JP4738876B2 - Analytical sample preparation method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、鉄鋼(鉄、鋼および鉄合金をいう)、あるいは銅、アルミニウムなどの非鉄金属の検体から表面の酸化物層を除去し、X線蛍光分析や発光分光分析などによりその組成、不純物を、また鉄鋼などを高温で燃焼させてガス分析して炭素、硫黄、窒素などの含有量などを確認するための分析に用いる試料を調製する方法および装置に関する。 The present invention removes a surface oxide layer from a specimen of iron (steel, steel and iron alloy), or a non-ferrous metal such as copper or aluminum, and its composition and impurities are obtained by X-ray fluorescence analysis or emission spectroscopic analysis. Further, the present invention relates to a method and an apparatus for preparing a sample used for analysis for confirming the content of carbon, sulfur, nitrogen and the like by gas analysis by burning steel and the like at a high temperature.
製造中の、あるいは製品の鉄鋼や非鉄金属の組成や不純物をX線蛍光分析やアーク発光分析、スパーク発光分析などの発光分光分析により確認する方法は、JISやISOなどにより規定されている(例えば、JIS G1256−1982、JIS G1253など参照)。これらの分析には新鮮な平面を有する板状試料が用いられる。 Methods for confirming the composition and impurities of steel and non-ferrous metals in production or products by X-ray fluorescence analysis, arc emission analysis, spark emission analysis, etc. are defined by JIS, ISO, etc. (for example, JIS G1256-1982, JIS G1253, etc.). A plate-like sample having a fresh flat surface is used for these analyses.
一方、製造中の、あるいは製品中の鉄鋼や非鉄金属中の炭素、硫黄、窒素などの含有量を確認する目的で赤外線分光分析によるガス分析も実施される。ガス分析には粒状ないし微細片の試料が用いられる。
上記の分析に供する試料は、酸化物や汚染物などの不純物を含まない新鮮な表面及び新鮮な微細片であることが必要である。
従来から実施されているこれらの分析用試料の調製には、表面に酸化物層を有する断面が略円形の棒状検体を旋盤で側面を削り、次いで回転丸鋸で所定厚さに輪切りして板状の試料とし、一方ドリルで検体に孔を開け、生成する穿孔片を微細片としたり、薄めに輪切りしたものを打ち抜いて粒状試料とするなどの方法が用いられていた。
On the other hand, gas analysis by infrared spectroscopic analysis is also performed for the purpose of confirming the content of carbon, sulfur, nitrogen, etc. in steel and non-ferrous metals in production or in products. A granular or fine sample is used for gas analysis.
The sample used for the above analysis needs to be a fresh surface and a fresh fine piece free of impurities such as oxides and contaminants.
For the preparation of these analytical samples that have been carried out conventionally, the side surface of an approximately circular rod-shaped specimen having an oxide layer on the surface is shaved with a lathe, and then rounded to a predetermined thickness with a rotating circular saw. On the other hand, a method has been used in which a sample is made into a solid sample, a hole is made in a specimen with a drill, and the generated perforated piece is made into a fine piece, or a thin piece is punched into a granular sample.
しかしながら、この方法では、それぞれ別々の装置で試料を調製する必要があるため、試料調製が煩雑で、1つの装置で形状の異なる分析用試料を調製することが困難であり、そのため試料調製の自動化も困難であった。 However, in this method, since it is necessary to prepare samples with separate apparatuses, it is difficult to prepare samples for analysis having different shapes with one apparatus, and therefore automation of sample preparation. It was also difficult.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、鉄鋼または非鉄金属のX線蛍光分析用・発光分光分析用など及びガス分析用の酸化物層と汚染物などを除去した新鮮な表面を有する板状試料及び酸化物層と汚染物などを除去した新鮮な微細片を一つの装置で同時に調製することができる分析用試料調製方法および装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an oxide layer and contaminants for X-ray fluorescence analysis and emission spectroscopic analysis of steel or non-ferrous metals and gas analysis. To provide an analytical sample preparation method and apparatus capable of simultaneously preparing a plate-shaped sample having a removed fresh surface and fresh fine pieces from which an oxide layer and contaminants have been removed with one apparatus.
本発明によれば、断面が略円形の棒状または円板状の鉄鋼または非鉄金属の検体から、X線蛍光分析および/または発光分光分析に供する新鮮な平面を有する板状試料と、ガス分析に使用する新鮮な微細片と、を形成するための分析用試料調製方法において、その回転ヘッドに、前記検体の切断面の周縁部をテーパー状に切削するテーパー形成切削歯(a)と、前記テーパー形成切削歯(a)によりテーパー状の周縁部が形成された切断面を切削してガス分析用の微細片を形成する微細片形成切削歯(b)と、が設置されているフライス盤を使用し、前記回転ヘッドを同一軸上で回転させながら前記テーパー形成切削歯(a)で前記検体の切断面の周縁部を切削してテーパー状の周縁部を形成し、次いで、前記検体または前記フライス盤を水平方向に移動させながら、前記微細片形成切削歯(b)でテーパー状の周縁部が形成された前記検体の切断面を切削して、分析用の切断面と微細片を形成することを特徴とする分析用試料調製方法が提供される。 According to the present invention, the analyte of rod-like or disk-like steel or non-ferrous metal section is substantially circular, and a plate-like sample having a fresh plane subjected to X-ray fluorescence analysis and / or emission spectroscopy analysis, gas analysis to the new Korea fine pieces to use in the analysis sample preparation methods for forming, the rotary head of its tapered form cutting teeth for cutting the peripheral portion of the cut surface of the specimen tapered (a) When, with the taper formed cutting teeth (a) by tapered peripheral edge cutting to a cut surface formed fine pieces formed cutting teeth to form fine pieces for gas analysis (b), it is provided Using a milling machine, the peripheral edge of the cut surface of the specimen is cut with the tapered cutting teeth (a) while rotating the rotary head on the same axis to form a tapered peripheral edge, and then the specimen Or water the milling machine While moving in the horizontal direction, by cutting the cut surface of the said specimen periphery tapered in fines formed cutting teeth (b) is formed, that you form a cutting surface and fines for analysis A featured analytical sample preparation method is provided.
また、本発明によれば、断面が略円形の棒状または円板状の鉄鋼または非鉄金属の検体から、X線蛍光分析および/または発光分光分析に供する新鮮な平面を有する板状試料と、ガス分析に使用する新鮮な微細片と、を形成するための分析用試料調製装置において、前記検体を保持するためのクランプと、フライス盤と、が設置されており、前記フライス盤は、その回転ヘッドに、前記検体の切断面の周縁部をテーパー状に切削するテーパー形成切削歯(a)と、前記テーパー形成切削歯(a)によりテーパー状の周縁部が形成された切断面を切削してガス分析用の微細片を形成する微細片形成切削歯(b)と、が設置されたものであり、前記回転ヘッドを同一軸上で回転させながら前記テーパー形成切削歯(a)で前記検体の切断面の周縁部を切削してテーパー状の周縁部を形成し、次いで、前記検体または前記フライス盤を水平方向に移動させながら、前記微細片形成切削歯(b)でテーパー状の周縁部が形成された前記検体の切断面を切削して、分析用の切断面と微細片を形成することが可能なものであることを特徴とする分析用試料調製装置が提供される。 Further, according to the present invention, the analyte of rod-like or disk-like steel or non-ferrous metal section is substantially circular, and a plate-like sample having a fresh plane subjected to X-ray fluorescence analysis and / or emission spectroscopy analysis, in analytical sample preparation apparatus for forming a new Korea fine pieces to use for gas analysis, and a clamp for holding the specimen, and the full rice board, is installed, the milling machine, A taper-formed cutting tooth (a) for cutting the peripheral edge of the cut surface of the specimen into a taper shape on the rotating head, and a cut surface having a tapered peripheral edge formed by the taper-forming cutting tooth (a) are cut. And a fine piece forming cutting tooth (b) for forming a fine piece for gas analysis, and the taper forming cutting tooth (a) while rotating the rotary head on the same axis. Perimeter of specimen cut surface The sample in which a tapered peripheral portion is formed by cutting a portion, and then the tapered peripheral portion is formed by the fine piece forming cutting teeth (b) while moving the sample or the milling machine in a horizontal direction. by cutting the cut surface analytical sample preparation apparatus according to claim der Rukoto capable of forming a cutting surface and a fine piece for analysis is provided.
本発明によれば、表面の酸化物層や汚染物などが除去された新鮮な表面を有する板状試料及び新鮮な微細片を同一の装置で容易に作製することができる鉄鋼または非鉄金属の分析用試料調製方法、さらに自動化も可能な分析用試料調製装置が提供される。 According to the present invention, an analysis of a steel or non-ferrous metal that can easily produce a plate-like sample having a fresh surface from which oxide layers and contaminants on the surface have been removed and a fresh fine piece with the same apparatus. A sample preparation method for analysis and an analytical sample preparation apparatus that can be automated are provided.
本発明の特徴は、例えば、鋼鉄の製造中に、分析用に形成した検体の断面が略円形のインゴットから分析用の試料を調製する際、インゴット表面から酸化物層を切削して新鮮な表面を露出させ、分析用の微細片及び新鮮な表面を有する板状試料を、一つの装置で調製できるようにしたことにある。本発明で得られる板状試料は、その新鮮な平面を利用するX線蛍光分析や発光分光分析などの各種分析に用いられ、微細片試料は、それを溶解したり、燃焼させるなどして行なうガス分析などに使用される。 The feature of the present invention is that, for example, when preparing a sample for analysis from an ingot having a substantially circular cross section of the specimen formed for analysis during the production of steel, the oxide layer is cut from the surface of the ingot to obtain a fresh surface. And a plate-like sample having a fine piece for analysis and a fresh surface can be prepared with one apparatus. The plate-like sample obtained by the present invention is used for various analyzes such as X-ray fluorescence analysis and emission spectroscopic analysis utilizing the fresh plane, and the fine piece sample is dissolved or burned. Used for gas analysis.
以下に本発明を図面を参照して説明する。
図1に本発明の装置の1例の概略図を示す。切削ボックスB内には左側から順に、試料を調製する断面が略円形の棒状などの検体Aと、それを垂直方向に固定するクランプ1、検体Aを水平に切断する左右に移動可能な回転丸鋸2、及び該回転丸鋸2と連動して左右に移動可能な、回転丸鋸2により形成された切断面周縁部からバリをとるとともに微細片を切削して切断面を平滑にするフライス盤3が設置されている。クランプ1は、検体Aを固定した状態で上下に移動させることができる。フライス盤3には、例えば、概略平面図を図2に示すように、回転切削ヘッド4に、検体Aの切断面の周縁部のバリを取るとともに周縁部をテーパー状に切削するテーパー形成切削歯4aと、テーパー状の周縁が形成された切断面を切削してガス分析用の微細片を形成するとともに切断面を新鮮な平滑面にする微細片形成切削歯4bの2種の切削歯が、フライス盤軸を中心とする内側と外側の同心円上にそれぞれ着脱自在に取り付けられている。
The present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic diagram of an example of the apparatus of the present invention. In the cutting box B, in order from the left side, a specimen A having a substantially circular cross section for preparing a sample, a
切削歯4aは、検体Aの円形切断面の周縁部をテーパー状に切削し(バリ取りも兼ねる)、切断面より下方の側面の一定幅の部分から酸化物層や汚染物などを除去するものであり、切削歯4bはテーパー状切削後に検体Aの切断面を所定の厚み(例えば20〜50μm程度)で切削するものである。また、これによっても周縁部のバリを取ることもできる。
The
本発明の方法では、例えば、上記の装置に設置された回転丸鋸2を左方向に移動させながら検体Aを切断して新鮮な切断面を露出させるが、切断面周縁部にはバリが生じる。このバリ取りと検体の切断面以下の側面の一部を切削して新鮮な面を露出させるために、回転丸鋸2と連動させてフライス盤3も左方向に移動させ、検体切断面中心とフライス盤3の回転軸とが一致した時点でフライス盤3の移動を停止させる。そして、検体切断面の周縁部を、そこがテーパー状に切削されるように、回転切削ヘッド4を降下させながら切削歯4aで切削する。このテーパー状切削は、回転切削ヘッド4は降下させず、検体Aを上昇させながら切削することによっても可能であり、本発明ではいずれであってもよい。切削歯4aによって検体Aの周縁部がテーパー状に切削され始める状態を図3(1)に、テーパー状に切削された検体Aの状態を図3(2)に示す。
In the method of the present invention, for example, the specimen A is cut while moving the rotary
次いで、テーパー状周縁部が形成された検体Aの切断面を所定の厚さで回転ヘッド4の切削歯4bで切削するために、図4(1)に示すように上記厚さ分だけ回転切削ヘッド4を降下させ、フライス盤3を右方向に移動させながら検体の左側の周縁部から右側の周縁部に向かって切削歯4bで円弧状に切断面全面を切削する。この際の切削片は捕集され微細片試料として分析に供される。図4(2)に切削終了後の検体Aの状態を示す。この切削歯4bによる切削は、回転ヘッドを降下させず、検体Aを上昇させることによっても可能であるが、本発明ではいずれであってもよい。
以上の切削歯4aと4bの切削により検体から酸化物層や汚染物などが除去された分析用の平滑で新鮮な切断面と新鮮な微細片試料とを調製することができる。
Next, in order to cut the cut surface of the specimen A on which the tapered peripheral portion is formed with the
A smooth and fresh cut surface for analysis and a fresh fine piece sample from which the oxide layer and contaminants are removed from the specimen by cutting the
上記の切削が実施されるために、切削歯4aと4bは、フライス盤3の回転切削ヘッド4に、例えば図2に示すように、フライス盤の回転軸を中心とする内側の同心円上に切削歯4aが、外側の同心円上に4bが、それぞれ少なくとも1個交換可能に取り付けられる。切削歯4aは、例えば、図5に斜視図を示すように直角三角形板様に形成され、その斜面が検体Aの周縁部を切削できるように加工されたものが使用される。また、上記の直角三角形板様に形成された切削歯4a取り付け基台の斜面に切削歯4aを交換可能に設置したものも使用できる。
In order to perform the above cutting, the
切削歯4aによる切削終了後、フライス盤を、例えば右方向に移動させながら、周縁部がテーパー状に切削された検体Aの切断面を、回転切削ヘッド4の回転により切削歯4bで円弧状に切削する。切削歯4bは、その先端部が平面を切削できるように形成されたものであれば形状は特に制限されない。また、上記の直角三角形板様の切削歯4aの下端部を平面切削が可能な形状に加工したもの(4aと4bを一体に形成したもの)、あるいは図6に斜視図を示すように切削歯4aの上記の直角三角形板様の取り付け基台の下端部に切削歯4bを交換可能に設置したものも使用することができる。本発明においては切削歯4a、4bの態様は特に制限されるものではない。
After the cutting by the
上記例示の装置では、回転丸鋸2とフライス盤3は、それぞれ独立した切断手段および切削手段として使用されるが、これらを一体に構成したものとして使用することもできる。例えば1例を図7に示すが、フライス盤を改良する場合には、それぞれ交換可能に、丸鋸2を先ず設置し、丸鋸2の下に前記2種の切削歯4aと4bを有する回転切削ヘッド4を設置したものが挙げられる。使用方法は上記の装置の場合と同様である。
In the above example apparatus, the rotary
また、本発明の装置では、クランプ1は、例えば棒状の検体Aを水平に保持固定し、検体Aを左右方向および上下方向には移動させることができず、回転丸鋸2とフライス盤3は連動して左右に移動でき、これらは独立して上下移動ができ、回転丸鋸2は垂直方向に回転して上記検体Aを切断し、フライス盤3はその切断面を切削できるように設置する(いわゆる横フライス盤)こともでき、クランプ1、回転丸鋸2およびフライス盤3の設置方向、上下、左右の移動の可否などは特に限定されない。この場合にも上記の回転丸鋸とフライス盤を一体に構成したものも使用することができる。また、本発明では、回転丸鋸2およびフライス盤3による切削および切削微細片の捕集を窒素ガスやアルゴンなどの不活性ガス中で実施し、切削中の酸化物の生成を防止することもできる。
Further, in the apparatus of the present invention, the
フライス盤の回転ヘッドに設置する切削歯4aは、検体Aの切断面周縁部をテーパー状に切削するために、例えば概略斜視図を図5に示すよう直角三角形の斜辺に形成され、検体Aを上昇させながら、あるいは回転ヘッドを下降させながら検体Aの切断面周縁部をテーパー状に切削する。切削歯4bは、検体Aの切断面を切削することができればよく、特に制限されない。また、回転丸鋸2は先端に超硬合金製の切削歯を着脱自在に設置したものが、切削歯4a、4bは、全体が、あるいは取り付け基台に設置する部分が超硬合金製であるものを使用することができる。鋼の切断および切削には超硬合金製のものが特に好ましい。これらの材質は、検体の種類に応じて選択することができ、特に制限されるものではない。
The cutting
本発明により、鉄鋼または非鉄金属の検体から表面の酸化物層や汚染物などが除去された新鮮な表面を有する板状試料及び新鮮な微細片の調製を同一の装置で、かつ容易に作製することができる。また本発明の装置はコンピュータコントロールによる自動操作化が可能である。 According to the present invention, the preparation of a plate-like sample having a fresh surface from which a surface oxide layer or contaminants are removed from a specimen of steel or non-ferrous metal and a fresh fine piece can be easily prepared with the same apparatus. be able to. The apparatus of the present invention can be automatically operated by computer control.
1:検体保持クランプ
2:回転丸鋸
3:フライス盤
4:回転切削ヘッド
4a:テーパー形成切削歯
4b:微細片形成切削歯
A:検体
B:切削ボックス
1: Specimen holding clamp 2: Rotating circular saw 3: Milling machine 4: Rotating cutting
Claims (6)
その回転ヘッドに、前記検体の切断面の周縁部をテーパー状に切削するテーパー形成切削歯(a)と、前記テーパー形成切削歯(a)によりテーパー状の周縁部が形成された切断面を切削してガス分析用の微細片を形成する微細片形成切削歯(b)と、が設置されているフライス盤を使用し、
前記回転ヘッドを同一軸上で回転させながら前記テーパー形成切削歯(a)で前記検体の切断面の周縁部を切削してテーパー状の周縁部を形成し、
次いで、前記検体または前記フライス盤を水平方向に移動させながら、前記微細片形成切削歯(b)でテーパー状の周縁部が形成された前記検体の切断面を切削して、分析用の切断面と微細片を形成することを特徴とする分析用試料調製方法。 Cross section from the sample of generally circular rod-like or disk-like steel or non-ferrous metals, a plate-like sample having a fresh plane subjected to X-ray fluorescence analysis and / or emission spectroscopy analysis, new to use for gas analysis Korea a fine piece, in analytical sample preparation methods for forming,
The rotary head of that, the taper forming the cutting teeth (a) cutting a peripheral portion of the cut surface of the specimen to the tapered, the cut surface tapered peripheral portion is formed by a taper formed cutting teeth (a) use a fine piece forming the cutting teeth cut to form a fine piece for gas analysis (b), the milling machine is installed,
While rotating the rotary head on the same axis, the taper forming cutting teeth (a) cut the peripheral edge of the cut surface of the specimen to form a tapered peripheral edge,
Next, while moving the specimen or the milling machine in the horizontal direction, the cut surface of the specimen on which the tapered peripheral edge is formed with the fine piece forming cutting teeth (b) is cut, analytical sample preparation wherein that you form fine pieces.
前記検体を保持するためのクランプと、フライス盤と、が設置されており、
前記フライス盤は、その回転ヘッドに、前記検体の切断面の周縁部をテーパー状に切削するテーパー形成切削歯(a)と、前記テーパー形成切削歯(a)によりテーパー状の周縁部が形成された切断面を切削してガス分析用の微細片を形成する微細片形成切削歯(b)と、が設置されたものであり、
前記回転ヘッドを同一軸上で回転させながら前記テーパー形成切削歯(a)で前記検体の切断面の周縁部を切削してテーパー状の周縁部を形成し、
次いで、前記検体または前記フライス盤を水平方向に移動させながら、前記微細片形成切削歯(b)でテーパー状の周縁部が形成された前記検体の切断面を切削して、分析用の切断面と微細片を形成することが可能なものであることを特徴とする分析用試料調製装置。 Cross section from the sample of generally circular rod-like or disk-like steel or non-ferrous metals, a plate-like sample having a fresh plane subjected to X-ray fluorescence analysis and / or emission spectroscopy analysis, new to use for gas analysis Korea in analytical sample preparation apparatus for forming the fine pieces, a,
A clamp for holding the specimen, and the full rice board, is installed,
In the milling machine, a taper-shaped cutting tooth (a) for cutting a peripheral edge portion of the cut surface of the specimen into a taper shape and a tapered peripheral edge portion are formed on the rotary head by the taper-forming cutting tooth (a). Fine piece forming cutting teeth (b) for cutting the cut surface to form fine pieces for gas analysis are installed,
While rotating the rotary head on the same axis, the taper forming cutting teeth (a) cut the peripheral edge of the cut surface of the specimen to form a tapered peripheral edge,
Next, while moving the specimen or the milling machine in the horizontal direction, the cut surface of the specimen on which the tapered peripheral edge is formed with the fine piece forming cutting teeth (b) is cut, analytical sample preparation apparatus according to claim der Rukoto capable of forming a fine piece.
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