電気炉を用いていることから、原料を溶解して金属溶湯を形成するとともに金属溶湯を所定温度にまで加熱して保持するために長い時間を要することになる。また、比較的融点の低い金属材料しか評価できなかった。さらに、金属溶湯が収容された坩堝が電気炉内に配置されているので、金属溶湯の湯面を観察することが困難であった。また、白金ワイヤーで支持した測定子を用いているので、振動によって測定子に掛かる荷重の測定値が大きく変動するおそれがあった。
また、非特許文献２においては、構造が複雑であり、容易に皮膜の評価を行うことができなかった。

【0006】

本発明は、以上のような事情を背景としてなされたものであって、溶湯の表面に形成される皮膜の性状を、比較的容易に評価することができ、溶湯の湯流れ性を的確に評価することが可能な溶湯湯面の皮膜評価装置、および、溶湯湯面の皮膜評価方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この課題を解決するために、本発明の態様１は、溶湯の湯面に形成される皮膜の性状を評価する溶湯湯面の皮膜評価装置であって、長手方向が上下を向くように配設された透明石英管と、前記透明石英管の内部に配設され、前記溶湯を保持する坩堝と、前記透明石英管の外側に配設され、前記坩堝内の前記溶湯を加熱可能な高周波加熱コイルと、前記坩堝の上方に配設され、剛体棒に支持された測定子と、前記坩堝と前記測定子との相対位置を調整する相対位置調整手段と、前記測定子に負荷された荷重を測定する荷重測定手段と、を有し、前記相対位置調整手段によって前記坩堝と前記測定子とを近接離反させることにより、前記坩堝内に保持された前記溶湯に前記測定子を挿入および離脱するとともに、前記測定子の挿入および離脱時に前記測定子に負荷される荷重を測定し、前記皮膜の性状を評価することを特徴としている。

【0008】

この態様の溶湯湯面の皮膜評価装置においては、剛体棒によって支持された測定子を溶湯内に挿入および離脱するとともに、前記測定子の挿入および離脱時に前記測定子に負荷される荷重を測定することで、前記皮膜の性状を評価する構成とされているので、測定子における荷重測定において振動の影響を小さく抑えることができ、測定子に掛かる荷重を精度良く測定することが可能となる。
また、高周波加熱コイルを備えているので、前記坩堝内の前記溶湯を短時間で局所的に加熱することができるとともに、高融点の金属であっても溶融して皮膜の評価を行うことができる。
さらに、透明石英管の内部に坩堝が配設されているので、坩堝内の溶湯を観察することができる。

【0009】

本発明の態様２は、態様１の溶湯湯面の皮膜評価装置において、前記透明石英管内部のガス雰囲気を調整するガス雰囲気調整手段を備えていることを特徴としている。
この態様の溶湯湯面の皮膜評価装置においては、前記透明石英管内部の雰囲気制御を行うことができ、皮膜の評価を精度良く行うことができる。

【0010】

本発明の態様３は、態様１または態様２の溶湯湯面の皮膜評価装置において、前記坩堝内の前記溶湯の温度を測定する温度測定手段を備えていることを特徴としている。
この態様の溶湯湯面の皮膜評価装置においては、温度測定手段を備えているので、溶湯の温度を考慮して皮膜の性状を評価することが可能となる。

【0011】

本発明の態様４は、態様１から態様３のいずれか一つの溶湯湯面の皮膜評価装置において、前記相対位置調整手段は、前記坩堝が載置されたステージを昇降させる昇降手段であることを特徴としている。
この態様の溶湯湯面の皮膜評価装置においては、測定子を固定した状態で、前記坩堝が載置されたステージを昇降させることにより、前記坩堝内に保持された前記溶湯内に前記測定子を挿入および離脱することができ、測定子に振動が加わることをさらに抑制でき、測定子に掛かる荷重をさらに精度良く測定することが可能となる。

【0012】

本発明の態様５は、態様１から態様４のいずれか一つの溶湯湯面の皮膜評価装置において、前記坩堝が載置されるステージに、前記坩堝の位置を案内する位置決めガイド部が形成されていることを特徴としている。
この態様の溶湯湯面の皮膜評価装置においては、位置決めガイド部によって坩堝の位置が案内されることから、測定子を溶湯表面に確実に挿入することができ、測定子に掛かる荷重をさらに精度良く測定することが可能となる。

【0013】

本発明の態様６は、態様１から態様５のいずれか一つの溶湯湯面の皮膜評価装置において、前記測定子の前記溶湯に挿入される端面の面積が１ｍｍ^２以上３００ｍｍ^２以下の範囲内とされていることが好ましい。
この態様の溶湯湯面の皮膜評価装置においては、前記測定子の前記溶湯に挿入される端面の面積が１ｍｍ^２以上３００ｍｍ^２以下の範囲内とされていることから、測定子を溶湯表面に挿入した際に、測定子に掛かる荷重をさらに精度良く測定することが可能となる。

【0014】

本発明の態様７は、溶湯湯面に形成される皮膜の性状を評価する溶湯湯面の皮膜評価方法であって、態様１から態様６のいずれか一つの溶湯湯面の皮膜評価装置を用いて、前記坩堝内に収容された前記溶湯内に前記測定子を挿入および離脱するとともに、前記測定子の挿入および離脱時に前記測定子に負荷される荷重を測定し、前記皮膜の性状を評価することを特徴としている。

【0015】

この態様の溶湯湯面の皮膜評価方法によれば、態様１から態様６のいずれか一つの溶湯湯面の皮膜評価装置を用いているので、前記坩堝内に収容された前記溶湯内に前記測定子を挿入および離脱する際に、前記測定子に負荷される荷重を精度良く測定することが可能となる。
また、高周波加熱コイルを備えているので、前記坩堝内の前記溶湯を短時間で局所的に加熱することができるとともに、高融点の金属であっても溶融して皮膜の評価を行うことができる。
さらに、透明石英管の内部に坩堝が配設されているので、坩堝内の溶湯を観察することができる。

【0016】

本発明の態様８は、態様７の溶湯湯面の皮膜評価方法において、測定された前記測定子に負荷される荷重から、前記皮膜の強度を算出することを特徴としている。
この態様の溶湯湯面の皮膜評価方法によれば、溶湯湯面に形成された前記皮膜の強度を算出することにより、溶湯の湯流れ性を十分に評価することが可能となる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、溶湯の表面に形成される皮膜の性状を、比較的容易に評価することができ、溶湯の湯流れ性を的確に評価することが可能な溶湯湯面の皮膜評価装置、および、溶湯湯面の皮膜評価方法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態である溶湯湯面の皮膜評価装置の概略説明図である。

【図2】測定子を湯面に挿入および離脱させた際の湯面の状態と測定荷重との関係を示す説明図である。（ａ）が測定子の湯面挿入および離脱時の模式図であり、（ｂ）が測定子の湯面挿入および離脱時の荷重変化の一例を示すグラフである。

【図3】皮膜の強度の算出式である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、本発明の一実施形態である溶湯湯面の皮膜評価装置、および、溶湯湯面の皮膜評価方法について説明する。

【0020】

本実施形態である溶湯湯面の皮膜評価装置、および、溶湯湯面の皮膜評価方法は、金属溶湯の湯面に形成される皮膜の状態を評価するものである。

【0021】

本実施形態である溶湯湯面の皮膜評価装置１０は、図１に示すように、長手方向が上下を向くように配設された透明石英管１１と、透明石英管１１の内部に配設された坩堝２０と、透明石英管１１の外側に配設され、坩堝２０を加熱可能な高周波加熱コイル３０と、坩堝２０の上方に配設され、剛体棒からなる支持部材４１に支持された測定子４０と、坩堝２０と測定子４０との相対位置を調整する相対位置調整手段５０と、測定子４０に負荷された荷重を測定する荷重測定手段６０と、を備えている。

【0022】

透明石英管１１は、透明性を有するものとされており、透明石英管１１の内部を観察可能な構造とされている。そして、この透明石英管１１は、上述のように、長手方向が上下を向くように配設されており、上端開口部および下端開口部が、それぞれ上端封止部材１２および下端封止部材１３によって封止されている。
また、透明石英管１１には、内部にガスを導入するガス導入口１５と、内部のガスを排出するガス排出口１６とが設けられている。

【0023】

透明石英管１１の内部には、上下動可能なステージ５１が配設されており、このステージ５１の上に、溶湯１を保持する坩堝２０が配設されている。
このステージ５１には、載置された坩堝２０の位置を案内する位置決めガイド部５２が形成されており、ステージ５１を上下動させた際の坩堝２０の位置ずれを抑制可能な構造とされている。

【0024】

透明石英管１１の外側に配設された高周波加熱コイル３０は、坩堝２０内に保持された溶湯１を加熱可能な構成とされている。本実施形態においては、上述のように、ステージ５１上に載置された坩堝２０が上下動することから、坩堝２０の移動可能域を考慮して、高周波加熱コイル３０が配設されている。

【0025】

なお、本実施形態においては、高周波加熱コイル３０によって坩堝２０内に保持された溶湯１を加熱する構成とされていることから、坩堝２０の構造は、保持する溶湯１の材質に応じて適宜設計することになる。例えば、溶湯１が銅溶湯などの高周波によって直接加熱することができないものである場合には、坩堝２０をアルミナ坩堝とカーボン坩堝の２重構造とし、高周波加熱コイル３０でカーボン坩堝を加熱し、坩堝２０内に保持された銅溶湯を加熱する構成とする。

【0026】

坩堝２０の上方に配設され、坩堝２０内に保持された溶湯１の湯面に挿入される測定子４０は、溶湯１に対して耐性を有する材質で構成されていることが好ましく、本実施形態では、耐熱性に優れたモリブデンで構成されている。
この測定子４０は、剛体棒からなる支持部材４１によって支持されている。本実施形態では、透明石英管１１の上端封止部材１２に固定されたアルミナ管が、測定子４０を支持する支持部材４１とされている。

【0027】

また、本実施形態においては、測定子４０の溶湯に挿入される端面の面積が１ｍｍ^２以上３００ｍｍ^２以下の範囲内とされていることが好ましい。
さらに、測定子４０は、測定子４０に負荷された荷重を測定する荷重測定手段６０が接続されている。本実施形態では、荷重測定手段６０は、測定子４０の重さを測定する電子秤とされている。

【0028】

そして、本実施形態の溶湯湯面の皮膜評価装置１０においては、坩堝２０と測定子４０との相対位置を調整する相対位置調整手段５０を有しており、この相対位置調整手段５０によって坩堝２０と測定子４０とを近接離反させることにより、坩堝２０内に保持された溶湯１に測定子４０を挿入および離脱する構成とされている。
ここで、本実施形態においては、相対位置調整手段５０は、坩堝２０が載置されたステージ５１を上下動させる昇降手段とされている。

【0029】

また、本実施形態においては、坩堝２０内に保持された溶湯１の温度を測定する温度測定手段７０として熱電対が配設されている。
さらに、本実施形態においては、透明石英管１１の内部のガス雰囲気を調整するガス雰囲気調整手段８０を備えている。このガス雰囲気調整手段８０は、透明石英管１１に設けられたガス導入口１５から透明石英管１１の内部に雰囲気ガスを導入することで、透明石英管１１の内部のガス雰囲気を調整する構成とされている。

【0030】

以下に、本実施形態の溶湯湯面の皮膜評価装置１０を用いた溶湯湯面の皮膜評価方法について説明する。

【0031】

まず、溶湯１となる原料を装入した坩堝２０を、透明石英管１１の内部に配設されたステージ５１の上に載置する。また、坩堝２０の上方に測定子４０を配設する。
次に、透明石英管１１の上端開口部および下端開口部を上端封止部材１２および下端封止部材１３によって封止し、ガス雰囲気調整手段８０によって、透明石英管１１の内部のガス雰囲気を調整する。
次に、高周波加熱コイル３０を用いて坩堝２０内の原料を溶解して溶湯１を得る。温度測定手段７０によって、溶湯１の温度を測定し、所定温度にまで加熱して保持する。

【0032】

そして、相対位置調整手段５０によって、坩堝２０と測定子４０とを近接離反させることにより、坩堝２０内に保持された溶湯１に測定子４０を挿入および離脱する。本実施形態では、昇降手段によってステージ５１を上昇および下降させることにより、測定子４０を溶湯１に挿入および離脱する構成とされている。
荷重測定手段６０によって、測定子４０を溶湯１に挿入および離脱時に、測定子４０に負荷される荷重を測定し、皮膜３の性状を評価する。
なお、本実施形態においては、測定された測定子４０に負荷される荷重から、皮膜３の強度を算出する構成とされている。

【0033】

ここで、坩堝２０内に保持された溶湯１に測定子４０を挿入および離脱した際の湯面の性状と測定荷重との関係を、図２を用いて説明する。図２（ａ）が模式図、図２（ｂ）が模式図に対応した測定子４０に掛かる荷重の変化を示すグラフである。このグラフは、横軸が時間、縦軸が荷重である。
なお、測定子４０を溶湯１の湯面に挿入する前の状態においては、図２（ｂ）に示すように、荷重測定手段６０における測定値は、測定子４０の自重によって測定される荷重を０Ｎとしている。

【0034】

まず、相対位置調整手段５０（昇降手段）によって坩堝２０を上昇させて、溶湯１の湯面に測定子４０を挿入する。すると、図２（ａ）の（１）,（２）に示すように、溶湯表面に形成された皮膜３が下方に押し込まれる。このとき、皮膜３によって測定子４０が支持されることになり、図２（ｂ）の（１）,（２）に示すように、測定子４０に掛かる荷重が大きく低下する。

【0035】

さらに、相対位置調整手段５０（昇降手段）によって坩堝２０を上昇させて、溶湯１の湯面に測定子４０をさらに深く挿入していく。すると、図２（ａ）の（３）に示すように、皮膜３が破れ、溶湯１内に測定子４０が挿入される。皮膜３が破れた際には、図２（ｂ）の（３）に示すように、測定子４０が皮膜３によって支持されなくなるため、荷重が大きく上昇する。

【0036】

さらに、相対位置調整手段５０（昇降手段）によって坩堝２０を上昇させて、溶湯１内に測定子４０をさらに深く挿入していく。すると、図２（ａ）の（４）に示すように、溶湯１内に挿入された測定子４０には浮力が作用する。これにより、図２（ｂ）の（４）に示すように、荷重が０Ｎにまでには戻らずに一定の荷重で保持されることになる。

【0037】

次に、相対位置調整手段５０（昇降手段）によって坩堝２０を下降させて、溶湯１内から測定子４０を引き抜く。すると、図２（ｂ）の（５）に示すように、測定子４０に作用する浮力が減少し、荷重が上昇していく。また、測定子４０を溶湯１から完全に引き抜くと、測定子４０に溶湯が付着するため、荷重は０Ｎよりも大きくなる。
そして、図２（ａ）の（６）に示すように、付着した溶湯が落下し、荷重測定手段６０で測定される荷重が０Ｎに戻る。

【0038】

ここで、図３に、測定された測定子４０に負荷される荷重から皮膜３の強度を算出する方法について説明する。
図２（ａ）の（１），（２）に示すように、皮膜３が下方に押し込まれると、皮膜３が破断する前には、図３に示すように、皮膜３によって溶湯１が押し下げられる。測定子４０には、押し下げられた分の浮力が働くことになる。

【0039】

よって、図３の式（非特許文献１参照）に示すように、測定子４０に掛かる荷重の測定値Ｆ_１は、皮膜抵抗力（右辺の第１項）と、浮力（右辺の第２項）とにより表すことができる。
そして、図３の式により、測定子４０の浸漬深さｘと、測定子４０に掛かる荷重の測定値Ｆ_１から、皮膜３の破断強度σを算出することが可能となる。

【0040】

このように、本実施形態における溶湯湯面の皮膜評価装置１０および溶湯湯面の皮膜評価方法においては、上述のように、坩堝２０内に保持された溶湯１に測定子４０を挿入および離脱するとともに、測定子４０の挿入および離脱時に、測定子４０に負荷される荷重を測定することにより、皮膜３の性状を評価することが可能となる。

【0041】

以上のような構成とされた本実施形態である溶湯湯面の皮膜評価装置１０によれば、剛体棒からなる支持部材４１によって支持された測定子４０を溶湯１内に挿入および離脱するとともに、測定子４０の挿入および離脱時において測定子４０に負荷される荷重を測定することで、皮膜３の性状を評価する構成とされているので、測定子４０における荷重測定において振動の影響を小さくすることができ、測定子４０に掛かる荷重を精度良く測定することが可能となる。

【0042】

また、溶湯１の加熱手段として高周波加熱コイル３０を備えているので、短時間で溶湯１を局所的に加熱することができるとともに、高融点の金属であっても溶融して皮膜３の評価を行うことができる。
さらに、透明石英管１１の内部に坩堝２０が配設されているので、坩堝２０内の溶湯１の状態を観察することができる。

【0043】

また、本実施形態である溶湯湯面の皮膜評価装置１０において、透明石英管１１内部のガス雰囲気を調整するガス雰囲気調整手段８０を備えている場合には、坩堝２０が配置される透明石英管１１内部の雰囲気制御を容易に行うことができ、溶湯湯面に形成された皮膜３の評価を精度良く行うことができる。

【0044】

さらに、本実施形態である溶湯湯面の皮膜評価装置１０において、坩堝２０内の溶湯の温度を測定する温度測定手段７０を備えている場合には、溶湯１の温度を考慮して皮膜３の性状（破断強度）を評価することが可能となる。

【0045】

また、本実施形態である溶湯湯面の皮膜評価装置１０において、相対位置調整手段５０が、坩堝２０が載置されたステージ５１を昇降させる昇降手段である場合には、測定子４０を固定した状態で、坩堝２０が載置されたステージ５１を昇降させることにより、坩堝２０内に収容された溶湯１内に測定子４０を挿入および離脱することができ、測定子４０に振動が加わることをさらに抑制でき、測定子４０に掛かる荷重をさらに精度良く測定することが可能となる。

【0046】

さらに、本実施形態である溶湯湯面の皮膜評価装置１０において、坩堝２０が載置されるステージ５１に、坩堝２０の位置を案内する位置決めガイド部５２が形成されている場合には、位置決めガイド部５２によって坩堝２０の位置が案内されることから、測定子４０を溶湯表面に確実に挿入することができ、測定子４０に掛かる荷重をさらに精度良く測定することが可能となる。

【0047】

また、本実施形態である溶湯湯面の皮膜評価装置１０において、測定子４０の溶湯１に挿入される端面の面積が１ｍｍ^２以上３００ｍｍ^２以下の範囲内とされている場合には、測定子４０を溶湯表面に挿入した際に、測定子４０に掛かる荷重をさらに精度良く測定することが可能となる。

【0048】

本実施形態である溶湯湯面の皮膜評価方法においては、上述の溶湯湯面の皮膜評価装置１０を用いているので、坩堝２０内に収容された溶湯１内に測定子４０を挿入および離脱する際に、測定子４０に負荷される荷重を精度良く測定することが可能となる。
また、高周波加熱コイル３０を備えているので、短時間で局所的に加熱することができるとともに、高融点の金属であっても溶融して皮膜３の評価を行うことができる。
さらに、透明石英管１１の内部に坩堝２０が配設されているので、坩堝２０内の溶湯１を観察することができる。

【0049】

本実施形態である溶湯湯面の皮膜評価方法において、測定された測定子４０に負荷される荷重から、図３に示す式を用いて皮膜３の強度を算出する構成とした場合には、皮膜３の強度を精度良く測定することができ、この皮膜３の強度から、湯の湯流れ性を十分に評価することが可能となる。

【0050】

以上、本発明の実施形態である溶湯湯面の皮膜評価装置および溶湯湯面の皮膜評価方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0051】

１ 溶湯
３ 皮膜
１０ 溶湯湯面の皮膜評価装置
１１ 透明石英管
２０ 坩堝
３０ 高周波加熱コイル
４０ 測定子
４１ 支持部材
５０ 相対位置調整手段
５１ ステージ
５２ 位置決めガイド部
６０ 荷重測定手段
７０ 温度測定手段
８０ ガス雰囲気調整手段

【図1】

【図2】

【図3】