JP2004012336A - Metal specimen quick collection sampler and method for quickly sampling using the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属の精錬過程において、工程管理を迅速、的確に行なうために金属成分を迅速に判別するのに用いる金属試料、特に、スパーク発光分光分析装置による成分分析に好適な金属試料を迅速に採取するサンプラーと、そのサンプラーを用いるサンプリング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
金属の精錬過程においては、サンプラーで金属試料を採取し、分析機器で成分を分析し、金属の成分を管理または調整する。この管理・調整には、迅速・的確性が要求されるが、上記管理・調整を迅速・的確に行なうには、先ず、金属試料を迅速に採取し、迅速に分析に供する必要がある。
【0003】
従来から、分析には、スパーク発光分光分析装置が、迅速に分析できるということから多用されていて、分析自体には、それ程の時間を要しないが、試料の採取から研磨を経て分析に至るまでには、かなりの時間を要する場合がある。それ故、試料採取から分析に至る時間の短縮を図るため、試料を迅速に採取するサンプラーが、これまで各種提案されている。
【0004】
例えば、実開平6−74964号公報には、紙管の先端部に、試料採取容器とピン試料採取容器を取り付け、ディスク試料とピン試料を同時に採取する溶融金属試料採取プローブが提案されている。また、特開平9−21795号公報には、試料採取室の他に小ブロックサンプル採取室を設け、発光分光分析または蛍光X線分析に供する試料と、燃料ガス分析に供する試料を同時に採取する溶融金属試料採取装置が提案されている。
【0005】
しかしながら、これらのサンプラーで採取される試料は、試料径が大きくかつ試料厚が厚いものなので、採取後冷却し、分析用試料を作成し分析に供するまでには、やはり、相当の時間を要することとなり、上記サンプラーは、分析結果を得るまでの迅速性に劣るものである。
【0006】
さらに、上記サンプラーには、冷却時の凝固速度の違いにより中心成分偏析が発生したり、凝固速度の遅延に伴い金属組織が肥大したり、また、セメンタイト等の介在物が析出して、発光分光分析時に異常発光をして分析精度を損なうという、分析時間と分析精度の両面における問題がある。
【0007】
しかし、近年の金属の精錬工程においては、成分管理・調整を迅速、的確に行なうことは不可欠のことであり、そのため、試料採取から分析結果を得るまでの時間をできるだけ短縮することが強く望まれている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記要望に応えるべく、成分分析に直ちに供し得る試料を採取するサンプラーと、それを用いて試料を迅速に採取するサンプリング方法を提供することを課題
(目的)とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来のサンプラーで採取した金属試料において、分析時間の遅延と分析精度の悪化の原因を調査した。その結果、分析時間の遅延と分析精度の悪化は、分析用試料の厚みが厚いことに原因があるということが判明した。
【0010】
即ち、溶融金属は、鋳型壁と接触した瞬間から凝固を開始するので、従来のサンプラー(例えば、円筒型サンプラー)においては、試料採取容器の奥まで溶融金属を充分に導入し、均一な成分の試料を作成しようとして、試料厚みを、どうしても厚くせざるを得なかったが、このことが、分析時間の遅延と分析精度の悪化の原因となっていることが判明した。
【0011】
そこで、本発明者は、試料厚さを極限まで薄くし、かつ、少なくとも従来程度の分析精度を維持できる金属試料を迅速に採取し得るサンプラーの構造について検討した。試料厚さを薄くするためには、先ず、試料採取容器を薄くすることが考えられるが、試料採取容器を薄くすると、該試料採取容器への溶融金属の迅速かつ円滑な導入が難しくなることが想定される。
【0012】
本発明者は、このことを踏まえ、上記サンプラーの構造の検討においては、サンプラーを構成する部材の材質についても併せて検討した。
【0013】
その結果、本発明者は、サンプルケース体(試料採取容器)の一部を、熱衝撃に強くかつ耐熱性に優れ、金属不純物量が少なくて、溶融金属をはじく材質の部材で構成し、該部材の「溶融金属をはじく」という特性を利用して、溶融金属を、迅速かつ円滑に試料採取容器の隅々まで侵入させ、そして、侵入した溶融金属を、試料採取容器の鋳型壁に接触した瞬間に凝固させることにより試料厚みの薄い金属試料を得ることに成功した。
【0014】
なお、本発明者は、熱衝撃に強くかつ耐熱性に優れ、金属不純物量が少なくて、溶融金属をはじく材質の部材については、各種の部材を試用したが、溶融金属が溶鋼の場合、石英ガラスが好適である。また、石英ガラス以外では、例えば、ガラス、窒化ホウ素、さらに、金属板またはセラミック板の表層に高温湿潤・離型材(例えば、窒化ホウ素、シリカ、アルミナ、ジルコニア、炭化珪素等のセラミックスパウダー)を塗布したものも上記部材として用い得ることを確認した。
【0015】
また、従来は、多くの場合、試料採取容器内で1個の試料しか作成していないが、このことは、採取した試料が不良の場合、試料を再採取しなければならないという不便さをもたらすし、同時に、分析の迅速化を妨げる要因となるので、本発明者は、上記の不便さを解消し、かつ、分析の迅速化を妨げる要因を解消する手段を検討した。
【0016】
その結果、試料採取容器内に2つの試料形成室を設けて同時に2つの試料(1つは控え試料)を作成すれば、一方の試料が不良であっても再採取する必要はないので、上記の不便さを解消できるとともに、分析の迅速化を妨げる要因を解消できるという発想に至った。
【0017】
本発明は、上記発想および検討結果に基づくものであり、その要旨は、以下のとおりである。
【0018】
(1) 溶融金属から金属試料を採取するサンプルケース体を備えるサンプラーにおいて、サンプルケース体が、
(a)上記ケース体に設けた流入路から侵入してくる溶融金属を急冷凝固せしめる偏平な試料採取空間を一側面に備える左右1対の半割サンプルケース、
および、
(b)上記左右1対の半割サンプルケースの間に在って、上記試料採取空間を区分し、サンプルケース体内に左右1対の試料採取空間を形成する、溶融金属をはじく材質の空間区分板、
からなることを特徴とする金属試料迅速採取サンプラー。
【0019】
(2) 前記半割サンプルケースが、抜熱能力の高い材料で構成されていることを特徴とする前記(1)に記載の金属試料迅速採取サンプラー。
【0020】
(3) 前記抜熱能力の高い材料が、鉄、鋼、アルミニウム、銅、および、ステンレス鋼のいずれか1種または2種以上からなる材料であることを特徴とする前記(2)に記載の金属試料迅速採取サンプラー。
【0021】
(4) 前記空間区分板が、耐熱衝撃性および耐熱性に優れ、金属不純物量の少ない材質の板であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の金属試料迅速採取サンプラー。
【0022】
(5) 前記金属不純物量の少ない板が、石英ガラス板であることを特徴とする前記(4)に記載の金属試料迅速採取サンプラー。
【0023】
(6) 前記試料採取空間の厚さが、0.5〜20mmであることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の金属試料迅速採取サンプラー。
【0024】
(7) 前記試料採取空間が、ほぼ円形の平面形状をなしていることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに記載の金属試料迅速採取サンプラー。
【0025】
(8) 前記試料採取空間がガス抜き孔を有していることを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれかに記載の金属試料迅速採取サンプラー。
【0026】
(9) 前記サンプルケース体が紙管の先端部に取り付けられていることを特徴とする前記(1)〜(8)のいずれかに記載の金属試料迅速採取サンプラー。
【0027】
(10) 溶融金属にサンプラーを浸漬し、分析に供する金属試料を採取するサンプリング方法において、
(a)前記(1)〜(9)のいずれかに記載の金属試料迅速採取サンプラーを溶融金属に浸漬し、
(b)空間区分板で左右に分割した1対の試料採取空間内で、流入路から侵入してくる溶融金属を急冷凝固し、
(c)上記サンプラーを引き上げ、サンプルケース体を急冷した後、金属試料を取り出す、
ことを特徴とする迅速サンプリング方法。
【0028】
【発明の実施の形態】
本発明について詳細に説明する。図1に、本発明に係る試料採取容器の基本構造を示す。サンプルケース体1は、溶融金属が流入してくる流入路5(この流入路5は、図2に示すように、流入孔8に繋がっている。)を有していて、該流入路5から侵入してくる溶融金属を急冷凝固せしめる偏平な試料採取空間4を一側面に備える左右1対の半割サンプルケース2が、溶融金属をはじく材質の空間区分板3を挟んで合体されて構成されている。
【0029】
したがって、サンプルケース体1には、上記左右の半割サンプルケース2と空間区分板3により、左右に、偏平な試料採取空間4が形成されている。
【0030】
上記半割サンプルケース2は、溶融金属を的確に急冷凝固せしめ、均一な凝固組織を有する金属試料を得るために、抜熱能力の高い材料で構成する。抜熱能力の高い材料として、鉄、鋼、アルミニウム、銅、および、ステンレス鋼のいずれか1種または2種以上からなる材料を用いることができる。
【0031】
上記半割サンプルケースの材料は、溶融金属の種類、特性、温度、さらに、溶融金属による汚染・侵食等を勘案して、適切な材質のものを選択すればよい。本発明者の実験結果によれば、溶融金属が溶鋼の場合、鉄ないし鋼が好ましい。
【0032】
上記試料採取空間4には、図1に示すように、ガス抜き孔6を設けることが、該試料採取空間4内に溶融金属を迅速かつ円滑に導入する点で好ましい。
【0033】
本発明においては、溶融金属をはじく材質の板を、空間区分板3として使用する。この空間区分板3は、溶融金属をはじく材質の他、熱衝撃に強くかつ耐熱性に優れ、金属不純物量が少ない材質の板であることが望ましい。
【0034】
本発明者の実験結果によれば、空間区分板として、石英ガラス板、ガラス板、窒化ホウ素板、また、さらに、金属板またはセラミックス板の表層に高温湿潤・離型材(例えば、窒化ホウ素、シリカ、アルミナ、ジルコニア、炭化珪素等のセラミックスパウダー)を塗布した板を用いることができる。
【0035】
空間区分板は、溶融金属の種類、特性、温度、さらに、溶融金属による汚染・侵食等を勘案して、適切な材質のものを選択すればよい。例えば、溶融金属が溶鋼の場合、石英ガラス板が好適である。
【0036】
そして、本発明においては、この偏平な試料採取空間4と空間分割板3が相まって重要な作用をなし、分析に直ちに供し得る金属試料を作成することができる。この作用について説明する。
【0037】
図2に、サンプラーを溶融金属に浸漬する場合におけるサンプルケース体1の一態様の断面を示す。空間分割板3を間に挟んだ左右1対の半割サンプルケース2、2は、半割固定リング7により、しっかりと合体されている。そして、サンプルケース体1の下部には、溶融金属の流入路5に繋がる流入孔8が設けられ、流入孔8には、スラグ避けの保護キャップ9が被せられている。
【0038】
サンプルケース体1が溶融金属に浸漬されると、スラグ避け保護キャップ9が溶融金属の熱で溶融・消失し、溶融金属が、流入孔8から侵入し、半割固定リング7を通過し、流入路5から、試料採取空間4内に侵入する。
【0039】
この侵入にあたり、半割サンプルケース2の間には、溶融金属をはじく材質の空間区分板3が挟み込まれているので、サンプルケース体1は、この「溶融金属をはじく」特性の作用により、溶融金属を、試料採取空間4の差込口近傍で凝固させることなく、迅速かつ円滑に試料採取空間4の隅々まで侵入せしめ、そして、試料採取空間4が偏平であるが故に、上記侵入後、直ちに、溶融金属を急冷凝固せしめることができる。
【0040】
なお、この時、サンプルケース体1にガス抜き穴6を設けておくと、溶融金属の侵入時、試料採取空間内部のガスがガス抜き穴6より排出されて、溶融金属の侵入が、より迅速かつ円滑に行なわれる。
【0041】
このようにして、薄くてかつ凝固組織の均一な金属試料を迅速に得ることができる。
【0042】
試料採取空間4の厚さは、そのまま試料の厚さ(薄さ)に反映するから、直ちに分析に供し得る試料を得る点で重要である。試料採取空間4の厚さを厚くすると、溶融金属が凝固し終わるまでの時間が遅延するとともに、成分偏析が生じやすくなる。
【0043】
また、試料をガス分析等に供する際、該試料に、打ち抜き、パンチプレス等の加工を施す場合があるが、試料の厚さが厚すぎると、再度、試料を切断する等の余計な試料作成工程が必要となり、このような場合、試料採取から分析に至るまでに要する時間を短縮することができない。
【0044】
一方、試料採取空間の厚さを薄くすると、迅速、円滑な溶融金属の侵入が難しくなり、迅速な金属試料の採取に支障が生じる。
【0045】
したがって、試料採取空間の厚さには最適範囲が存在するが、この最適範囲は、当然に、金属の種類、成分、溶融温度等によって異なる。例えば、溶融金属が溶鋼の場合、上記最適範囲は0.5〜20mmであり、好ましくは、2〜5mmである。
【0046】
また、上記試料採取空間4の平面形状は、特定の形状に限られないが、急冷凝固速度を試料全面わたり略一定に維持し、均一な凝固組織を確保するという点で、ほぼ円形ないし楕円形であることが好ましい。
【0047】
ここで、図3に、本発明に係る金属試料迅速採取サンプラーの全体の一態様を示す。このサンプルケース体1において、半割サンプルケース2、2を合体する半割固定リング7は、耐火材10で被覆され、溶融金属による汚染・侵食から保護されている。
【0048】
このサンプルケース体1が、セラミックウール11を間に挟み紙管14に連結され、保持用支持棒13で支持されている。そして、この保持用支持棒13の下部が、耐火セラミックス12で被覆され、溶融金属による汚染・侵食から保護されている。
【0049】
本発明においては、図3に一態様を示す金属試料迅速採取サンプラーを、溶融金属に浸漬し、分析に供する金属試料を採取する。
【0050】
金属試料迅速採取サンプラーを溶融金属に浸漬し、空間区分板で左右に区分した1対の試料採取空間4において、流入路から侵入してきた溶融金属を急冷凝固せしめ、次いで、上記サンプラーを引き上げ、サンプルケース体1を急冷し、その先端部に衝撃を加えて、空間区分板と半割サンプルケースを剥離し、目的の金属試料を取り出す。
【0051】
金属試料を取り出した後は、研磨に供し、次いで、例えば、発光分光分析装置に供して成分を分析する。
【0052】
本発明の迅速サンプリング方法によれば、金属試料迅速採取サンプラーを引き上げた時には、試料採取空間4の内部で、既に溶融金属が凝固し、金属試料が形成されているので、上記サンプラーの引き上げ後は、サンプルケース体1を室温まで冷却して、金属試料を取り出すだけでよく、金属試料を、試料採取から研磨・分析に供するまでに要する時間を大幅に短縮することができる。
【0053】
また、本発明の迅速サンプリング方法によれば、同じ金属試料を同時に2個採取することができるので、どちらか一方を最適な分析対象試料として選択できるし、また、1つの金属試料が凝固組織の点で不良であっても、片方の金属試料を使用することができるので、再度、金属試料を採取する手間を要せず、試料採取から研磨・分析に至るまでの迅速性を何ら阻害しない。
【0054】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明するが、本発明は、実施例で採用した条件に限定されるものではない。
【0055】
(実施例)
直径30mm、厚さ4mmの円形状の試料採取空間を有する半割サンプルケースを用いて、図3に示す構造の金属試料迅速採取サンプラーを作製し、本発明の迅速サンプリング方法(本発明法)と従来のサンプリング方法(従来法)で、溶鋼をサンプリングして、両方法における、分析時間と分析精度を比較した。
【0056】
分析時間について、従来法では、試料取り出しまで約120秒を要するのに対し、本発明法では、約60秒後に取り出すことができることを確認した。
【0057】
分析精度については、発光分光分析によりTi量を分析して比較した。その結果を図4に示す。この図に示すように、本発明法と従来法で採取した両試料中のTi量は対応関係にあるから、本発明法で採取した試料は、分析精度の点で、従来法で採取した試料と遜色なく、従って、本発明法は、従来法に替わり得るものであることが解かる。
【0058】
このように、本発明のサンプリング方法によれば、発光分光分析に直ちに供し得る適正な試料を迅速に採取することができる。
【0059】
【発明の効果】
本発明によれば、金属試料迅速採取サンプラーを引き上げた時には、試料採取空間の内部で溶融金属が急冷凝固し金属試料が形成されているので、上記サンプラーを溶融金属から引き上げた後、室温まで冷却して金属試料を取り出すだけでよく、試料採取から研磨・分析に供するまでに要する時間を大幅に短縮できて、精錬工程における成分管理・調整に対し迅速に対応することができる。
【0060】
また、本発明によれば、採取した金属試料の組織は、急冷凝固により微細化されているので、発光分光分析時、異常発光がなく、金属試料の成分を精度良く分析することができ、精錬工程における成分管理・調整に対し的確に対応することができる。
【0061】
さらに、本発明によれば、同じ金属試料を同時に2個採取することができるので、どちらか1つを、最適な分析対象試料として選択できるし、また、1つの金属試料が凝固組織の点で不良であっても、片方の金属試料を使用することができるので、精錬工程における成分管理・調整に求められる迅速性を維持することができる。
【0062】
したがって、本発明は、精錬工程における成分管理・調整の迅速・適正化において、顕著な効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るサンプルケース体の基本構造を示す図である。図1(a)は、サンプルケース体の一断面を示す図であり、図1(b)は、図1(a)において、A−Aにおける断面を示す図である。
【図2】実際に溶融金属に浸漬する場合におけるサンプルケース体の一態様における断面を示す図である。
【図3】本発明に係る金属試料迅速採取サンプラーの全体の一態様を示す図である。
【図4】本発明法と従来法で採取した両試料中のTi量の対応関係を示す図である。
【符号の説明】
1…サンプルケース体
2…半割サンプルケース
3…空間区分板
4…試料採取空間
5…流入路
6…ガス抜き孔
7…半割固定リング
8…流入孔
9…保護キャップ
10…耐火材
11…セラミックウール
12…耐火セラミックス
13…保持用支持棒
14…紙管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a metal sample used for rapid discrimination of metal components in order to perform process control quickly and accurately in a metal refining process, particularly a metal sample suitable for component analysis by a spark emission spectrometer. And a sampling method using the sampler.
[0002]
[Prior art]
In the metal refining process, a metal sample is collected by a sampler, the components are analyzed by an analytical instrument, and the components of the metal are controlled or adjusted. This management and adjustment requires quick and accurate, but in order to perform the above management and adjustment quickly and accurately, first, it is necessary to quickly collect a metal sample and quickly provide it for analysis.
[0003]
Conventionally, spark emission spectroscopy has been widely used for analysis because it can be analyzed quickly, and the analysis itself does not take much time, but from sampling to polishing to analysis. Can take a considerable amount of time. Therefore, in order to shorten the time from sampling to analysis, various samplers for quickly collecting a sample have been proposed.
[0004]
For example, Japanese Unexamined Utility Model Publication No. 6-74964 proposes a probe for collecting a molten metal sample in which a sample collecting container and a pin sample collecting container are attached to the end of a paper tube, and a disk sample and a pin sample are simultaneously sampled. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-21795 discloses that a small block sample collection chamber is provided in addition to a sample collection chamber, and a sample to be used for emission spectroscopy or X-ray fluorescence analysis and a sample to be used for fuel gas analysis are simultaneously collected. Metal sampling devices have been proposed.
[0005]
However, since the samples collected by these samplers have a large sample diameter and a large sample thickness, it takes a considerable amount of time before cooling after collection and preparing a sample for analysis and submitting it for analysis. Thus, the sampler described above is inferior in obtaining the analysis result quickly.
[0006]
Furthermore, in the sampler, central component segregation occurs due to a difference in solidification rate at the time of cooling, a metal structure is enlarged with a delay in the solidification rate, and inclusions such as cementite are precipitated, and emission spectroscopy is performed. There is a problem in both analysis time and analysis accuracy that abnormal light emission occurs during analysis and analysis accuracy is impaired.
[0007]
However, in the metal refining process in recent years, it is essential that component management and adjustment be performed promptly and accurately. Therefore, it is strongly desired to minimize the time from sampling to obtaining analysis results. ing.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a sampler for collecting a sample which can be immediately subjected to component analysis and a sampling method for rapidly collecting a sample using the sampler in order to meet the above demand.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have investigated the causes of the delay in analysis time and the deterioration in analysis accuracy in metal samples collected by a conventional sampler. As a result, it was found that the delay of the analysis time and the deterioration of the analysis accuracy were caused by the thick sample for analysis.
[0010]
That is, since the molten metal starts to solidify from the moment it comes into contact with the mold wall, in a conventional sampler (for example, a cylindrical sampler), the molten metal is sufficiently introduced into the interior of the sample collection container to obtain a uniform component. In order to prepare a sample, the thickness of the sample had to be increased, but it was found that this was a cause of a delay in analysis time and a deterioration in analysis accuracy.
[0011]
Therefore, the present inventor studied the structure of a sampler capable of reducing the sample thickness to the minimum and rapidly collecting a metal sample capable of maintaining at least the analysis accuracy of the related art. In order to reduce the sample thickness, it is conceivable to first reduce the thickness of the sample collection container.However, when the sample collection container is thinned, it becomes difficult to quickly and smoothly introduce the molten metal into the sample collection container. is assumed.
[0012]
Based on this, the present inventor also examined the material of members constituting the sampler in the study of the structure of the sampler.
[0013]
As a result, the present inventor has constructed a part of the sample case body (sample collection container) from a member made of a material that is resistant to thermal shock, has excellent heat resistance, has a small amount of metal impurities, and repels molten metal. Utilizing the property of "repelling molten metal" of the member, the molten metal was quickly and smoothly penetrated to every corner of the sampling container, and the penetrated molten metal was brought into contact with the mold wall of the sampling container. We succeeded in obtaining a thin metal sample by solidifying it instantaneously.
[0014]
In addition, the inventor tried various members for members made of a material that is resistant to thermal shock and excellent in heat resistance, has a small amount of metal impurities, and repels molten metal, but when the molten metal is molten steel, quartz is used. Glass is preferred. In addition to quartz glass, for example, glass, boron nitride, and a high-temperature wet / release material (for example, ceramic powder such as boron nitride, silica, alumina, zirconia, and silicon carbide) are applied to the surface layer of a metal plate or a ceramic plate. It was also confirmed that the obtained material could be used as the above member.
[0015]
In addition, in the past, in many cases, only one sample was prepared in the sample collection container. However, this has the inconvenience that if the sample collected is defective, the sample must be collected again. At the same time, the inventor has studied the means for solving the above-mentioned inconvenience and the factor for preventing the analysis from being speeded up.
[0016]
As a result, if two sample forming chambers are provided in the sample collection container and two samples (one is a copy sample) are prepared at the same time, it is not necessary to re-collect even if one of the samples is defective. The idea was that the inconvenience of the analysis could be eliminated and the factors that hinder the speed of analysis could be eliminated.
[0017]
The present invention is based on the above idea and the result of the study, and the gist is as follows.
[0018]
(1) In a sampler provided with a sample case body for collecting a metal sample from molten metal, the sample case body is
(A) a pair of left and right half sample cases provided on one side surface with a flat sample collection space for rapidly cooling and solidifying molten metal entering from an inflow channel provided in the case body;
and,
(B) A space division of a material repelling molten metal, which is located between the pair of left and right half sample cases and divides the sample collection space to form a pair of left and right sample collection spaces in the sample case body. Board,
A metal sample rapid sampling sampler comprising:
[0019]
(2) The sampler according to (1), wherein the half sample case is made of a material having a high heat removal ability.
[0020]
(3) The material according to (2), wherein the material having a high heat removal ability is a material composed of one or more of iron, steel, aluminum, copper, and stainless steel. Metal sample rapid sampling sampler.
[0021]
(4) The metal sample rapid as described in any of (1) to (3) above, wherein the space dividing plate is a plate made of a material having excellent thermal shock resistance and heat resistance and having a small amount of metal impurities. Collection sampler.
[0022]
(5) The sampler according to (4), wherein the plate having a small amount of metal impurities is a quartz glass plate.
[0023]
(6) The sampler according to any one of (1) to (5), wherein the thickness of the sampling space is 0.5 to 20 mm.
[0024]
(7) The sampler according to any one of (1) to (6), wherein the sampling space has a substantially circular planar shape.
[0025]
(8) The sampler according to any one of (1) to (7), wherein the sampling space has a gas vent hole.
[0026]
(9) The sampler according to any one of (1) to (8), wherein the sample case body is attached to a tip of a paper tube.
[0027]
(10) In a sampling method for immersing a sampler in a molten metal and collecting a metal sample to be analyzed,
(A) immersing the metal sample rapid sampling sampler according to any of (1) to (9) above in a molten metal;
(B) Rapidly solidifying molten metal intruding from the inflow channel in a pair of sampling spaces divided into right and left by the space dividing plate;
(C) Pull up the sampler, quench the sample case body, and take out the metal sample.
A rapid sampling method characterized by the above-mentioned.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention will be described in detail. FIG. 1 shows the basic structure of a sampling container according to the present invention. The
[0029]
Therefore, in the
[0030]
The
[0031]
The material of the half sample case may be appropriately selected in consideration of the type, characteristics, and temperature of the molten metal, and contamination and erosion by the molten metal. According to the experimental results of the present inventors, when the molten metal is molten steel, iron or steel is preferable.
[0032]
As shown in FIG. 1, it is preferable to provide a
[0033]
In the present invention, a plate made of a material that repels molten metal is used as the space dividing plate 3. The space dividing plate 3 is desirably a plate made of a material that is resistant to thermal shock, has excellent heat resistance, and has a small amount of metal impurities, in addition to a material that repels molten metal.
[0034]
According to the experimental results of the present inventor, as a space dividing plate, a quartz glass plate, a glass plate, a boron nitride plate, and a high-temperature wet / release material (for example, boron nitride, silica, etc.) , Alumina, zirconia, silicon carbide, or other ceramic powder).
[0035]
The space dividing plate may be made of an appropriate material in consideration of the type, characteristics, and temperature of the molten metal, and contamination and erosion of the molten metal. For example, when the molten metal is molten steel, a quartz glass plate is suitable.
[0036]
In the present invention, the flat
[0037]
FIG. 2 shows a cross section of one embodiment of the
[0038]
When the
[0039]
In this intrusion, since the space dividing plate 3 made of a material that repels molten metal is sandwiched between the
[0040]
At this time, if the
[0041]
In this way, a thin metal sample having a uniform solidified structure can be quickly obtained.
[0042]
Since the thickness of the
[0043]
When the sample is subjected to gas analysis or the like, the sample may be subjected to processing such as punching or punch press. However, if the sample is too thick, unnecessary sample preparation such as cutting the sample again is required. A step is required, and in such a case, the time required from sampling to analysis cannot be reduced.
[0044]
On the other hand, when the thickness of the sampling space is reduced, it is difficult to quickly and smoothly enter the molten metal, which hinders quick collection of the metal sample.
[0045]
Therefore, there is an optimum range for the thickness of the sampling space, but this optimum range naturally depends on the type, composition, melting temperature, and the like of the metal. For example, when the molten metal is molten steel, the above-mentioned optimal range is 0.5 to 20 mm, preferably 2 to 5 mm.
[0046]
The planar shape of the
[0047]
Here, FIG. 3 shows one embodiment of the entire sampler for rapidly collecting metal samples according to the present invention. In this
[0048]
The
[0049]
In the present invention, the metal sample rapid sampling sampler shown in FIG. 3 is immersed in a molten metal, and a metal sample to be analyzed is collected.
[0050]
The metal sample rapid sampling sampler is immersed in the molten metal, and the molten metal that has entered from the inflow passage is rapidly solidified in the pair of
[0051]
After taking out the metal sample, it is subjected to polishing and then, for example, to an emission spectrometer to analyze components.
[0052]
According to the rapid sampling method of the present invention, when the metal sample rapid sampling sampler is pulled up, the molten metal has already solidified and the metal sample has been formed inside the
[0053]
Further, according to the rapid sampling method of the present invention, two identical metal samples can be sampled at the same time, so that either one can be selected as an optimal analysis target sample, and one metal sample is a solidified tissue. Even if it is defective in point, one of the metal samples can be used, so that there is no need for the trouble of collecting the metal sample again, and there is no impediment to the speed from the sampling to the polishing and analysis.
[0054]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the conditions employed in the examples.
[0055]
(Example)
Using a half sample case having a circular sampling space having a diameter of 30 mm and a thickness of 4 mm, a metal sample rapid sampling sampler having the structure shown in FIG. 3 was prepared, and the rapid sampling method of the present invention (the method of the present invention) was used. The molten steel was sampled by the conventional sampling method (conventional method), and the analysis time and the analysis accuracy in both methods were compared.
[0056]
Regarding the analysis time, it was confirmed that the conventional method required about 120 seconds to take out the sample, while the method of the present invention could take out the sample after about 60 seconds.
[0057]
Regarding the analysis accuracy, the amount of Ti was analyzed by emission spectroscopy and compared. The result is shown in FIG. As shown in the figure, since the Ti content in both samples obtained by the method of the present invention and the conventional method has a corresponding relationship, the sample obtained by the method of the present invention is the same as the sample obtained by the conventional method in terms of analytical accuracy. Therefore, it can be seen that the method of the present invention can replace the conventional method.
[0058]
As described above, according to the sampling method of the present invention, an appropriate sample that can be immediately provided for emission spectroscopy can be quickly collected.
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the metal sample rapid sampling sampler is pulled up, the molten metal is rapidly solidified inside the sample collection space to form a metal sample, so the sampler is pulled up from the molten metal and then cooled to room temperature. It is only necessary to take out the metal sample and then the time required from sample collection to polishing and analysis can be greatly reduced, and it is possible to quickly respond to component management and adjustment in the refining process.
[0060]
Further, according to the present invention, since the structure of the collected metal sample is refined by rapid solidification, there is no abnormal light emission during emission spectroscopic analysis, and the components of the metal sample can be analyzed with high accuracy. It is possible to respond appropriately to component management and adjustment in the process.
[0061]
Furthermore, according to the present invention, two of the same metal samples can be collected at the same time, so that either one can be selected as an optimum analysis target sample, and one metal sample can be selected in terms of a solidified structure. Even if it is defective, one of the metal samples can be used, so that the quickness required for component management and adjustment in the refining process can be maintained.
[0062]
Therefore, the present invention has a remarkable effect in quick and appropriate control and adjustment of components in the refining process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a basic structure of a sample case body according to the present invention. FIG. 1A is a diagram showing a cross section of the sample case body, and FIG. 1B is a diagram showing a cross section taken along AA in FIG. 1A.
FIG. 2 is a diagram showing a cross section of one embodiment of a sample case body when actually immersing in a molten metal.
FIG. 3 is a view showing one embodiment of the entire sampler for rapidly collecting metal samples according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing the correspondence between the amounts of Ti in both samples collected by the method of the present invention and the conventional method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (10)
(a)上記ケース体に設けた流入路から侵入してくる溶融金属を急冷凝固せしめる偏平な試料採取空間を一側面に備える左右1対の半割サンプルケース、
および、
(b)上記左右1対の半割サンプルケースの間に在って、上記試料採取空間を区分し、サンプルケース体内に左右1対の試料採取空間を形成する、溶融金属をはじく材質の空間区分板、
からなることを特徴とする金属試料迅速採取サンプラー。In a sampler including a sample case body for collecting a metal sample from molten metal, the sample case body is
(A) a pair of left and right half sample cases provided on one side surface with a flat sample collection space for rapidly cooling and solidifying molten metal entering from an inflow channel provided in the case body;
and,
(B) A space division of a material repelling molten metal, which is located between the pair of left and right half sample cases and divides the sample collection space to form a pair of left and right sample collection spaces in the sample case body. Board,
A metal sample rapid sampling sampler comprising:
(a)請求項1〜9のいずれか1項に記載の金属試料迅速採取サンプラーを溶融金属に浸漬し、
(b)空間区分板で左右に分割した1対の試料採取空間内で、流入路から侵入してくる溶融金属を急冷凝固し、
(c)上記サンプラーを引き上げ、サンプルケース体を急冷した後、金属試料を取り出す、
ことを特徴とする迅速サンプリング方法。In a sampling method of immersing a sampler in a molten metal and collecting a metal sample to be analyzed,
(A) immersing the metal sample rapid sampling sampler according to any one of claims 1 to 9 in a molten metal;
(B) Rapidly solidifying molten metal intruding from the inflow channel in a pair of sampling spaces divided into right and left by the space dividing plate;
(C) Pull up the sampler, quench the sample case body, and take out the metal sample.
A rapid sampling method characterized by the above-mentioned.
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