JPH03235057A - 金属溶湯分析用サンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は溶解炉等で生成された鋳造用金属用溶湯の成分
を分析するためのサンプリング装置に関する。

（従来技術） 従来、溶解、鋳造工場において行なわれる金属溶湯の成
分分析に際しては、例えば実公昭５９−１４４３５号公
報に開示されているように、現場で採取した少量の溶湯
を固化して得た試料をエアシュータで別棟の分析室に送
り、ここで試料表面を研磨機で整形した後、発光分析装
置（真空型カントレコーダ）により定量分析を行なって
いた。そして現場では分析室から送られたデータにもと
づいて溶湯の成分を調整して鋳造品を製造していた。

したがって、溶湯の成分分析に多大の工数を要するのみ
でなく、溶解、鋳造工場でリアルタイムの分析が不可能
なため、溶湯成分コントロールの自動化が困難であった
。

（発明の目的） そこで本発明は、溶湯のリアルタイム分析が可能なサン
プリング装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明によるサンプリング装置は、下部が溶湯に浸漬さ
れるサンプリング筒内に、溶湯の場面との間で放電を生
じさせる放電用電極を設け、この放電によって生じた溶
湯成分よりなる微粒子を不活性ガスとともに分析装置に
搬送するように構成されていることを特徴とする。

（発明の効果） 本発明によれば、溶湯のリアルタイム分析が可能になる
から、溶湯成分コントロールの自動化が容易となる。ま
た成分分析に要する時間が短縮され、溶解操業の能率向
上を図ることができる。さらに専任の分析用人員を必要
とせず、溶解従事者による分析が可能になる等の多くの
利点を有する。

（実　施　例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図は本発明の実施例による金属溶湯分析用サンプリ
ング装置の全体構成を概略的に示す図である。第１図に
おいて、１は溶湯２を収容した溶解炉、３は下端を溶湯
２に浸漬可能なセラミック製のサンプリング筒である。

サンプリング筒３は水平面内での回動および上下移動可
能なロボットアーム４の先端に取付けられている。ロボ
ットアーム４はコントロール基板５および駆動用モータ
６を備えたコントローラ７によって作動される。

上記サンプリング筒３は、スカート部３ａを下部に備え
た円筒体よりなり、上記スカート部３ａが所定深さだけ
溶湯２内に浸漬された場合、湯面２ａとスカート部３ａ
とに囲まれた円柱状のサンプリング室８がサンプリング
筒３の内部に形成されるように構成されている。９は放
電用電極で、この電極９はサンプリング筒３内部の中心
部において電極保持具１０に交換可能に取付けられて垂
設されており、電極９の下方部は上記サンプリング室８
内に突出している。サンプリング筒３のスカート部３ａ
の外周面には、湯面センサ１１が取付けられており、こ
の湯面センサ１１による湯面２ａの検知によって、スカ
ート部３ａの溶湯２への浸漬深さが決定され、これによ
り放電用電極９の下端と湯面２ａとの間に所定の放電用
間隙が形成されるようになっている。サンプリング筒３
には、その上部から下方に延びて室８内に開口する２本
の分析用ガス通路１２．１３が設けられている。一方の
ガス通路１２は、アルゴンのような不活性ガスをガス源
１４からサンプリング室８内に導入するための通路であ
り、他方のガス通路１３は、電極９と溶湯２の湯面２ａ
との間の放電によって発生した溶湯成分よりなる微粒子
をサンプリング室８内の不活性ガスとともにプラズマ分
光分析計のような分析装置１５に搬送するための通路で
ある。サンプリング筒３のスカート部３ａおよび外周壁
３ｂの内部には、冷却用ガス通路１６が形成されており
、このガス通路１６内にアルゴンのような冷却用不活性
ガスがガス導入口１７およびガス導出口１８を介して循
環するようになっている。冷却用ガス源は分析用ガス源
１４と共用してもよい。放電用電極９からは電源ケーブ
ル１９が導出され、この電源ケーブル１９は、分析用ガ
スおよび冷却ガスの送給バイブおよび湯面センサ１１か
ら導出された信号線２０とともにロボットアーム４の内
部を通ってコントローラ７内に導がれ、さらに電源ケー
ブル１９は高圧電源２ｏに接続されている。

以上のような構成において、溶湯２の成分分析時には、
コントローラ７がロボットアーム４を駆動してサンプリ
ング筒３を溶湯２内に浸漬し、その際に湯面センサ１１
による湯面２ａの検出にもとづいて、放電用電極９の下
端と湯面２ａとの間に所定の放電用ギャップが設定され
る。そして電極９と溶湯２との間に高電圧を印加して電
極９と湯面２ａとの間に放電を生じさせると、溶湯２の
一部が蒸発して室８内に溶湯成分よりなる微粒子が発生
するから、この微粒子を不活性ガスをキャリアとして分
析装置（プラズマ発光分光分析計）に搬送して、溶湯成
分を分析する。プラズマ発光分光分析計では温度７００
０〜１００００℃程度の高温でかつドーナツ形のプラズ
マトーチによって被分析微粒子を励起発光させるため、
発光強度が安定しているとともに、分析感度が高いから
、微量元素の正確かつ迅速定量が可能である。

なお、本実施例では、サンプリング筒３をアルゴン等の
不活性ガスで冷却しているため、サンプリング筒３の内
部を溶湯２の熱から保護することができ、サンプリング
筒３を長期に亘って使用することができる。

また図示は省略するが、サンプリング筒３の外周面に取
付けた湯面センサ１１には、溶湯の付着を防止するため
にその下端面を除き石英製カバーで覆うことが推奨され
る。このようにすれば、湯面センサ１１の下端面に付着
した溶湯を除去するのみで再使用が可能となり、また熱
による湯面センサ１１の溶解等も防止することかできる
。

次に第３図は、サンプリング筒３の他の実施例を示す。

本実施例においては、サンプリング筒３に２個の湯面セ
ンサＩＩＡ、ＩＩＢが設けられており、一方の湯面セン
サ１１Ａはサンプリング筒３の外周面に固定されていて
溶湯２内へ浸漬されるようになっているが、他方の湯面
センサＩＩＢは支点２１のまわり回動可能になっている
。そしてこの場面センサＩＩＢが場面を感知すると、湯
面センサ１１Ｂに下端が連結されている作動杆２２が下
降して湯面センサＩＩＢを仮想線で示す位置まで回動さ
せるようになっている。この場合、湯面センサ１１Ｂの
基準点から溶湯面２ａまでの距離ＡＬからサンプリング
室８の高さＢＬを求め、このＢＬから放電ギャップの所
定の長さＧを減算したものが放電用電極９の長さＣＬに
なるようにサンプリング筒３の高さを調節すればよい。

本実施例の構成によれば、湯面センサ１１Ｂに溶湯２が
付着するのを防止でき、湯面センサ１１Ｂを長期に亘っ
て使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概念的説明図、第２図はその
サンプリング筒の断面図、第３図はサンプリング筒の他
の実施例を示す断面図である。 １・・・溶解炉　　　　　　２・・・溶湯２ａ・・・湯
面　　　　　　３・・・サンプリング筒４・・・ロボッ
トアーム　　７・・・コントローラ８・・・サンプリン
グ室　　９・・・放電用電極１０・・・電極保持具　　
　１１・・・湯面センサ１２．１３・・・分析用ガス通
路 １４・・・ガス源　　　　　１５・・・分析装置１６・
・・冷却用ガス通路　１９・・・電源ケーブル２０・・
・高圧電源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下部が溶湯に浸漬されるサンプリング筒と、このサンプ
   リング筒内に設けられていて、上記溶湯の湯面との間で
   放電を生じさせる放電用電極と、 上記放電によって発生した溶湯成分よりなる微粒子を不
   活性ガスとともに分析装置に搬送する手段と を備えていることを特徴とする金属溶湯分析用サンプリ
   ング装置。