JP2000171457A - 試料採取複合プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融金属の正確な成分比を反映し、さらに充
填率に優れた、ピン型とコイン型の両方の試料を同時に
採取できる複合プローブを提供する。 【解決手段】 紙管２２内にコイン型試料を採取するた
めの鋳型２３を配置する。鋳型に溶融金属を導入すると
ともに、ピン型試料を採取する導入管２６を鋳型に接続
し、その一端側２６ａを、紙管の端部２２ａから相当の
長さで突出させる。導入管を耐熱スリーブ３５で被覆
し、耐熱スリーブの外径は、紙管の外径より小さくし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属、例えば精錬
中の溶鋼の成分を分析するために使用する試料を採取す
るためのプローブに関し、さらに詳細に言えば、コイン
型試料とピン型試料とを同時に採取する複合プローブに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば精錬の現場において、
現在精錬中の溶鋼の成分を分析するためにその溶鋼の試
料を採取することが行われている。この試料としては、
従来コイン型の試料が採取され、通称カントバックと称
される発光分光分析装置により行うのが一般的であっ
た。

【０００３】ところで近年になって、各種特殊鋼或いは
高品質鋼に対する要望が高まり、それに伴い、精錬中の
溶鋼の各種成分の割合について非常に厳しい許容範囲が
設定されるようになっている。例えば、炭素の成分比率
が０．８０％乃至０．８２％と言ったように、１００分
の１パーセントのレベルでその成分比率が規定される場
合がある。このようなレベルになると、従来使用されて
いるカントバックでは正しい精度での測定が困難な場合
が多い。

【０００４】そこで、要求される成分比率が厳しい元素
については、別途ピン型試料を採取し、一般的には燃焼
分析と称されている加熱融解抽出法を用いて分析を行っ
ている。そして、作業時間の短縮、さらにはコスト面か
らも、コイン型とピン型の試料とを同時に採取できるプ
ローブに対する要望が強く、そのような一体複合型プロ
ーブとして、例えば図３に示すようなタイプのものが一
般的に使用されている。

【０００５】図３において、プローブ１は、コイン型試
料を採取するための鋳型３と、この鋳型３内に溶鋼を導
入するとともにピン型試料を採取するための導入管６と
を一体的に備えて構成されている。すなわち、内部にコ
イン型の空所を４を形成された鋳型３の流入口５に、導
入管６の一端側７が挿入されて取り付けられている。導
入管６は通常石英ガラスで作られている。この状態で、
鋳型３と導入管６とは紙管２内に配置される。その際、
導入管６の他端側８は、紙管の一端側２ａを封止してい
る耐火セメント９を通って紙管２の外部に１５ｍｍ位突
出している。符号１０は、薄い、鉄あるいはアルミ等の
金属板で形成したキャップであり、紙管２の外部に突出
した導入管６の突出した端部８を保護している。符号１
１はホルダー紙管であり、保護紙管１２を介して紙管２
の他端側２ｂに取り付けられている。このホルダー紙管
１１にホルダーと称される鉄パイプ（図示せず）が挿入
される。

【０００６】試料の採取に当たっては、ホルダー１１を
掴んでこのプローブ１の紙管２の一端側２ａを溶鋼内に
浸漬する。浸漬されると直ちにキャップ１０は溶解し、
溶鋼が導入管６から鋳型３内へ導入され、鋳型３内の空
所４と導入管６の内部を満たし、図４に示すような試料
１３が得られる。符号１４の部分がコイン型試料とし
て、また符号１５の部分がピン型試料として分離して使
用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来使用さ
れているこの種の複合プローブでは、溶鋼に浸漬した時
に紙管が焼損し、その際に発生するガス或いは紙管の主
成分であるカーボンが導入管６の他端側８すなわち流入
口付近に充満した状態となっている。従って採取された
試料１３は、このガス或いはカーボンを巻き込んだもの
となっており、溶鋼の成分比を正しく反映した所謂「健
全な試料」とは言えない。これを防止するために紙管２
に変えて耐熱スリーブを使用することが考えられるが、
きわめてコスト高になってしまう。

【０００８】また、紙管２の外径は比較的に大きいた
め、このプローブ１を溶鋼に浸漬した際にこの紙管に接
触する部分の溶鋼の温度が低下する、所謂「抜熱効果」
が生じ、そのために溶鋼が鋳型３内に十分に充填される
前に導入管６内或いは鋳型３の導入口５内で凝固してし
まい、得られる試料の溶鋼充填率が低くなり、適切な分
析に供し得ない場合が生じる。この場合、再度の試料採
取が必要となる。

【０００９】本願発明は、上記のような従来の複合プロ
ーブの問題点に鑑みなされたものであり、成分分析に供
するに十分な充填率を有し、溶鋼の成分比を正しく反映
した健全な試料の採取を可能とする複合プローブを提供
することを課題とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る試料採取複合プローブでは、鋳型に接
続した導入管の一端側を相当の長さで紙管から突出さ
せ、該導入管の突出部分を耐熱スリーブで被覆した。

【００１１】ある実施の形態では、導入管の紙管から突
出する部分の長さが７０ｍｍ以上である。

【００１２】ある実施の形態では、耐熱スリーブの外径
を紙管の外径より小さくした。

【００１３】ある実施の形態では、耐熱スリーブの外径
は３５ｍｍ以下である。

【００１４】

【実施の形態】以下、図面に基づき本願発明の具体的実
施の形態を説明するが、本願発明の範囲は以下に説明さ
れる実施の形態に限定されるものではない。

【００１５】図１は、本発明の一実施の形態に係る試料
採取複合プローブ２１の断面図である。図において、符
号２２は紙管、２３は鋳型、２４はコイン型空所、２５
は流入口、２６は石英ガラスでなる導入管、２９は耐火
セメント、３１はホルダー紙管で構成されたホルダー、
３２は保護紙管であり、これらは基本的には図３に示し
た従来例の複合プローブ１の各部材と同じでよいので、
その詳細な説明は省略する。

【００１６】図から明らかなように、本実施の形態に係
るプローブ２１では、導入管２６は従来例に比してかな
り長く、相当の長さで紙管２２の一端２２ａを閉鎖する
耐火セメント２９を通って紙管２２の外部に突出してい
る。そして、その導入管２６の先端部分２６ａを残し
て、アルミナ或いは二酸化珪素等で形成されたフランジ
付きの円筒状の保持部材３３、円筒状の中間紙管３４、
そしてアルミナ或いは二酸化珪素等の混合物を焼成して
得られるセラミックで代表される耐熱性材料で作成され
た耐熱スリーブ３５で順次被覆している。耐熱スリーブ
３５は、プローブ２１が溶鋼中に浸漬されたときに、そ
の熱による導入管２６の破壊を防止するものである。ま
た保持部材３３と中間紙管３４の使用は、外部からの衝
撃による導入管２６の破損を防止するとともに、制作を
容易にするためのものである。そしてさらに、保持部材
３３のフランジ部分から露出している中間紙管３４の端
面は図示のとおり、耐火セメント３６で覆われており、
溶鋼に浸漬した場合の中間紙管３４からのガスやカーボ
ンの発生を防止している。これら保持部材３３、紙管３
４、耐熱スリーブ３５は、アルミナ或いは二酸化珪素を
主成分とする耐火セメント２９を介して鋳型２３の流入
口２５端部に固定されている。また、図から明らかなと
おり、導入管２６を被覆する部材の最も外側に配置され
る耐熱スリーブ３５の外径は、紙管２２の外径より小さ
くなっている。

【００１７】すなわち、導入管２６が相当の長さで紙管
２２から突出しているので、このプローブ２１を溶融金
属に浸漬した場合、紙管から発生するガス或いはカーボ
ンはその周囲の溶融金属には巻き込まれるが、導入管２
６の流入口はその範囲より下方に位置することとなる。

【００１８】また、耐熱スリーブ３５の外径が紙管２２
の外径より小さくなっているので、その部分で周囲の溶
融金属に与える抜熱効果が小さくなる。

【００１９】

【実施例】図２に、極低炭素鋼について、プローブ２１
の導入管２６の突出部の長さＬ（図１参照）に対して、
採取されたピン型試料の炭素分析値を対比させたグラフ
を示す。これから明らかなとおり、突出部の長さが約７
０ｍｍ以上で炭素の分析値がほぼ一定となる。すなわ
ち、突出部の長さを約７０ｍｍ以上とすれば、その溶融
金属の成分比を正しく反映している健全な試料が得られ
ることを示している。この実施例では、保持部材３３の
フランジの端面から突出している導入管２６の先端部分
２６ａの長さは約１５ミリであり、十分な長さに渡って
導入管２６は耐熱スリーブ３５により被覆、保護されて
いる。

【００２０】また、この実施例で使用した紙管２２の外
径寸法は４５ｍｍ乃至５５ｍｍであり、導入管２６を被
覆する耐熱スリーブ３５の外径をその約３／４としたと
ころ、抜熱効果は従来例に比してかなり改善され、溶融
金属の流入はきわめて良好で、充填率の高い試料が得ら
れた。更に具体的には、耐熱スリーブ３５の外径を３５
ｍｍ以下にすると、優れた効果が得られることが判明し
た。

【００２１】なお、耐熱スリーブで導入管の突出部を被
覆するとは、導入管の突出部全長を被覆する場合のみで
なく、突出部の先端が、溶融金属浸漬時に損傷しない程
度の長さで耐熱スリーブから露出されている場合を含
む。また、耐熱スリーブで突出部を被覆するとは、耐熱
スリーブで直接被覆する場合のみでなく、他の筒状部材
を被覆した上で最外側に耐熱スリーブを被覆する場合を
も含むものである。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなとおり、本発明
によれば、導入管を紙管の一端より相当の長さ、即ち、
プローブを溶融金属に浸漬させた時に紙管から発生する
ガスあるいはカーボンが巻き込まれた溶融金属が存在す
る位置より下方に、導入管の流入口が位置するだけの長
さで突出さ、その突出部分を耐熱スリーブで被覆したの
で、その溶融金属の成分比を正しく反映した健全な試料
を採取することが出来、導入管が試料採取の際に損傷す
ることもない。その突出部の長さを７０ｍｍ以上とする
と特に良好な結果が得られる。

【００２３】また、導入管の突出部を被覆する耐熱スリ
ーブの外径を紙管の外径より小さくしたので、導入管の
突出部の流入口付近での抜熱効果が小さく抑えられ、溶
鋼がスムースに且つ十分な量だけ導入管及び鋳型内に入
り、充填率に優れた試料が得られる。耐熱スリーブの外
径を３５ｍｍ以下にすると、特に良好な結果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る試料採取複合プロ
ーブの断面図である。

【図２】具体的実施例による導入管の突出長さとピン型
試料のカーボンの分析値を対比させたグラフである。

【図３】従来の試料採取複合プローブの断面図である。

【図４】コイン型試料とピン型試料とが一体化した試料
の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

２１ 試料採取複合プローブ ２２ 紙管 ２３ 鋳型 ２４ コイン型空所 ２６ 導入管 ３１ ホルダー ３５ 耐熱スリーブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の紙管と、前記紙管内に配置され
   たコイン型試料を採取するための鋳型と、一端が前記鋳
   型に設けられた流入口に接続され、他端が前記紙管の一
   端側から突出して、前記鋳型内へ溶融金属を導く細い円
   筒状の導入管を備えた、溶融金属のコイン型試料とピン
   型試料とを同時に採取するための試料採取複合プローブ
   において、前記導入管の前記紙管から突出している部分
   を相当の長さとし、該導入管を耐熱スリーブで被覆した
   ことを特徴とする、試料採取複合プローブ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の複合プローブにおい
   て、前記導入管の前記紙管から突出している部分の長さ
   が７０ｍｍ以上であることを特徴とする、試料採取複合
   プローブ。
3. 【請求項３】 請求項１乃至２に記載の試料採取複合プ
   ローブにおいて、前記耐熱スリーブの外径を前記紙管の
   外径より小さくしたことを特徴とする、試料採取複合プ
   ローブ。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の複合プローブにおい
   て、前記耐熱スリーブの外径は３５ｍｍ以下であること
   を特徴とする、試料採取複合プローブ。