JPH0631410Y2 - 溶融金属直接分析装置用微粒子搬送装置 - Google Patents
溶融金属直接分析装置用微粒子搬送装置Info
- Publication number
- JPH0631410Y2 JPH0631410Y2 JP3023488U JP3023488U JPH0631410Y2 JP H0631410 Y2 JPH0631410 Y2 JP H0631410Y2 JP 3023488 U JP3023488 U JP 3023488U JP 3023488 U JP3023488 U JP 3023488U JP H0631410 Y2 JPH0631410 Y2 JP H0631410Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molten metal
- particle
- cylindrical container
- pipe
- analyzer
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は溶融金属を直接分析する技術であり、製鉄業あ
るいは非鉄金属製造業などにおける製造工程管理分析や
品質管理分析の分野で利用される分析装置用微粒子搬送
装置に関する。
るいは非鉄金属製造業などにおける製造工程管理分析や
品質管理分析の分野で利用される分析装置用微粒子搬送
装置に関する。
（従来の技術） 金属製造業における製造工程管理分析には、溶融金属を
サンプリングして固化させたブロック試料を対象とする
スパーク発光分光分析法が多用されている。しかし近年
特に鉄鋼業に見られるように、より迅速な製造工程管理
あるいは多段精練製鋼法などの新製鋼プロセスの操業管
理のために、溶銑や溶鋼のような溶融金属を直接対象と
するオンラインリアルタイムの分析手法の開発が強く要
請されている。
サンプリングして固化させたブロック試料を対象とする
スパーク発光分光分析法が多用されている。しかし近年
特に鉄鋼業に見られるように、より迅速な製造工程管理
あるいは多段精練製鋼法などの新製鋼プロセスの操業管
理のために、溶銑や溶鋼のような溶融金属を直接対象と
するオンラインリアルタイムの分析手法の開発が強く要
請されている。
上記の目的のために、これまで溶融金属をＡｒガスを用
いた特殊な噴霧器によって微粉化して発光分光分析する
方法（例えばBISRA Annual Report：78(1966)）等、種
々の方法が研究されているがまだ実用化段階に達してい
ない。本考案者らも従来より同様な研究を行なってきて
おり、例えば特開昭62−79030号公報にプラズマ発光分
光分析による不活性ガス吹込み微粒子回収溶融金属分析
方法および装置に関し発明の開示を行なった。
いた特殊な噴霧器によって微粉化して発光分光分析する
方法（例えばBISRA Annual Report：78(1966)）等、種
々の方法が研究されているがまだ実用化段階に達してい
ない。本考案者らも従来より同様な研究を行なってきて
おり、例えば特開昭62−79030号公報にプラズマ発光分
光分析による不活性ガス吹込み微粒子回収溶融金属分析
方法および装置に関し発明の開示を行なった。
この方法は、第３図に示すように有蓋筒状容器１を溶融
金属２中に浸漬し、底部の溶融金属２中に、この溶融金
属の熱を利用して予備加熱した不活性ガスを吹き込み、
不活性ガス気泡の吐出にともなって飛散した溶融金属の
微粒子６を前記容器１上部より排出し、プラズマ発光分
光分析装置16に搬送導入して微粒子中の各元素の発光強
度を測定し、溶融金属２中に含まれる各元素濃度を求め
ることを特徴とするものである。
金属２中に浸漬し、底部の溶融金属２中に、この溶融金
属の熱を利用して予備加熱した不活性ガスを吹き込み、
不活性ガス気泡の吐出にともなって飛散した溶融金属の
微粒子６を前記容器１上部より排出し、プラズマ発光分
光分析装置16に搬送導入して微粒子中の各元素の発光強
度を測定し、溶融金属２中に含まれる各元素濃度を求め
ることを特徴とするものである。
そのための装置として、有蓋筒状容器１に溶融金属２中
に浸漬するガス吐出口４と、これに接続するガス吹込み
管３および微粒子補集槽５に接続する微粒子排出管７を
上部に設け、底部を溶融金属２中に浸漬して密閉状態と
する。さらに微粒子搬送管７を介してプラズマ発光分光
分析装置16を接続して構成するものである。
に浸漬するガス吐出口４と、これに接続するガス吹込み
管３および微粒子補集槽５に接続する微粒子排出管７を
上部に設け、底部を溶融金属２中に浸漬して密閉状態と
する。さらに微粒子搬送管７を介してプラズマ発光分光
分析装置16を接続して構成するものである。
（考案が解決しようとする課題） しかしながら本考案者らは更に実験、研究を続けた結
果、上記方法および装置では、プローブ浸漬後安定した
分析が可能となるまでに約20〜30秒を要し、現場操業上
はさらに迅速な応答が必要であり問題であることがわか
った。
果、上記方法および装置では、プローブ浸漬後安定した
分析が可能となるまでに約20〜30秒を要し、現場操業上
はさらに迅速な応答が必要であり問題であることがわか
った。
プラズマ発光分光分析の場合、プラスマの励起効率がよ
く安定した発光強度を得るためには、生成する微粒子の
性状とともにプラズマトーチの安定が必要であり、その
ためには装置内およびそれに接続されている微粒子補集
槽５内の圧力を一定に保つ必要があるが、プローブを下
降させ溶鋼に浸漬しつつガス吐出口４より不活性ガスを
吹込み始めると、ガスの体積増加またはプローブ内容積
が急速に低下してプローブ内圧力は急上昇し、一定圧力
となるまでに20〜30秒を要するものである。
く安定した発光強度を得るためには、生成する微粒子の
性状とともにプラズマトーチの安定が必要であり、その
ためには装置内およびそれに接続されている微粒子補集
槽５内の圧力を一定に保つ必要があるが、プローブを下
降させ溶鋼に浸漬しつつガス吐出口４より不活性ガスを
吹込み始めると、ガスの体積増加またはプローブ内容積
が急速に低下してプローブ内圧力は急上昇し、一定圧力
となるまでに20〜30秒を要するものである。
本考案は、かかる問題点を解消した分析装置用微粒子搬
送装置を提供する。
送装置を提供する。
（課題を解決するための手段） 本考案は、内周壁に吹込み管のガス吐出口を有する有蓋
筒状容器を溶融金属中に浸漬させるとともに、前記吹込
み管より不活性ガスを吹き込んで金属微粒子を発生さ
せ、この金属微粒子を該有蓋筒状容器を介して分析装置
に導き、プラズマ発光分光分析を行なう溶融金属直接分
析装置において、有蓋筒状容器内の微粒子補集槽と連通
した微粒子排出管の端部を減圧用ボックス内へのぞませ
て設け、該ボックス内にのぞませた微粒子排出管端部の
上方位置に微粒子を吸引するとともに分析装置へ導く微
粒子搬送管の基端部をのぞませて設けたことを特徴とす
る溶融金属直接分析装置用微粒子搬送装置である。
筒状容器を溶融金属中に浸漬させるとともに、前記吹込
み管より不活性ガスを吹き込んで金属微粒子を発生さ
せ、この金属微粒子を該有蓋筒状容器を介して分析装置
に導き、プラズマ発光分光分析を行なう溶融金属直接分
析装置において、有蓋筒状容器内の微粒子補集槽と連通
した微粒子排出管の端部を減圧用ボックス内へのぞませ
て設け、該ボックス内にのぞませた微粒子排出管端部の
上方位置に微粒子を吸引するとともに分析装置へ導く微
粒子搬送管の基端部をのぞませて設けたことを特徴とす
る溶融金属直接分析装置用微粒子搬送装置である。
（作用） プラズマトーチによる発光分光分析の原理、およびプラ
ズマの励起機構、発光特性の研究は古くから行なわれて
おり、プラズマの励起、発光条件に及ぼす要因として、
ガス（冷却ガス、補助ガス、キャリアガス），流速，高
周波磁界用電力，温度分布，元素の種類等があることが
知られており、またBoumanらの研究(Spectrochim.Acta
27B,391(1972))によると、上記要因の条件を一定として
影響をなくし、プラズマを一定の条件で発生せしめた場
合、各元素について分析測定に適当なプラズマトーチ内
の位置が存在することがわかっている。したがって圧力
変動によってプラズマトーチが揺れた場合、ある特定元
素の励起、発光する箇所が変わり発光強度が変動するこ
とになる。
ズマの励起機構、発光特性の研究は古くから行なわれて
おり、プラズマの励起、発光条件に及ぼす要因として、
ガス（冷却ガス、補助ガス、キャリアガス），流速，高
周波磁界用電力，温度分布，元素の種類等があることが
知られており、またBoumanらの研究(Spectrochim.Acta
27B,391(1972))によると、上記要因の条件を一定として
影響をなくし、プラズマを一定の条件で発生せしめた場
合、各元素について分析測定に適当なプラズマトーチ内
の位置が存在することがわかっている。したがって圧力
変動によってプラズマトーチが揺れた場合、ある特定元
素の励起、発光する箇所が変わり発光強度が変動するこ
とになる。
以下本考案の装置について具体的に説明する。第１図に
本考案の装置の略側面図を示す。ガス吹込み管３および
ガス吐出口４を通して不活性ガス供給装置12より有蓋筒
状容器１内に不活性ガスが吹込まれ、この不活性ガスに
よって発生した微粒子６は、該有蓋筒状容器１内の微粒
子補集槽５内に補集され、さらに微粒子排出管７を通っ
て、その管端部８から一旦減圧用ボックス９内に排出さ
れる。そらにその一部の微粒子は、微粒子搬送管10を通
ってプラズマ発光分光分析装置16に導かれ分析される。
図中13は、プラズマトーチ、14は分光器、15は検出器、
18は湯面である。
本考案の装置の略側面図を示す。ガス吹込み管３および
ガス吐出口４を通して不活性ガス供給装置12より有蓋筒
状容器１内に不活性ガスが吹込まれ、この不活性ガスに
よって発生した微粒子６は、該有蓋筒状容器１内の微粒
子補集槽５内に補集され、さらに微粒子排出管７を通っ
て、その管端部８から一旦減圧用ボックス９内に排出さ
れる。そらにその一部の微粒子は、微粒子搬送管10を通
ってプラズマ発光分光分析装置16に導かれ分析される。
図中13は、プラズマトーチ、14は分光器、15は検出器、
18は湯面である。
本考案の装置と従来の装置との大きな相違は、従来の装
置では微粒子排出管７と微粒子搬送管10が直結されてい
たのに対し、本考案の装置では上記のごとく微粒子排出
管７と微粒子搬送管10が直結されておらず、減圧用ボッ
クス９が微粒子排出管７と微粒子搬送管10の間に存在す
ることである。減圧用ボックス９の役割は、有蓋筒状容
器１を溶融金属２に浸漬し、微粒子６を発生させたとき
の有蓋筒状容器１内の圧力上昇を解消し、大気圧に復元
することであり、有蓋筒状容器１内の圧力変動、ひいて
はプラズマ発光分光分析装置16内の圧力変動を防止する
ことによってプラズマトーチ13の揺れを防止し、分析誤
差を少なくすることが可能となる。
置では微粒子排出管７と微粒子搬送管10が直結されてい
たのに対し、本考案の装置では上記のごとく微粒子排出
管７と微粒子搬送管10が直結されておらず、減圧用ボッ
クス９が微粒子排出管７と微粒子搬送管10の間に存在す
ることである。減圧用ボックス９の役割は、有蓋筒状容
器１を溶融金属２に浸漬し、微粒子６を発生させたとき
の有蓋筒状容器１内の圧力上昇を解消し、大気圧に復元
することであり、有蓋筒状容器１内の圧力変動、ひいて
はプラズマ発光分光分析装置16内の圧力変動を防止する
ことによってプラズマトーチ13の揺れを防止し、分析誤
差を少なくすることが可能となる。
以上の目的のため、微粒子排出管７内で発生する圧損が
極力小さくなるように微粒子排出管７の内径を吹込みガ
ス流量に従って大きくする必要がある。また減圧用ボッ
ク９の上端には大気と通じている減圧用ボックス穴11が
開いており、このボックス穴11の直径が大きすぎると空
気が浸入し、プラズマの発光が不安定あるいは不能とな
り、また直径が小さすぎると圧力変動の吸収ができなく
なるため、ほぼ0.5〜3.0cm程度が適当である。
極力小さくなるように微粒子排出管７の内径を吹込みガ
ス流量に従って大きくする必要がある。また減圧用ボッ
ク９の上端には大気と通じている減圧用ボックス穴11が
開いており、このボックス穴11の直径が大きすぎると空
気が浸入し、プラズマの発光が不安定あるいは不能とな
り、また直径が小さすぎると圧力変動の吸収ができなく
なるため、ほぼ0.5〜3.0cm程度が適当である。
なお、微粒子６の搬送については、ポンプ17を用いて吸
引するのが望ましいが、ポンプ17の吸引容量としては、
プラズマ搬送ガス量をプラズマ発光分光分析装置16への
許容限界以下に抑える必要があり、また搬送ガス量が少
なくなると微粒子６の搬送量が少なくなるためほぼ１〜
20／min程度の範囲が適当である。ICPへの微粒子導入
時のガス流量は１／min前後が適当であるので、搬送
ガスがこの値より大きい場合はICP直前でガスの分配を
行ない、最適導入量に調整する方法を採用するのが望ま
しい。
引するのが望ましいが、ポンプ17の吸引容量としては、
プラズマ搬送ガス量をプラズマ発光分光分析装置16への
許容限界以下に抑える必要があり、また搬送ガス量が少
なくなると微粒子６の搬送量が少なくなるためほぼ１〜
20／min程度の範囲が適当である。ICPへの微粒子導入
時のガス流量は１／min前後が適当であるので、搬送
ガスがこの値より大きい場合はICP直前でガスの分配を
行ない、最適導入量に調整する方法を採用するのが望ま
しい。
（実施例） 本考案の装置と従来の装置による発光強度の測定開始後
の推移の一例を第２図に示す。従来の装置を用いた場
合、測定開始後発生強度にピークがあり、安定するまで
約20〜30秒の時間を要するのに対し、本考案の装置を用
いた場合、測定開始後、発生強度は安定していることが
わかる。
の推移の一例を第２図に示す。従来の装置を用いた場
合、測定開始後発生強度にピークがあり、安定するまで
約20〜30秒の時間を要するのに対し、本考案の装置を用
いた場合、測定開始後、発生強度は安定していることが
わかる。
（考案の効果） 本考案の装置により溶融金属の分析が迅速かつ安定して
行なうことができるようになり、鉄精練または非鉄精練
の現場操業管理および品質管理の精度が向上した。
行なうことができるようになり、鉄精練または非鉄精練
の現場操業管理および品質管理の精度が向上した。
第１図は本考案の装置の略側面図、第２図は本考案の装
置および従来の装置での発光強度の測定開始後の推移の
一例を示す図面、第３図は従来の装置の略側面図であ
る。 １……有蓋筒状容器、２……溶融金属、３……ガス吹込
み管、４……ガス吐出口、５……微粒子補集槽、６……
微粒子、７……微粒子排出管、８……微粒子排出管端
部、９……減圧用ボックス、10……微粒子搬送管、11…
…減圧用ボックス穴、12……不活性ガス供給装置、13…
…プラズマトーチ、14……分光器、15……検出器、16…
…プラズマ発光分光装置、17……ポンプ、18……湯面
置および従来の装置での発光強度の測定開始後の推移の
一例を示す図面、第３図は従来の装置の略側面図であ
る。 １……有蓋筒状容器、２……溶融金属、３……ガス吹込
み管、４……ガス吐出口、５……微粒子補集槽、６……
微粒子、７……微粒子排出管、８……微粒子排出管端
部、９……減圧用ボックス、10……微粒子搬送管、11…
…減圧用ボックス穴、12……不活性ガス供給装置、13…
…プラズマトーチ、14……分光器、15……検出器、16…
…プラズマ発光分光装置、17……ポンプ、18……湯面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小野 昭紘 神奈川県川崎市中原区井田1618 新日本製 鐵株式会社第一技術研究所内 (72)考案者 仁部 晴美 千葉県君津市君津１ 新日本製鐵株式会社 君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭60−219538（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】内周壁に吹込み管のガス吐出口を有する有
蓋筒状容器を溶融金属中に浸漬させるとともに、前記吹
込み管より不活性ガスを吹き込んで金属微粒子を発生さ
せ、この金属微粒子を該有蓋筒状容器を介して分析装置
に導き、プラズマ発光分光分析を行なう溶融金属直接分
析装置において、有蓋筒状容器内の微粒子補集槽と連通
した微粒子排出管の端部を減圧用ボックス内へのぞませ
て設け、該ボックス内にのぞませた微粒子排出管端部の
上方位置に微粒子を吸引するとともに分析装置へ導く微
粒子搬送管の基端部をのぞませて設けたことを特徴とす
る溶融金属直接分析装置用微粒子搬送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3023488U JPH0631410Y2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | 溶融金属直接分析装置用微粒子搬送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3023488U JPH0631410Y2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | 溶融金属直接分析装置用微粒子搬送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01134246U JPH01134246U (ja) | 1989-09-13 |
| JPH0631410Y2 true JPH0631410Y2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=31255121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3023488U Expired - Lifetime JPH0631410Y2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | 溶融金属直接分析装置用微粒子搬送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631410Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-03-07 JP JP3023488U patent/JPH0631410Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01134246U (ja) | 1989-09-13 |
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