JPH07146288A - 溶融金属の分析試料採取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 筒体（１）内部に、試料採取容器（２）と、
この試料採取容器（２）底部を支持し筒体（１）を塞ぐ
蓋部材（３）と、試料採取容器（２）上部の開口部に当
接し、試料流入口を備えた鋳型（４）が配設された試料
採取容器であって、鋳型（４）の試料流入口には略中心
部に穴（５１）を設けた金属キャップ部材（５）が装着
されている。 【効果】 不良率が低く、効率と精度の良い採取、分析
を可能とする。低コスト化も図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金属の精錬時に分析
用の溶融金属試料を採取するために用いられる溶融金属
の試料採取装置に関するものである。さらに詳しくは、
この発明は、溶融金属試料の採取が自動化等によってよ
り容易とされ、かつ、不良率を抑えて効率的に高精度で
の溶湯分析を可能とすることのできる、新しい溶融金属
の採取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼等の溶製工程では、ロット単位毎に
溶融金属中の化学成分分析を迅速に行い、その結果をフ
ィードバックして、各元素の含有率が一定の割合となる
よう制御している。この場合の化学成分分析に供される
分析試料は、たとえば、次のようにして作製されてい
る。

【０００３】すなわちまず、溶湯中からくみ取った溶融
金属の一部を試料採取装置、たとえば、円筒カップ形状
に組み立てられた鋳型容器に流し込んで凝固させ、円柱
状の凝固試料すなわち試料用インゴットを得る。そし
て、この試料採取装置によるサンプリングを自動化し、
操作を容易とするために、先端に試料採取装置が取付け
られたプローブを溶湯中に浸漬し、溶融金属を直接くみ
取って試料用インゴットを鋳込む方法が知られている。

【０００４】試料採取装置より採取された試料用インゴ
ットは、切断機のチャックに把持し、その底面から所定
位置を切断して底面側の試料用インゴットから円柱ブロ
ック状の分析試料を得る。この分析試料の切断面から所
定幅を切り落としディスク状の試料とし、さらに打ち抜
き加工等によりタブレット状の分析試料に成形してＣ，
Ｓ，Ｏ，Ｎの元素分析に供される。

【０００５】また、ディスク状の試料を切り出した後の
円柱ブロック状の分析試料は、さらにその切断面を研磨
して、蛍光Ｘ線分析および発光分光分析等の分析に供さ
れる。このような分析のための上記の直接くみ取り方式
による試料採取装置としては、より具体的には、たとえ
ば長尺の筒体の先端内部に、試料容器を配設し、筒体側
面に開口した試料流入口より溶湯を試料容器内に導いて
採取する構造のものが知られている。そして、試料容器
は、耐火セメント等からなる蓋部材によって支持し、こ
の蓋部材で筒体を塞いでもいる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】溶融金属の試料採取に
おいて、上記の溶融金属を直接くみ採る方法は、サンプ
リングの自動化として、先端に試料採取装置を取り付け
たブローブの自動的な溶湯中への浸漬とくみ取りを可能
とするものとして分析操作の効率を大きく向上させ、試
料採取時の安全性をも良好とするものであるが、実際に
は、高温の溶湯に接した時の採取状態が良好でないとい
う問題やプローブ底部の蓋がはずれるという不都合があ
った。

【０００７】具体的には、溶融金属へのプローブの浸漬
時に筒体に開口した試料流入口からは、所定の湯入が得
られずに、スラグの流入も避けられず、正確な分析値を
得るには不都合でもあった。そして、さらに従来の装置
では、プローブの価格は高く、低コスト化が難しいのが
実情でもあった。

【０００８】そこでこの発明は、上記の通りの従来の直
接くみ取り方式による溶融金属の試料採取装置の長所を
生かしつつ、かつ、その欠点を解消して、試料採取時の
不良率を低減し、精度の良い分析が可能であって、しか
も低コスト化を図ることもできる新しい溶融金属の試料
採取装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、筒体内部に、試料採取容器と、
この試料採取容器底部を支持し筒体を塞ぐ蓋部材と、試
料採取容器上部の開口部に当接し、試料流入口を備えた
鋳型が配設された試料採取容器であって、鋳型の試料流
入口には略中心部に穴を開けた金属キャップ部材が装着
されていることを特徴とする溶融金属の試料採取装置を
提供する。

【００１０】また、この発明は、上記の筒体が紙筒もし
くは表面セラミック被覆した紙筒からなり、蓋体は筒体
に曲り釘を打ち込んだ後に耐火モルタルを流し込み、固
化することにより使用時に蓋が脱落することを防止して
いる装置等をその態様の一つとして提供するものでもあ
る。

【００１１】

【作用】この発明においては、試料流入口としての筒体
の開口部に金属キャップ部材を配設し、かつこの金属キ
ャップ部材には穴を開けている。このことにより、プロ
ーブとして、筒体先端の試料容器に溶湯を採取しようと
する場合、スラグの混入を抑えつつ、しかも、対象とす
る溶融金属の種類、すなわち溶湯温度に応じて穴の大き
さを制御し、試料の湯入を良くして不良率を低減するこ
とが可能となる。しかも構造が簡単であって、組立も容
易であることから低コスト化も図られる。

【００１２】実際、分析の対象となる溶湯は、その品
種、精錬時間により溶湯温度に、たとえば鉄鋼の場合、
１３００〜１６００℃程度の範囲があるが、この温度範
囲に対し、この発明では、温度が低い場合には穴径をよ
り大きくし、温度が高い場合には穴径を小さくすること
で、溶湯の流入を良好とし、均質で成形性の良い不良率
の低い試料採取と高精度での分析を可能とする。温度が
低い場合には、採取しにくいことから、穴径はより大き
くしておく。

【００１３】一般的には、キャップ部材の全体径に対し
て、その穴径の大きさはおよそ０．３〜２０％程度の割
合とすることができる。キャップの材質は、分析対象元
素の含有割合が極力低いものを使用し、その厚さは0.1
〜１mm程度の範囲で一定のものを用いることとする。ま
た、たとえば溶湯が低炭素鋼の場合には、この金属キャ
ップ部材は炭素含有量１０ｐｐｍ以下の極低炭素鋼板に
よって構成することができる。

【００１４】以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発
明の溶融金属の試料採取装置について説明する。添付し
た図面の図１は、この発明の試料採取装置を例示した縦
断面図である。たとえばこの図１に例示したように、こ
の発明の装置では、筒体（１）の内側に、金属、カーボ
ン、セラミックス等のるつぼによって構成した試料採取
容器（２）と、これを支持し、かつ、筒体（１）先端を
塞ぐ蓋部材（３）と、試料採取容器（２）の開口部に当
接する鋳型（４）を配設している。鋳型（４）は、シェ
ルまたは磁器セラミックス製で試料流入口（４１）が備
えられており、筒体（１）の開口部（１１）と対応して
いる。

【００１５】そして、鋳型（４）の試料流入口（４１）
には金属キャップ部材（５）が装着され、この金属キャ
ップ部材（５）には、図２の平面図に例示したように、
その略中心部において穴（５１）が開けられている。筒
体（１）は、紙製とすることができる。また、紙製の場
合、溶湯への浸漬時にバブリングが生じることもあるた
め、アルミナ等を表面コーティグした紙筒とすることが
有効でもある。

【００１６】金属キャップ部材（５）については、分析
のために採取する溶湯の品種、温度等に応じてその種類
や、穴（５１）径の大きさを決めることができる。たと
えば低炭素鋼の溶湯の場合には、炭素含有量１０ｐｐｍ
以下の極低炭素鋼板によって成形したものとし、全体径
が約２０ｍｍ程度とすると、その穴径は、溶湯温度に応
じて０．１〜４ｍｍ程度とすることができる。温度が低
い場合、湯入しにくくなるため、穴（５１）の径はより
大きくする。

【００１７】この穴（５１）を開けたキャップ部材
（５）を有するこの発明の試料採取装置により、採取不
良率は従来装置の５〜８％から５％以下にまで低減さ
れ、高効率で、精度の良い採取、分析が可能になる。図
１に例示したように、筒体（１）と、試料採取容器
（２）、鋳型（４）、さらには蓋部材（３）との間の隙
間は、アルミナ、ジルコニア等からなるファイバーキャ
スト（６）によって充填することができる。この場合、
溶湯に直接に接する部分には分析対象元素であるアルミ
ニウムを構成元素とするアルミナを使用しない等の配慮
が必要となる。

【００１８】蓋部材（３）は、通常は、耐火モルタルと
し、筒体（１）を塞いでいる。この際に、図１に例示し
たように、曲がり釘（７）をあらかじめ筒体（１）に打
ち込んだ後に、耐火モルタルを流し込み固化することに
より蓋部材（３）の抜け落ちが防止され、より安定した
装置構成が可能となる。もちろん、この発明は、その細
部において以上の例に限定されるものではない。さらに
様々な態様が可能となる。

【００１９】

【発明の効果】部材構成の簡素化と、組立ての簡略化に
より、この発明の試料採取装置のコストは低減され、し
かも穴を開けた金属キャップ部材の使用によって不良率
の低減された装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の装置を例示した縦断面図である。

【図２】金属キャップ部材近傍の部分平面図である。

【符号の説明】

１ 筒体 １１ 開口部 ２ 試料採取容器 ３ 蓋部材 ４ 鋳型 ４１ 試料流入口 ５ 金属キャップ部材 ５１ 穴 ６ ファイバーキャスト ７ 釘

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨山 茂樹 愛知県知多郡東浦町大字緒川字東仙台15− ３ (72)発明者 成田 正尚 愛知県海部郡美和町大字蜂須賀字東道上 2221−64 (72)発明者 衛藤 正邦 愛知県名古屋市緑区ほら貝２−93 (72)発明者 脇田 保 愛知県名古屋市守山区瀬古字川西392−２ (72)発明者 佐藤 昭喜 愛知県名古屋市熱田区大宝４−８−12

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒体内部に、試料採取容器と、この試料
   採取容器の底部を支持して筒体を塞ぐ蓋部材と、試料採
   取容器上部の開口部に当接し、試料流入口を備えた鋳型
   が配設された試料採取容器であって、鋳型の試料流入口
   には略中心部に穴を開けた金属キャップ部材が装着され
   ていることを特徴とする溶融金属の試料採取装置。
2. 【請求項２】 蓋部材は、筒体に釘止めされている請求
   項１の試料採取装置。