JPH0736282Y2 - 溶融金属試料採取プローブ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、溶融金属の成分分析のための試料採取容器を
備えたプローブに関する。

〔従来の技術〕

近年、鉄鋼業における転炉操業では、製鋼時間の短縮を
目的として吹錬途中の情報を排ガス分析やサブランス測
定から得て、ダイナミックコントロールを行い、終点で
の溶鋼成分等を推定し無倒炉出鋼を実施するケースが多
くなってきている。現在のところ、終点成分の最も精度
の良い推定方法は吹錬中の溶鋼試料をサブランスプロー
ブで採取し、これを発光分光分析装置にて分析し、これ
を基に推定する方法である。

この場合の溶鋼試料採取用のプローブとして通常、第５
図に示される様なサブランスプローブが使用されてお
り、発光分光分析用試料採取容器（２）は測温用センサ
（７）等と共にシェルモールド砂型、金型等からなる保
持材（８）中にセットされ、紙管（5a）（5b）が一体と
なったプローブ紙管（５）内に組み込まれる。そして該
容器（２）へは流入口（3a）より石英管で構成された湯
道（３）を介して溶鋼試料の取入れが行われる。この流
入口（3a）はプローブの側面あるいは先端（図面上は側
面）に設けられており、該流入口（3a）はスラグの容器
（２）内への混入を防止するための紙製の穴蓋となる紙
管（６）及び該紙管（６）が焼損した時に発生する炭素
が試料中に混入するのを防止する金属製のキャップ
（４）で閉じられている。

上記方法で採取された試料をプローブ内から取り出し、
該試料の分析を実施してこの値を基に操業条件を要因に
加えて吹止成分を推定している。

〔考案の解決しようとする問題点〕

ところで、製鋼時間の短縮のため吹錬中のサブランスサ
ンプルの分析値を基に無倒炉出鋼を行うには、吹止時ま
でに分析を終了させ、吹止推定成分を現場にフィードバ
ックしなければならない。

従来、この様な分析は工場内に特別な分析センターを設
置して、そこに要員を配置し、それぞれの精錬現場から
採取した試料を分析センターに気送して分析していた。
ところが最近では、上記の様な迅速分析が必要になって
きたことや、発光分光分析装置が安価になったこともあ
り、各精錬現場に分析装置が設置される場合が多くなっ
てきた。ここで、分析自体はこの様な手段で迅速に行な
えるようになったものの、試料を採取・回収するのに必
要な肉厚を持った一体のプローブ紙管（５）を本体とす
る第５図に示す様なプローブでは、試料採取容器（２）
を取り出すのにかなりの時間を要することが多かった。
この点につき詳述すると、該プローブ紙管（５）の焼損
する肉厚は溶鋼側の条件等によってばらつくため、試料
採取容器（２）の取り出しに適度な肉厚を設定すること
は不可能である。最近では製鋼時間の短縮や省力化等の
ために測温又は測酸等成分濃度測定と試料採取を同時に
行なう傾向があり、この場合、保護管であるプローブ紙
管（５）の肉厚は該測定が終了するまで耐え得るもので
なくてはならないので、プローブ紙管（５）の肉厚は必
然的に大きくなる。従って、回収時点ではまだ十分な強
度を有していることが多く採取試料は非常に取り出しに
くくなる。

即ち、試料取り出しに時間がかかり過ぎるために、吹錬
終了から出鋼までの間に待ち時間が生じてしまい、その
間に耐火物の溶損が増えたり、出鋼温度の低下による二
次精錬工程での負荷増大等の問題が生じてくる。

このような問題に対し、特開昭48-12794号では、第６図
に示すように、金属製スリーブ（９）であるがそこに広
開口でかつ底面まで切り欠いたノッチ（10）を形成し、
プローブを破損しやすくして試料採取の容易化を図る技
術が開示されている。そしてこの技術を、第５図に示す
ような紙製プローブに適用することも理論上考えられる
が、このようなノッチ（10）をプローブ紙管に実際に適
用したとすれば、プローブ強度が低下し、折れ等の発生
など機械的強度に問題が生じるのみならず、ノッチ（1
0）開口からプローブ内へ溶融金属が浸入してしまい、
熱的強度でも問題が生じてしまう。

すなわち、以上のことから言えることは、紙製プローブ
においては、試料採取時の強度維持と試料採取後の破損
容易化という相矛盾する２つの課題を解決することが要
請されるのである。

本考案は、上記のような要請を満足させ得る溶融金属試
料採取プローブを提供することを目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本考案の溶融金属試料採取プローブは第１図に
示す様に試料採取容器（２））付近で該容器（２）を保
護、組み込むためのプローブ紙管（５）に継目（１）
を、又は第２図に示すように他面まで切り欠かない程度
の深さの切欠部（１′）を設けたことを特徴とするもの
である。

尚、ここで言う切欠部（１′）とは、プローブ紙管
（５）の縁に局部的に又は連続的に設けられる、広い意
味での凹部を意味し、切目、切り込みをも含むが、試料
採取時の強度維持を図るために上述のように他面までは
切り欠かないこととする。

〔作用〕

本考案では、プローブ紙管に継目（１）又は他面まで切
り欠かない程度の深さの切欠部（１′）が形成されるた
め、試料採取時には破損しない程度の強度維持が図られ
る。

一方、試料分析時には次のように作用する。

本考案の構成をサブランスプローブとして利用する場合
において、プローブが回収される際の落下の衝撃により
前記継目（１）又は切欠部（１′）の部分でプローブ紙
管（５）は折損し、試料採取容器（２）が取り出し易く
なる。

又、一般のプローブとして利用する場合でもプローブ破
壊用工具等を用いることにより継目（１）又は切欠部
（１′）から簡単にプローブ紙管（５）を折損でき、前
者と同様試料の採取が容易にできる。更に、取出し時間
が一定になるため、分析誤差の原因である冷却条件差が
なくなり分析精度が向上する。

従って、プローブの用途及びそのプローブ紙管（５）の
肉厚に関わらず、プローブは十分な熱的・機械的強度を
確保しながら採取試料の迅速取り出しが可能となる。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を図面により説明する。

第１図はサブランスプローブとして本考案が用いられる
場合の一実施例を示すものである。プローブ紙管（５）
は内筒（5a）と外筒（5b）とで一体的に構成されてお
り、両筒（5a）（5b）共に試料採取容器（２）付近で継
がれている。その継目（1a）（1b）の部分は隣接する内
筒（5a）と外筒（5b）でその位置が夫々違っており、内
筒（5a）の継目（1a）と外筒（5b）の継目（1b）とが接
することのないように設けられている。本実施例におい
ては第１図に示す様に継目（1a）と（1b）とが平行とな
る様な段違いの構成であるが、隣接するプローブ紙管
（５）の夫々の継目が相互に接しなければ他の構成でも
良く、例えば内筒（5a）の継目（1a）が斜めに設けら
れ、他の継目（1b）で形成される面と次元を異にする面
を構成するもであっても構わない。本実施例では、継目
（1a）（1b）自体、さらにそれらが相互に接することの
ないような構成により、プローブ自体の機械的強度に影
響を与えず、且つ溶融金属のプローブ内への侵入防止を
図っている。尚、本実施例における継目（1a）（1b）の
位置は、第１図に示される様に試料採取容器（２）より
も上方に設けられているが、例えば該採取容器（２）よ
りも下方（図中点線で示す）に設けられる構成であって
も勿論良い。

また、本実施例の継目（１）に換えて、第２図に示すよ
うにプローブ紙管（５）に他面まで切り欠かない程度の
深さの切欠部（１′）を設ける構成としても前実施例と
同様の効果が得られる。特に、切欠部（１′）は他面ま
で切り欠いていないので、機械的強度維持が図れるのは
もちろん、継目（１）を設けた場合の様に該継目（１）
からの溶融金属の侵入を避けるため、該プローブ紙管
（５）を多重構造とし、且つこれらの継目（1a）（1b）
の位置をずらして設けなくとも溶融金属のプローブ内へ
の侵入を有効に防止できると共にその製作にあたっては
コスト的にメリットが大である。

次に第１図に示す本実施例のプローブと第５図に示す従
来のプローブとで、採取試料のプローブからの取り出し
時間の比較実験を行なったのでその結果を示す。尚、本
実験では、吹錬中の転炉内溶鋼へのプローブ浸漬時間は
同一にした。採取試料のプローブからの取り出し時間の
比較実験結果を、第３図及び第４図に示す。

これによると、第５図に示す従来のプローブは第３図に
示す通り、採取試料の取り出し時間に約60秒もかかって
おり、これでは試料の分析結果は吹止時に出ず、待ち時
間が発生してしまう。しかし、第１図に示す本考案のプ
ローブの採取試料取り出し時間は第４図に示す通り、全
数５秒内、即ちプローブが落下回収される時の衝撃でプ
ローブ紙管（5a）（5b）の継目（1a）（1b）が折れて採
取試料の入った容器（２）が飛び出すので、取り出し時
間は従来のものに比べ、大幅に短縮されている。

以上本実施例ではサブランスプローブについて詳述した
が、本考案に係るプローブは必ずしもサブランスに利用
される場合に限定されるものでなく、広く一般のプロー
ブとしても利用できるものである。一般のプローブとし
て利用する場合であっても、プローブ破壊用の工具等を
用いれば前実施例と同様プローブ紙管（５）はその継目
（１）又は切欠部（１′）において容易に折損し、試料
の採取時間が大幅に短縮できるものとなる。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかな様に、本考案のプローブは試料
採取時には強度上問題がない一方で、試料分析時の試料
取り出し時間を大幅に短縮することができ、迅速性が要
求される溶融金属の精錬現場においての使用は迅速性を
損なわず、非常に有効である。尚、測温又は測酸等成分
濃度測定用センサ（７）も付加出来るので、省力化にも
寄与することは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る溶融金属試料採取プローブの一実
施例の縦断面図、第２図は切欠部を設けた実施例を示す
部分断面図、第３図は従来プローブの取り出し時間を示
すグラフ、第４図は本考案に係るプローブの取り出し時
間を示すグラフ、第５図は従来の溶融金属試料採取プロ
ーブの縦断面図、第６図は特開昭48-12794号の技術を示
す斜視図である。 図中、（1a）（1b）は継目、（１′）は切欠部、（２）
は試料採取容器、（３）は湯道、（3a）は流入口、
（４）はキャップ、（５）はプローブ紙管、（６）は穴
蓋用紙管、（７）は測定用センサ、（８）は保持材、
（９）は金属製スリーブ、（10）はノッチを各示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 妹尾 弘巳 千葉県市川市鬼高３丁目28番23号 大阪酸 素工業株式会社市川工場内 (72)考案者 中村 研二 千葉県市川市鬼高３丁目28番23号 大阪酸 素工業株式会社市川工場内 (56)参考文献 特開 昭48−12794（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融金属の成分分析のための試料採取容器
   を備えた溶融金属試料採取プローブにおいて、前記容器
   付近で該容器を保護、組み込むためのプローブ紙管に継
   目を設けたことを特徴とする溶融金属試料採取プロー
   ブ。
2. 【請求項２】実用新案登録請求の範囲第１項記載の金属
   試料採取プローブにおいて、前記プローブ紙管を多重構
   造とし、且つ、隣接するプローブ紙管の夫々の継目が相
   互に接することのない様に設けたことを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の金属試料採取プロー
   ブ。
3. 【請求項３】溶融金属の成分分析のための試料採取容器
   を備えた溶融金属試料採取プローブにおいて、前記容器
   付近で該容器を保護、組み込むためのプローブ紙管に、
   他面まで切り欠かない程度の深さの切欠部を設けたこと
   を特徴とする溶融金属試料採取プローブ。