JPH0540092A - Apparatus for analyzing components of molten metal - Google Patents

Apparatus for analyzing components of molten metal

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JPH0540092A
JPH0540092A JP22352491A JP22352491A JPH0540092A JP H0540092 A JPH0540092 A JP H0540092A JP 22352491 A JP22352491 A JP 22352491A JP 22352491 A JP22352491 A JP 22352491A JP H0540092 A JPH0540092 A JP H0540092A
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water cooling
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Tatsuro Honda
達朗 本田
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Abstract

PURPOSE:To rapidly obtain the accurate analytical result of the components of molten steel by transmitting laser beam for analysis to a remote position. CONSTITUTION:A laser waveguide 2 transmitting laser beam for analysis and an optical fiber 2 propagating the plasma beam generated on the surface of a sample are passed through the innermost peripheral pipe 1a of a water cooling cylinder 1 having a triple structure and the intermediate pipe and outermost peripheral pipe thereof are water cooling pipes 1b, 1c through which cooling water 15 circulated. A plurality of joint parts 5 having the degree of freedom are provided on the way of the laser waveguide 2 and laser beam is transmitted to the sample while reflected by the joint parts 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼等の溶融金属の成
分をレーザ発光分光分析法により分析する溶融金属の成
分分析装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molten metal component analyzer for analyzing a molten metal component such as molten steel by laser emission spectroscopy.

【0002】[0002]

【従来の技術】溶融金属の精錬作業、特に鉄鋼の転炉精
錬においては、製品の高品質化,多用化及び精錬工程に
要する時間の短縮化の要求に伴って、溶融金属(溶鋼)
の成分分析の高精度化及び分析時間の短縮化が強く要望
されている。
2. Description of the Related Art In refining work of molten metal, particularly in converter refining of steel, molten metal (molten steel)
There is a strong demand for higher accuracy in the component analysis and reduction of analysis time.

【0003】現在、鉄鋼の精錬過程において用いられて
いる溶鋼の代表的な成分分析法として、放電を利用した
放電発光分光分析法がある。この方法は、例えば鉄鋼便
覧VOL2,p490に示されているサブランス法にて
溶鋼の一部である試料をサンプリング容器内にサンプリ
ングした後、十分に環境整備された分析室内で分析を行
うものである。
At present, as a typical component analysis method for molten steel used in the refining process of iron and steel, there is a discharge emission spectroscopic analysis method using electric discharge. In this method, for example, a sample that is a part of molten steel is sampled in a sampling container by the sublance method shown in Iron and Steel Handbook VOL2, p490, and then analyzed in a fully-equipped analytical room. ..

【0004】この分析法においては、試料サンプリン
グ,サンプリング容器からの試料の取り出し,分析室内
への試料搬送,試料の冷却,切断,研磨等の前処理を施
した後、分析処理を行うので、試料サンプリング開始か
ら分析処理完了まで約5分の時間を要する。精錬工程が
約20分程度であることを考慮すると、この5分は大変長
い時間であると言える。このため、分析結果が得られた
時には、分析した溶鋼は既に精錬工程を終了し次工程に
移行している場合、または精錬が進み成分が大きく異な
った溶鋼を精錬中である場合があるので、分析結果を有
効に利用できないという難点がある。
In this analysis method, the sample is sampled, the sample is taken out of the sampling container, the sample is transferred into the analysis chamber, the sample is cooled, cut, and polished. It takes about 5 minutes from the start of sampling to the completion of analysis processing. Considering that the refining process takes about 20 minutes, this 5 minutes can be said to be a very long time. Therefore, when the analysis result is obtained, the analyzed molten steel may have already finished the refining process and moved to the next process, or the refining may proceed to refining the molten steel with greatly different components. The problem is that the analysis results cannot be used effectively.

【0005】上述したような放電発光分光分析法とは異
なり、溶融金属(溶鋼)の成分を直接分析する試みがな
されている。このような直接分析法の中では、レーザ光
を試料に照射してその表面にプラズマ光を発生させ、こ
のプラズマ光を分光解析して溶融金属の成分を直接分析
する方法、所謂レーザ発光分光分析法が広く用いられて
いる。このレーザ発光分光分析法は放電発光分光分析法
に比べて、試料面との距離変動による影響を受けにく
い、応答時間が短い、1m程度の遠隔にある試料の分析
が可能である、放電による電極の消耗がなく自動化が可
能である等の点において有利である。
Different from the discharge emission spectroscopy as described above, attempts have been made to directly analyze the components of molten metal (molten steel). Among such direct analysis methods, a sample is irradiated with laser light to generate plasma light on its surface, and the plasma light is spectrally analyzed to directly analyze the components of the molten metal, so-called laser emission spectroscopy. The method is widely used. Compared to discharge emission spectroscopy, this laser emission spectroscopy is less susceptible to changes in distance from the sample surface, has a short response time, and is capable of analyzing samples at a distance of about 1 m. It is advantageous in that it can be automated without being consumed.

【0006】レーザ発光分光分析法を用いて、転炉精錬
における溶鋼の成分分析を行う場合には、溶鋼表面を厚
いスラグ層が覆っているので、このスラグを除去した試
料面を形成する必要がある。このような点を考慮した溶
融金属(溶鋼)の直接分析法としては、例えば特開昭61
─181946号公報に開示されているものがある。
When the composition of molten steel in converter refining is analyzed by laser emission spectroscopy, the molten steel surface is covered with a thick slag layer, so it is necessary to form a sample surface from which this slag is removed. is there. As a direct analysis method of molten metal (molten steel) in consideration of such a point, for example, JP-A-61-61
─ There is one disclosed in Japanese Patent No. 181946.

【0007】特開昭61─181946号公報に開示された方法
は、水冷2重壁を有する室内にレーザ発振器,分光器を
配置し、窓を取り付けた集光筒をこの2重壁の一部に設
け、この窓からレーザ光を集光筒内に伝送し、集光筒の
先端に装着された消耗型のサンプルプローブ内で溶融金
属にレーザ光を照射する。このサンプルプローブには、
従来のサブランス法の紙管と同様にメタルキャップが設
けてあり、サンプルプローブがスラグ面を通過して溶融
金属に浸積した際にメタルキャップが外れる仕組みであ
る。このため、サンプルプローブ内へのスラグの侵入を
防止できて、溶融金属の分析を可能とする。また、この
特開昭61─181946号公報に開示された方法では、サンプ
リング時に集光筒を伸縮または装置全体を昇降させてサ
ンプルプローブを溶融金属に浸積させている。
In the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-181946, a laser oscillator and a spectroscope are arranged in a room having a water-cooled double wall, and a condenser tube equipped with a window is used as a part of the double wall. The laser beam is transmitted to the inside of the condenser tube through this window, and the molten metal is irradiated with the laser beam in the consumable sample probe attached to the tip of the condenser tube. This sample probe has
A metal cap is provided like the paper tube of the conventional sublance method, and the metal cap is removed when the sample probe passes through the slag surface and is immersed in the molten metal. Therefore, it is possible to prevent the slag from entering the sample probe and to analyze the molten metal. Further, in the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-181946, the sample probe is immersed in the molten metal at the time of sampling by expanding / contracting the condenser tube or raising / lowering the entire apparatus.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来例では、
以下に述べるような問題がある。レーザ発光分光分析法
により鋼中成分の分析を行う際には、プラズマ光の中に
鉄のスペクトル線が非常に多くかつ密に存在しているの
で、波長分解能が高い分光器が必要である。そのため、
分光器及びその周辺の温度を±数℃に安定させる必要が
ある。またその検出素子を安定的に動作させるために
は、周辺温度を40℃以下にすることも必要である。更
に、振動等も十分に除去しなければならない。このよう
な必要性はレーザ発振器においても同様である。ところ
が、転炉内部は非常に高温であり、実際転炉内に装置を
装入した場合に水冷壁にて覆っていても装置内部を40℃
以下の一定温度に維持することは極めて難しい。また、
転炉内の溶鋼は激しく流動しており、装置の一部を溶鋼
に浸積させた際には激しい振動が生じる。このような点
から、装置全体を転炉内に装入して成分分析を行うこと
が不可能であることは容易に想像される。
In the above-mentioned conventional example,
There are problems as described below. When the components in steel are analyzed by the laser emission spectroscopic analysis method, a spectroscope having a high wavelength resolution is necessary because iron spectral lines are present in plasma light in a very large number and densely. for that reason,
It is necessary to stabilize the temperature of the spectroscope and its surroundings to ± several ° C. Moreover, in order to operate the detection element stably, it is also necessary to set the ambient temperature to 40 ° C. or lower. Furthermore, vibrations and the like must be sufficiently removed. Such a need also applies to the laser oscillator. However, the inside of the converter is extremely hot, and the inside of the converter is 40 ° C even if the converter is actually covered with a water cooling wall.
It is extremely difficult to maintain the following constant temperature. Also,
The molten steel in the converter is violently flowing, and when part of the equipment is immersed in the molten steel, violent vibration occurs. From such a point, it is easily conceivable that it is impossible to load the entire apparatus into the converter and perform the component analysis.

【0009】また、上述した方法を改良して、集光筒を
伸縮させるかまたは長い集光筒を用意しサンプリング時
に集光筒のみを転炉内に装入させる方法においても、以
下に述べるような問題がある。
Further, in a method in which the above-mentioned method is improved and the light collecting tube is expanded or contracted or a long light collecting tube is prepared and only the light collecting tube is loaded into the converter at the time of sampling, the method will be described below. There is a problem.

【0010】この場合には、レーザ発振器及び分光器を
転炉内に装入させる必要がないので、これらへの温度及
び振動対策の影響を制御することは可能である。ところ
が、レーザ発振器,分光器を転炉上に設置したとき、こ
れらから溶鋼面までは十数mの距離、場合によっては20
m以上の距離となる。集光筒の外直径は通常周辺設備の
制約から大きくとも百数十mm程度である。例えば鋼製の
このような集光筒は、上端を固定すると下端に僅かな力
を加える事で湾曲することは容易に推定される。しか
も、転炉内では雰囲気及び溶鋼が激しく流動しているの
で、集光筒の先端は湾曲して振動する。例えば集光筒の
外直径が100mm程度である場合には、この湾曲振動の振
幅は100 mmを超えてしまう。従って、長さ20mの集光筒
を用いて、その内部の溶鋼面近傍にある集光レンズの中
心にレーザ光を伝送することは不可能である。
In this case, since it is not necessary to load the laser oscillator and the spectroscope in the converter, it is possible to control the influence of temperature and vibration countermeasures on them. However, when the laser oscillator and the spectroscope were installed on the converter, the distance from these to the molten steel surface was more than 10 m, and in some cases, 20
The distance is m or more. The outer diameter of the condenser tube is usually about 100 to 10 mm at most due to the restrictions of peripheral equipment. It is easily presumed that such a condenser tube made of steel, for example, will bend when the upper end is fixed and a slight force is applied to the lower end. Moreover, since the atmosphere and the molten steel are violently flowing in the converter, the tip of the condenser tube is bent and vibrates. For example, when the outer diameter of the condenser tube is about 100 mm, the amplitude of this bending vibration exceeds 100 mm. Therefore, it is impossible to transmit the laser light to the center of the condenser lens in the vicinity of the molten steel surface inside the condenser cylinder having a length of 20 m.

【0011】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、溶融金属の成分を精度良くしかも迅速に分析す
ることができる溶融金属の成分分析装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a molten metal component analyzer capable of accurately and quickly analyzing a molten metal component.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶融金属の
成分分析装置は、レーザ発光分光分析法を用いて溶融金
属の成分を分析する装置において、自由度を有する関節
部を備え、その内部にレーザ光を伝送して分析対象の溶
融金属の試料にレーザ光を照射するレーザ導波管と、該
レーザ導波管を内部に通す水冷管と、レーザ光の照射に
より前記試料の表面に発生したプラズマ光を伝播する光
ファイバと、前記レーザ導波管の中途に設けられ、前記
レーザ導波管の切離し及び接続を可能とするカップリン
グ部とを具備することを特徴とする。
A molten metal component analyzing apparatus according to the present invention is an apparatus for analyzing a molten metal component using a laser emission spectroscopic analysis method, which is provided with a joint portion having a degree of freedom, A laser waveguide that transmits laser light to the sample to irradiate the sample of the molten metal to be analyzed with the laser beam, a water cooling tube that passes the laser waveguide inside, and a laser beam that is generated on the surface of the sample. An optical fiber for propagating the plasma light, and a coupling portion provided in the middle of the laser waveguide and capable of disconnecting and connecting the laser waveguide are provided.

【0013】[0013]

【作用】本発明の成分分析装置では、レーザ導波管内を
伝送されるレーザ光がその関節部において伝送方向が変
化されるので、このような関節部をレーザ導波管の中途
に設けると自由な方向へレーザ光を伝送できる。また、
水冷管は、レーザ導波管を熱的な影響から保護すると共
に、レーザ導波管の重量を支える。
In the component analyzer of the present invention, since the transmission direction of the laser light transmitted in the laser waveguide is changed at the joint, it is free to provide such a joint in the middle of the laser waveguide. Laser light can be transmitted in any direction. Also,
The water cooling tube protects the laser waveguide from thermal influences and supports the weight of the laser waveguide.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて溶鋼の成分分析を例として具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings showing the embodiments thereof by way of example of composition analysis of molten steel.

【0015】図1は、本発明に係る溶融金属(溶鋼)の
成分分析装置におけるレーザ導波管と水冷管との構成を
示す模式図である。図中1は、内部にレーザ導波管2を
挿通させた水冷筒である。水冷筒1は3重壁構造をなし
ており、その最内周管1a内を、レーザ光を伝送するレー
ザ導波管2とプラズマ光を伝播する光ファイバ3とが通
っている。また、水冷筒1の中間管と最外周管とは、冷
却水が循環する水冷管1b, 1cとなっている。レーザ導波
管2は、例えばチタン合金からなる管部4と自由度を有
する関節部5とを交互に連結して構成されている。レー
ザ導波管2を含む水冷筒1の長さは22mである。レーザ
導波管2は6個の関節部5を有しており、具体的には、
水冷筒1の上部から12m, 13m, 18m, 19m, 21m, 22
mの位置に関節部5が設けられている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the construction of a laser waveguide and a water cooling tube in a molten metal (molten steel) component analyzer according to the present invention. In the figure, 1 is a water-cooled tube having a laser waveguide 2 inserted therein. The water-cooled tube 1 has a triple wall structure, and a laser waveguide 2 for transmitting laser light and an optical fiber 3 for propagating plasma light pass through the innermost peripheral tube 1a. Further, the intermediate pipe and the outermost peripheral pipe of the water cooling cylinder 1 are water cooling pipes 1b and 1c through which cooling water circulates. The laser waveguide 2 is configured by alternately connecting a tube portion 4 made of, for example, a titanium alloy and a joint portion 5 having a degree of freedom. The length of the water cooling cylinder 1 including the laser waveguide 2 is 22 m. The laser waveguide 2 has six joints 5, and specifically,
12m, 13m, 18m, 19m, 21m, 22 from the top of water cooling cylinder 1
The joint portion 5 is provided at the position m.

【0016】図2は、関節部5の近傍を示す拡大模式図
である。水冷筒1の上部から13m,19m, 22mの位置に
ある関節部5は、水冷筒1の最内周壁(水冷管1bの内
壁)1dと玉軸受6を介して接続されている。この接続部
により、レーザ導波管2の重量が支えられている。ま
た、この接続部の上方の管部4は2本の管4a, 4bにて構
成され、2本の管4a, 4bはリニアベアリング7により結
合されている。これにより、管部4は長軸方向にその長
さを変化できるようになっている。
FIG. 2 is an enlarged schematic view showing the vicinity of the joint 5. The joint portion 5 located at 13 m, 19 m, and 22 m from the upper portion of the water cooling cylinder 1 is connected to the innermost peripheral wall (inner wall of the water cooling pipe 1 b) 1 d of the water cooling cylinder 1 via a ball bearing 6. The weight of the laser waveguide 2 is supported by this connecting portion. The pipe portion 4 above the connecting portion is composed of two pipes 4a and 4b, and the two pipes 4a and 4b are connected by a linear bearing 7. Thereby, the length of the tube portion 4 can be changed in the long axis direction.

【0017】図3はレーザ導波管1の内部構成を示す模
式的断面図であり、隣合う管部4A,4Bとこれらの管部4A,
4Bとの間に連結配置された関節部5を表している。管
部4Aと関節部5とはベアリング8を介して連結されてい
る。関節部5内には回転可能なミラー9が設けられてい
る。図において、矢印は伝送されるレーザ光の光軸を示
し、一点鎖線は管部4B, 関節部5及びミラー9の回転軸
を示す。図3を参照してレーザ導波管2内のレーザ光伝
送について説明する。上流側の管部4A内をその中心軸沿
いに伝送されたレーザ光は関節部5内のミラー9により
反射される。関節部5においてミラー9はレーザ光の入
射方向に一致した回転軸で回転し、反射後のレーザ光は
下流側の管部4B内をその中心軸沿いに伝送される。この
ように、ミラー9の回転によりレーザ光の反射方向を変
えることが可能である。従って、このような構成の複数
の関節部5をレーザ導波管2の中途に設けることによ
り、自由な方向へレーザ光を伝送することができる。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the laser waveguide 1. Adjacent tube sections 4A, 4B and these tube sections 4A,
4B shows the joint portion 5 connected and arranged between the joint portion 4B and 4B. The tube portion 4A and the joint portion 5 are connected via a bearing 8. A rotatable mirror 9 is provided in the joint 5. In the figure, the arrow indicates the optical axis of the transmitted laser light, and the alternate long and short dash line indicates the rotation axes of the tube portion 4B, the joint portion 5 and the mirror 9. Laser light transmission in the laser waveguide 2 will be described with reference to FIG. The laser light transmitted along the central axis in the upstream pipe portion 4A is reflected by the mirror 9 in the joint portion 5. In the joint portion 5, the mirror 9 rotates about a rotation axis that coincides with the incident direction of the laser light, and the reflected laser light is transmitted along the central axis of the downstream pipe portion 4B. In this way, it is possible to change the reflection direction of the laser light by rotating the mirror 9. Therefore, by providing a plurality of joints 5 having such a configuration in the middle of the laser waveguide 2, laser light can be transmitted in any direction.

【0018】レーザ光は自由度があるレーザ導波管2内
を伝送されるが、20m伝送した後に数十mmの集光レンズ
にレーザ光を入射させなければならない。従って、角度
精度としては0.03度以下の精度にてレーザ光を伝送する
必要がある。このため、レーザ導波管2に余分な力が及
び、管部4を僅かでも曲げるとレーザ光をうまく伝送で
きない。そこで、管部4を、熱膨張係数が低く軽量であ
る材料(実施例ではチタン合金)にて作製している。と
ころが、レーザ導波管2は全長が20mにも及ぶので、レ
ーザ導波管2自身の重量により管部4は余分な応力を受
ける場合がある。この点を改善するために、本実施例で
は上述したように、2個所毎の関節部5を水冷管1bに固
定し、レーザ導波管2の重量を水冷管1bにて支えるよう
にしている。このように、水冷管は、レーザ導波管2を
冷却すると共にその重量を支えている。また、水冷筒1
を曲げた際に、管部4に応力がかからないように、図2
に示すように、水冷管1bとの接続部の上方の管部4は長
軸方向に伸縮自在としている。以上のような構成によ
り、本発明では、湾曲するレーザ導波管2内を集光レン
ズまで正確にレーザ光を伝送できる。
The laser light is transmitted through the laser waveguide 2 having a degree of freedom, but the laser light must be incident on a condenser lens of several tens of mm after being transmitted for 20 m. Therefore, it is necessary to transmit the laser light with an angle accuracy of 0.03 degrees or less. Therefore, an extra force is applied to the laser waveguide 2, and even if the tube portion 4 is bent even slightly, laser light cannot be transmitted well. Therefore, the tube portion 4 is made of a material having a low thermal expansion coefficient and a low weight (a titanium alloy in the example). However, since the total length of the laser waveguide 2 reaches 20 m, the weight of the laser waveguide 2 itself may cause the tube portion 4 to receive an extra stress. In order to improve this point, in this embodiment, as described above, the joint portions 5 at every two positions are fixed to the water cooling pipe 1b, and the weight of the laser waveguide 2 is supported by the water cooling pipe 1b. .. Thus, the water cooling tube cools the laser waveguide 2 and supports the weight thereof. Also, the water cooling cylinder 1
2 so that stress is not applied to the pipe portion 4 when the pipe is bent.
As shown in, the pipe portion 4 above the connection portion with the water cooling pipe 1b is extendable and contractable in the long axis direction. With the above configuration, in the present invention, laser light can be accurately transmitted to the condenser lens in the curved laser waveguide 2.

【0019】図4は、分光分析装置の全体構成を示す模
式図である。図中11は断熱壁にて覆われた分析室を示
す。分析室11内には、振動を防止する防振台12が設置さ
れ、防振台12上にはレーザ光を発振するレーザ発振器13
とプラズマ光のスペクトル解析を行う分光器14とが載置
されている。レーザ導波管2及び光ファイバ3は分析室
11内まで延在し、レーザ導波管2はレーザ発振器13に接
続され、光ファイバ3は分光器14に接続されている。ま
た、分析室11内のレーザ導波管2の中途には、切離しと
接続とが可能なカップリング15が設けられている。分析
室11内は±3℃に空調されている。水冷筒1の下端には
紙管16が接続されている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the overall structure of the spectroscopic analysis device. Reference numeral 11 in the figure indicates an analysis chamber covered with a heat insulating wall. A vibration isolation table 12 for preventing vibration is installed in the analysis room 11, and a laser oscillator 13 for oscillating laser light is installed on the vibration isolation table 12.
A spectroscope 14 for performing spectrum analysis of plasma light is mounted. Laser waveguide 2 and optical fiber 3 are in the analysis room
The laser waveguide 2 is connected to a laser oscillator 13 and the optical fiber 3 is connected to a spectroscope 14 extending to the inside of 11. A coupling 15 that can be disconnected and connected is provided in the middle of the laser waveguide 2 in the analysis chamber 11. The inside of the analysis room 11 is air-conditioned at ± 3 ° C. A paper tube 16 is connected to the lower end of the water cooling cylinder 1.

【0020】図5は、溶鋼をサンプリングするサンプリ
ング手段の構成を示す模式図である。紙管16内には断熱
材17を介して、内径20mm, 深さ30mmの坩堝18が設置され
ている。紙管16の先端には低融点のメタルキャップ19が
取り付けられている。なお、紙管の構造としては、溶鋼
面の高さを測定する装置と組み合わせて溶鋼面を直接分
光するように、坩堝を設けることなく紙管の先端にメタ
ルキャップのみを設けることにしてもよい。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the structure of a sampling means for sampling molten steel. A crucible 18 having an inner diameter of 20 mm and a depth of 30 mm is installed in the paper tube 16 via a heat insulating material 17. A low melting point metal cap 19 is attached to the tip of the paper tube 16. Incidentally, as the structure of the paper tube, only the metal cap may be provided at the tip of the paper tube without providing the crucible so that the molten steel surface is directly dispersed in combination with a device for measuring the height of the molten steel surface. ..

【0021】次に、溶鋼の成分分析動作について説明す
る。
Next, the component analysis operation of molten steel will be described.

【0022】装置全体を昇降させて、転炉内に水冷筒1
を挿入する。紙管16を溶鋼中に浸積させてサンプリング
手段にて試料となる溶鋼をサンプリングする。溶鋼に接
するとメタルキャップ19は融けて、溶鋼は一旦サンプリ
ング手段上部まで流入し、サンプリング手段を溶鋼から
抜き去る際に余分な溶鋼は流れ出し、坩堝16内に試料が
残りしかも坩堝16の上面に略一致した試料面が得られ
る。
The entire apparatus is moved up and down, and the water cooling cylinder 1 is placed in the converter.
Insert. The paper tube 16 is immersed in molten steel, and the molten steel as a sample is sampled by a sampling means. Upon contact with the molten steel, the metal cap 19 melts, the molten steel once flows into the upper part of the sampling means, excess molten steel flows out when the sampling means is removed from the molten steel, and the sample remains in the crucible 16 and the upper surface of the crucible 16 is substantially covered. A consistent sample surface is obtained.

【0023】試料をサンプリングした後、レーザ発振器
13を発振させ、レーザ発振器13からレーザ光をレーザ導
波管1内に伝送させて、図5の矢符にて示すように坩堝
18内の試料にレーザ光を照射する。レーザ光は、レーザ
導波管1の出射端にて例えば焦点距離1.5 mの集光レン
ズを通過し、試料面では直径2mm程度に集光される。レ
ーザ光の照射により試料面にはプラズマが発生し、その
プラズマから元素固有のスペクト特性を有するプラズマ
光が発せられる。プラズマ光は光ファイバ3により分光
器14まで伝播され、分光器14によりプラズマ光のスペク
トルが解析されて、試料(溶鋼)の成分が分析される。
After sampling the sample, the laser oscillator
13 is oscillated, and laser light is transmitted from the laser oscillator 13 into the laser waveguide 1, and as shown by the arrow in FIG.
The sample in 18 is irradiated with laser light. The laser light passes through a condenser lens having a focal length of 1.5 m, for example, at the emission end of the laser waveguide 1 and is condensed to a diameter of about 2 mm on the sample surface. Plasma is generated on the sample surface by the irradiation of the laser light, and the plasma emits the plasma light having the spectral characteristic peculiar to the element. The plasma light is propagated to the spectroscope 14 by the optical fiber 3, the spectrum of the plasma light is analyzed by the spectroscope 14, and the components of the sample (molten steel) are analyzed.

【0024】以上のように、本発明では、転炉内の溶鋼
を直接にまたは試料(溶鋼)をサンプリングした直後
に、その成分分析を行うことが可能である。
As described above, in the present invention, it is possible to analyze the components of the molten steel in the converter directly or immediately after sampling the sample (molten steel).

【0025】なお、上述の実施例では溶鋼を例にした
が、これに限らず他の溶融金属の場合も同様にその成分
分析を行えることは勿論である。
Although molten steel is taken as an example in the above-mentioned embodiment, it is needless to say that the component analysis can be similarly performed in the case of other molten metals as well.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の溶融金属の
成分分析装置では、自由度を有する複数の関節部を備え
たレーザ導波管を使用し、遠隔位置まで正確に分析用の
レーザ光を伝送するようにしたので、転炉内の溶融金属
を直接にまたサンプリングした直後に成分分析すること
が可能となり、溶融金属の成分分析を迅速に行うことが
できる。
As described above in detail, in the molten metal component analyzing apparatus of the present invention, a laser waveguide having a plurality of joints having a degree of freedom is used, and a laser for accurate analysis to a remote position is obtained. Since the light is transmitted, the molten metal in the converter can be directly and immediately after being sampled for component analysis, and the molten metal component can be rapidly analyzed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の溶融金属の成分分析装置におけるレー
ザ導波管と水冷管との構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a laser waveguide and a water cooling tube in a molten metal component analyzer of the present invention.

【図2】本発明の溶融金属の成分分析装置におけるレー
ザ導波管の関節部近傍を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the vicinity of a joint portion of a laser waveguide in a molten metal component analyzer of the present invention.

【図3】本発明の溶融金属の成分分析装置におけるレー
ザ導波管の内部構成を示す模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an internal configuration of a laser waveguide in the molten metal component analyzer of the present invention.

【図4】本発明の溶融金属の成分分析装置の全体構成を
示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the overall configuration of a molten metal component analyzer of the present invention.

【図5】本発明の溶融金属の成分分析装置におけるサン
プリング手段の構成を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of sampling means in the molten metal component analyzer of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 水冷筒 1b 水冷管 1c 水冷管 2 レーザ導波管 3 光ファイバ 4 管部 5 関節部 9 ミラー 13 レーザ発振器 14 分光器 15 カップリング 16 紙管 18 坩堝 1 water cooling tube 1b water cooling tube 1c water cooling tube 2 laser waveguide 3 optical fiber 4 tube section 5 joint section 9 mirror 13 laser oscillator 14 spectroscope 15 coupling 16 paper tube 18 crucible

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ発光分光分析法を用いて溶融金属
の成分を分析する装置において、自由度を有する関節部
を備え、その内部にレーザ光を伝送して分析対象の溶融
金属の試料にレーザ光を照射するレーザ導波管と、該レ
ーザ導波管を内部に通す水冷管と、レーザ光の照射によ
り前記試料の表面に発生したプラズマ光を伝播する光フ
ァイバと、前記レーザ導波管の中途に設けられ、前記レ
ーザ導波管の切離し及び接続を可能とするカップリング
部とを具備することを特徴とする溶融金属の成分分析装
置。
1. An apparatus for analyzing a component of a molten metal by using a laser emission spectroscopic analysis method, comprising a joint portion having a degree of freedom, and transmitting a laser beam inside the joint portion to obtain a laser on a sample of the molten metal to be analyzed. A laser waveguide for irradiating light, a water cooling tube for passing the laser waveguide inside, an optical fiber for propagating plasma light generated on the surface of the sample by irradiation of laser light, and a laser waveguide for the laser waveguide. A molten metal component analyzer, comprising: a coupling portion which is provided midway and which allows the laser waveguide to be separated and connected.
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