JPS5979842A - 溶融金属のスパ−ク発光分光分析装置 - Google Patents
溶融金属のスパ−ク発光分光分析装置Info
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- JPS5979842A JPS5979842A JP19108682A JP19108682A JPS5979842A JP S5979842 A JPS5979842 A JP S5979842A JP 19108682 A JP19108682 A JP 19108682A JP 19108682 A JP19108682 A JP 19108682A JP S5979842 A JPS5979842 A JP S5979842A
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- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/66—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence
- G01N21/69—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence specially adapted for fluids, e.g. molten metal
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、溶融金属表面と対電極間に高電圧をかけてス
ノξ−りなどの電気的放電を行わせて、発生する励起光
を集光して分光器へ導入し、溶融金属中の各種成分の含
有、量をオンラインリアルタイムで求める溶融金属の直
接発光分光分析装置に関するものである。
ノξ−りなどの電気的放電を行わせて、発生する励起光
を集光して分光器へ導入し、溶融金属中の各種成分の含
有、量をオンラインリアルタイムで求める溶融金属の直
接発光分光分析装置に関するものである。
鉄鋼業に於る鋼の製造工程管理や製品の品質管理には、
固体試料を用いる発光分光分析が最も活用されている。
固体試料を用いる発光分光分析が最も活用されている。
しかし、近年、より迅速な工程管理、あるいは多段精錬
など新らしい精錬、製鋼プロセスの操業管理のために、
溶銑や溶鍋のように溶融状態で直接分析できる装置の開
発が要請されている。
など新らしい精錬、製鋼プロセスの操業管理のために、
溶銑や溶鍋のように溶融状態で直接分析できる装置の開
発が要請されている。
溶融金属と対電極間に電気的放雷を行わせて生じた励起
光を分光器で測定する方法は、これまでにいくつかの検
討例が発表されており、これらの内容はアイアン・アン
ド・スチール・インターナショナルの基（１９７９）７
７〜８３頁や米国特許３．６４５゜６２５．３，６５９
．９４４％３，６６９．５４６に掲載されている。しか
し、これらのいずれも実験段階にあるといえる。と言う
のは、実際に製造現場で実用できる溶融金属の直接分析
装置であるためには、励起光を分光し、各波長に於る光
の強度から溶融金属中に含まれる各成分の含有量を算出
する分光器、検出器、演算処理装置から成る分光分析装
置を、高熱、振動、大気の汚れなどの問題があり。
光を分光器で測定する方法は、これまでにいくつかの検
討例が発表されており、これらの内容はアイアン・アン
ド・スチール・インターナショナルの基（１９７９）７
７〜８３頁や米国特許３．６４５゜６２５．３，６５９
．９４４％３，６６９．５４６に掲載されている。しか
し、これらのいずれも実験段階にあるといえる。と言う
のは、実際に製造現場で実用できる溶融金属の直接分析
装置であるためには、励起光を分光し、各波長に於る光
の強度から溶融金属中に含まれる各成分の含有量を算出
する分光器、検出器、演算処理装置から成る分光分析装
置を、高熱、振動、大気の汚れなどの問題があり。
そのために光軸変動や誤動作など各種のトラブルが起り
易い溶融金属の直近場所から離れた場所に設置する手段
、すなわち、溶融金属試料の励起部と分光検出部とけ一
定の距離をもって離して設置する手段や、湯面レベルの
変動の影響を受けに（く、高熱、撮動等による光軸変動
が起らない安定した励起光及び効率のよい集光手段、及
び高熱、振動等による光軸変ｌ！ｂを起さず、損失が少
ない高効率の励起光伝送手段が示されてないからである
。
易い溶融金属の直近場所から離れた場所に設置する手段
、すなわち、溶融金属試料の励起部と分光検出部とけ一
定の距離をもって離して設置する手段や、湯面レベルの
変動の影響を受けに（く、高熱、撮動等による光軸変動
が起らない安定した励起光及び効率のよい集光手段、及
び高熱、振動等による光軸変ｌ！ｂを起さず、損失が少
ない高効率の励起光伝送手段が示されてないからである
。
本発明は、実用化のために必要な上記各手段について研
究し、その結果到達したもので、次の諸構成が主な特徴
である溶融金属の直接発光分光分析装置を提供する。
究し、その結果到達したもので、次の諸構成が主な特徴
である溶融金属の直接発光分光分析装置を提供する。
（１）励起光集光時の光軸変動を防ぐために、スノソー
り放電を行う対電極と集光用の光ファイノ々−ロッドを
一体として取り付けた構成にしたこと。
り放電を行う対電極と集光用の光ファイノ々−ロッドを
一体として取り付けた構成にしたこと。
（２）励起光の集光材が上記の光フアイバーロッドであ
り、該光フアイバーロッドを光ファイ、６−ケーブルに
接続した構成にしたこと。
り、該光フアイバーロッドを光ファイ、６−ケーブルに
接続した構成にしたこと。
（３）発光強度に及ぼす湯面レベル（対電極と湯面との
間隙）の変動の影響を最少限に川Ｊえるために、湯面に
垂直に対向する集光面を有する構成にしたこと。
間隙）の変動の影響を最少限に川Ｊえるために、湯面に
垂直に対向する集光面を有する構成にしたこと。
（４）励起光の分光器、への伝送手段が、振・ｊｌＩ等
にょろ光ｌ１１１１変動を受けず、可と５性を有する光
フアイバーケーブルであること。
にょろ光ｌ１１１１変動を受けず、可と５性を有する光
フアイバーケーブルであること。
パーケーブルの端面と面結合した単芯の光ファイ、６−
ロノドを中心部に固定収納し、該光ファイバーロンド下
端面の下方で、光ファイノ々−ロッドの中心Ｐｐ上に先
端部が位置するように対電極を固設し、前記光ファイノ
々−ロッドの上端部周囲に不活性ガスを吹き出す吹き出
し口をもし、上部に不活性ガス吹き込み管を取り付けた
集光用円筒；及び該集光用円筒を内包し、上部には不活
性ガス吹き込み・αを、下部には湯面レベル検出器を具
備し、周囲に冷却流体の通路をもち、そして下端中央部
に溶融金属表面に対向して開口する開口部を有し、下部
周囲に設けられていて、上記集光用円筒が溶融金属に対
して所定、ｆ１％重位置にあるときに下端を溶融金属内
に浸漬できる長さであり上部に不活性ガス排出口をもつ
大気遮へい用円筒と、昇降機構とを有する集光用円筒の
保護円筒；を具備するス・ξ−り発光チャン光装置、及
び 前記光フアイバーケーブル末端と接続した分光−り発光
分光分析装置である。
ロノドを中心部に固定収納し、該光ファイバーロンド下
端面の下方で、光ファイノ々−ロッドの中心Ｐｐ上に先
端部が位置するように対電極を固設し、前記光ファイノ
々−ロッドの上端部周囲に不活性ガスを吹き出す吹き出
し口をもし、上部に不活性ガス吹き込み管を取り付けた
集光用円筒；及び該集光用円筒を内包し、上部には不活
性ガス吹き込み・αを、下部には湯面レベル検出器を具
備し、周囲に冷却流体の通路をもち、そして下端中央部
に溶融金属表面に対向して開口する開口部を有し、下部
周囲に設けられていて、上記集光用円筒が溶融金属に対
して所定、ｆ１％重位置にあるときに下端を溶融金属内
に浸漬できる長さであり上部に不活性ガス排出口をもつ
大気遮へい用円筒と、昇降機構とを有する集光用円筒の
保護円筒；を具備するス・ξ−り発光チャン光装置、及
び 前記光フアイバーケーブル末端と接続した分光−り発光
分光分析装置である。
先づ１本発明装置に到達するまで行った実験について述
べる。
べる。
溶融金属を放電対象とする場合には、通常、湯面レベル
の変動により励起光強度変化が起るので。
の変動により励起光強度変化が起るので。
湯面レベルの変動に基づく電極間間隙の変化の影虻
響を受けにくい励起光の集光角ｙｒ ｖｃついてヂ験を
１した。固体金膨試側を対象とする通常のスパーク発光
分光分析では試料面に対（７て３０度の角度、から集光
しておシ、又、上Ｆ、の米国特許では湯面に対して３０
度あるいは水平方向からの集光を採用している。本発明
者は、各角度から励起光を集光できる実験装置を製作し
て鉄試料を７．Ｊ象に電極間間隙と各角度に於る発光強
度との関係ｆ：詳細に検言↑ し ／こ。
１した。固体金膨試側を対象とする通常のスパーク発光
分光分析では試料面に対（７て３０度の角度、から集光
しておシ、又、上Ｆ、の米国特許では湯面に対して３０
度あるいは水平方向からの集光を採用している。本発明
者は、各角度から励起光を集光できる実験装置を製作し
て鉄試料を７．Ｊ象に電極間間隙と各角度に於る発光強
度との関係ｆ：詳細に検言↑ し ／こ。
実験結果の一例を第１図に示す。この図では横軸に９０
度、６０度、３０度の各集光角度に於る電極間間隙を、
縦軸に鉄中の各成分の鉄に対する発光強度の比をとり、
そして電極間間隙を２．５ｍｍから４．５ｍｍに変えた
時の強度比の増加割合を示しである。この図において、
例えば５ｉＩ２８Ｂ、２／Ｆｅ１ｉ ２７１，４の個所
のグラフは２７１，４ ｎｍの波長に於げるＦｅの発光
強度に対する２ ８８，２ ｎｍの波長に於けるＳ＋の
発光強度の強度比の値が、間隙を２．５ｍｍから４．５
ｍｍに変化させた時、集光角度９０度では４．４％、６
０度では１２．８％、３０度では３０．４係変化するこ
とを示している。第１図の各個所のグラフから湯面に対
して９０度の垂直方向からの集光の場合が、電極間間隙
の影響を最も受けにくいことが明らかになった。そして
、この９０’という角度にすると、実際の装置としても
湯面に対して水平方向や３０度の角度から集光する場合
に比べ、発光チャンバ々−の湯面に対する位置設定が容
易であり、角度設定が確実であり、溶融があることが知
られた。
度、６０度、３０度の各集光角度に於る電極間間隙を、
縦軸に鉄中の各成分の鉄に対する発光強度の比をとり、
そして電極間間隙を２．５ｍｍから４．５ｍｍに変えた
時の強度比の増加割合を示しである。この図において、
例えば５ｉＩ２８Ｂ、２／Ｆｅ１ｉ ２７１，４の個所
のグラフは２７１，４ ｎｍの波長に於げるＦｅの発光
強度に対する２ ８８，２ ｎｍの波長に於けるＳ＋の
発光強度の強度比の値が、間隙を２．５ｍｍから４．５
ｍｍに変化させた時、集光角度９０度では４．４％、６
０度では１２．８％、３０度では３０．４係変化するこ
とを示している。第１図の各個所のグラフから湯面に対
して９０度の垂直方向からの集光の場合が、電極間間隙
の影響を最も受けにくいことが明らかになった。そして
、この９０’という角度にすると、実際の装置としても
湯面に対して水平方向や３０度の角度から集光する場合
に比べ、発光チャンバ々−の湯面に対する位置設定が容
易であり、角度設定が確実であり、溶融があることが知
られた。
次に本発明装置の実施例を示す第２図により本発明装置
の詳細について説明する、 本実施例装置は、溶融金属２５と対電極７の間伝送する
光フアイバーケーブル６、励起光を分光して得られたス
ペクトル線強度から溶融金属中の各成分の含有率を求め
る分光検出器２８及び溶融金属と対電極間にス／ξ−り
を飛ばず発光装置２７などを主体に構成される。
の詳細について説明する、 本実施例装置は、溶融金属２５と対電極７の間伝送する
光フアイバーケーブル６、励起光を分光して得られたス
ペクトル線強度から溶融金属中の各成分の含有率を求め
る分光検出器２８及び溶融金属と対電極間にス／ξ−り
を飛ばず発光装置２７などを主体に構成される。
発光チャンバー１は本発明の主要部分であり、光フイノ
々−ロッド５工を中心部に固定収納し該光ファイノ々−
ロツＰ下端面の下方に対′電極７を保持固定した集光用
円筒４及びこの集光用円筒を高熱から保護するために内
包して保持する上部及び下部保護円筒２，３（両者を一
緒にして保護円筒と呼ぶ）、湯面レベル検出端１７、下
部保護円筒の下部を囲繞している大気遮へい用円筒１８
、Ｋ極間間隙微調整器２１、チャンノ々−昇降装置２３
、不活性ガス吹き込み管１１．１２などから構成される
。
々−ロッド５工を中心部に固定収納し該光ファイノ々−
ロツＰ下端面の下方に対′電極７を保持固定した集光用
円筒４及びこの集光用円筒を高熱から保護するために内
包して保持する上部及び下部保護円筒２，３（両者を一
緒にして保護円筒と呼ぶ）、湯面レベル検出端１７、下
部保護円筒の下部を囲繞している大気遮へい用円筒１８
、Ｋ極間間隙微調整器２１、チャンノ々−昇降装置２３
、不活性ガス吹き込み管１１．１２などから構成される
。
集ブＬ用円筒４はスデンレス製の密閉状円筒管で、溶融
金属に対１〜て９０° の方向、即ち垂直方向に設けた
」二部保内円筒２に取り付けられていて、集光用円筒４
の下端にはタングステン製などの対電極７を斜め−Ｅ方
から、先端７′が湯面に向くように取り付けてあり、そ
の先端７′は下記励起光集光用の光ファイノロ−ロッド
の中心線上にある。
金属に対１〜て９０° の方向、即ち垂直方向に設けた
」二部保内円筒２に取り付けられていて、集光用円筒４
の下端にはタングステン製などの対電極７を斜め−Ｅ方
から、先端７′が湯面に向くように取り付けてあり、そ
の先端７′は下記励起光集光用の光ファイノロ−ロッド
の中心線上にある。
光コアイノで一ロツ）４５の下端部は、集光用円筒４の
下端Ｖに設けてあり周囲に不活性ガス吐出口１０をもつ
貫通孔に挿入され固定され、上端部は周囲に不活性ガス
通過口９をもつ円筒秋の金具８によって光フアイバーケ
ーブルの下端部と共に挟持され 光ファイづ一ロツ＃：
′５の上端面と光ファイノ々−ケーブル６の下端面とが
合致していて接続している。本実施例では光フアイバー
ロッド５にコアー径５ ｍｍ 〜１０ ｍｍ程度、長さ
５００ ｍｍａｒＤ！の全石英製のものを用いた。この
元ファイ・Ｓ−は石英ガラスと同程度の耐熱性をもち、
単芯であることから集光効率がよい。又、円柱状の光ノ
アイノζ−ロッドは、集光筒４に確実に固定でき、対電
極７を光ファイノロ−ロッド５の下端部に近い所で集光
筒４に一体的に取り付けることにより、対重、極先端７
′を光ファイノロ−ロッドの中心綜上に容易に合わせる
ことができてスノξ−り励起光を正確に集光することが
でき、さらに高熱や振動による光軸寵動を防止すること
ができる。
下端Ｖに設けてあり周囲に不活性ガス吐出口１０をもつ
貫通孔に挿入され固定され、上端部は周囲に不活性ガス
通過口９をもつ円筒秋の金具８によって光フアイバーケ
ーブルの下端部と共に挟持され 光ファイづ一ロツ＃：
′５の上端面と光ファイノ々−ケーブル６の下端面とが
合致していて接続している。本実施例では光フアイバー
ロッド５にコアー径５ ｍｍ 〜１０ ｍｍ程度、長さ
５００ ｍｍａｒＤ！の全石英製のものを用いた。この
元ファイ・Ｓ−は石英ガラスと同程度の耐熱性をもち、
単芯であることから集光効率がよい。又、円柱状の光ノ
アイノζ−ロッドは、集光筒４に確実に固定でき、対電
極７を光ファイノロ−ロッド５の下端部に近い所で集光
筒４に一体的に取り付けることにより、対重、極先端７
′を光ファイノロ−ロッドの中心綜上に容易に合わせる
ことができてスノξ−り励起光を正確に集光することが
でき、さらに高熱や振動による光軸寵動を防止すること
ができる。
又、集光筒上部の不活性ガス吹き込み管１１から１０１
＝／ｍｉｎ程ｊ扼の流量で゛アルゴンガスを泉光筒内に
吹き込み、保護円筒２，３と集光筒４との間を通り、光
ファイバーロツ）５の下端部周囲に前記不活性ガス吐出
口１０かも高速で吹き出させることにより、光ファイバ
ーロッド端面が蒸発金属で勇汚れるのを防止し、光ファ
イノ七−ロンドを冷却して、高熱による損傷を防止でき
る。
＝／ｍｉｎ程ｊ扼の流量で゛アルゴンガスを泉光筒内に
吹き込み、保護円筒２，３と集光筒４との間を通り、光
ファイバーロツ）５の下端部周囲に前記不活性ガス吐出
口１０かも高速で吹き出させることにより、光ファイバ
ーロッド端面が蒸発金属で勇汚れるのを防止し、光ファ
イノ七−ロンドを冷却して、高熱による損傷を防止でき
る。
光ファイバーケープ°ル６には、直径２００μｍ′程度
の石英製の素線を約１３０本束ねた。？ン）サルファイ
バーを用いた。設置箇所か溶融金）Ｊ４２５から離れて
おり耐熱性はあまり要求されないので通常光通信用に用
いられているものでもよいが、柴−ケーブル６への励起
光の入射は単純にお互の端面をも）フせろだけでよく、
レンズ系などで行った場合に必要となる光軸調整をしな
（てよいという利点がある３、光ファイノ々−ケーブル
６の末端は、溶融金属から遠く離れたところにある分光
検出器２８に結合され、数１０ｍの長さのものが用いら
れることもあるが光ファイノ々−は可とう性を有するの
で、曲折した通路があっても支障な（分光検出器のとこ
ろに到達できる。
の石英製の素線を約１３０本束ねた。？ン）サルファイ
バーを用いた。設置箇所か溶融金）Ｊ４２５から離れて
おり耐熱性はあまり要求されないので通常光通信用に用
いられているものでもよいが、柴−ケーブル６への励起
光の入射は単純にお互の端面をも）フせろだけでよく、
レンズ系などで行った場合に必要となる光軸調整をしな
（てよいという利点がある３、光ファイノ々−ケーブル
６の末端は、溶融金属から遠く離れたところにある分光
検出器２８に結合され、数１０ｍの長さのものが用いら
れることもあるが光ファイノ々−は可とう性を有するの
で、曲折した通路があっても支障な（分光検出器のとこ
ろに到達できる。
集光用円筒４は前述のようにステンレス等の金属で製作
し、上部に対電極端子２２を取り伺は該端子２２に発光
装置２７からの１方の高圧ケープを接続し１発光装置２
７の他方の高圧ケーブルは溶融金属２５に浸漬した試料
電極２４に接続し、両電極間に高圧をかけて対電極先端
と溶融金属表面間にスノξ−りあるいはアークなどの電
気的放電を行わせる。
し、上部に対電極端子２２を取り伺は該端子２２に発光
装置２７からの１方の高圧ケープを接続し１発光装置２
７の他方の高圧ケーブルは溶融金属２５に浸漬した試料
電極２４に接続し、両電極間に高圧をかけて対電極先端
と溶融金属表面間にスノξ−りあるいはアークなどの電
気的放電を行わせる。
集光用円筒４を保倣する保護円筒は、１体ものでもよい
が、本実施例では、上部保護円筒２と下部保護円筒３に
分割しであるので、溶融金属の近くにあり損傷し易い下
部保護円筒３のみを交換すればよい。又上部保護円筒２
はステンレス製の３重管からなり空気又は水のような冷
却媒体を供給管１３かも３重の管の間に供給し、管１５
から排出して冷却できる構造にしである。上部には不活
性ガス吹き込み管１２及び回転することにより集光筒４
が上下に移動し、対電極と湯面との間隙を調節できる電
極間間隙微調整器２１が取り付けである。
が、本実施例では、上部保護円筒２と下部保護円筒３に
分割しであるので、溶融金属の近くにあり損傷し易い下
部保護円筒３のみを交換すればよい。又上部保護円筒２
はステンレス製の３重管からなり空気又は水のような冷
却媒体を供給管１３かも３重の管の間に供給し、管１５
から排出して冷却できる構造にしである。上部には不活
性ガス吹き込み管１２及び回転することにより集光筒４
が上下に移動し、対電極と湯面との間隙を調節できる電
極間間隙微調整器２１が取り付けである。
発光チャンノ々 １は、発光チャンノ々−１を支持する
台２９に取り付けられ、この部分に、チャンノ々−１の
下部を溶融金属２５に浸漬したり、もら上げたりするた
めのチャンノミ−昇降装置２３が取り付けである。
台２９に取り付けられ、この部分に、チャンノ々−１の
下部を溶融金属２５に浸漬したり、もら上げたりするた
めのチャンノミ−昇降装置２３が取り付けである。
下部保護円筒３は上部保護円筒２と同じようにステンレ
ス製の３重管でできており、管］４から冷却媒体を供給
し、管１６から排出することにより強制冷却を行うこと
ができる構造にしである。
ス製の３重管でできており、管］４から冷却媒体を供給
し、管１６から排出することにより強制冷却を行うこと
ができる構造にしである。
円筒の内側及び外側にはマグネシアなどの耐火材の円筒
を接着して耐熱性をもたせである。下部保護円筒３の下
端部３′には集光用円筒４に取り付けられている対電＠
７の先端７′が位置するので、この下端部３′の下縁に
口径１５ｍｍ程度の開口部１９を設けて、光ファイノ々
−ロッドに対する溶融金属による輻射熱ある℃・はノ々
ツクグラウンドとなる光の影響を防ぐようにしである。
を接着して耐熱性をもたせである。下部保護円筒３の下
端部３′には集光用円筒４に取り付けられている対電＠
７の先端７′が位置するので、この下端部３′の下縁に
口径１５ｍｍ程度の開口部１９を設けて、光ファイノ々
−ロッドに対する溶融金属による輻射熱ある℃・はノ々
ツクグラウンドとなる光の影響を防ぐようにしである。
又対電極７の先端７′と溶融金属２５表面との間隙は通
常１０ｍｍ以下であるので、従ってチャンノ々−開ロ部
１９も湯面に近いところにあり、そこで集光用円筒４の
下部の不活性ガス吐出口１０から不活性ガスが吹き出し
、これに加えて管１２から吹き込まれ集光用円筒４と保
護円筒２及び、３との間のすき間を通ってきた不活性ガ
スが保護円筒３の下端の開口部１９から娯吹き出して、
対電極７と溶融金属間、及びその附近の空気追い出し放
電が飛び易い不活性雰囲気を形成できる。さらに上部を
下部保護円筒３に装着してあり、測定時に下部を溶融金
属中に浸漬できる長さの耐火物製の太気遅へい用円筒１
８を下部保護円筒３を囲繞して取り利けであるので、放
電個所に附近空気を巻込むことがない。開口部１９から
吹き出した前記不活性ガスは下部保護円筒３と大気遮へ
い用円筒１８とのすき間を通り、大気遮へい用円筒１８
の上部に設けた排出管２０から大気中に排出される１、
従って対電極７先端部付近は確実に不活性雰囲気に保た
れ正常な放電が実施例 実施にあたっては、発光チャンノ々−・を溶湯面に下降
させる前に、耐火材でできた板を溶融金属表面を移動さ
せるなどの機械的方法によってスラグを排除し、直ちに
発光チャンノ々−を下降し、大気遮へい用円筒１８を湯
面に浸漬する方法をとることにより、該円筒１８内には
スラグが存在せず、放電が正常にできる。仮に多少のス
ラグが残存していても集光用円筒４の下端の開口部１９
から吹き出す不活性ガスにより、スラグは開口部１９が
も遮へい用円筒１８の方向へ容易に排除でき、従つて、
残存スラグは放電の障害にならない。この他に下ｆｒｌ
ｓ保護円筒３には、電極間間隙を一定にして発光チャン
ノ々−を設定するためにその下部に湯面し４ル検出端１
７を取り付けである。湯面レベルセンサーには直接電気
的接触によるもの、測温によるもの、光や超音波を利用
したものなどいずれのものを用いてもよい。第２図には
、試料電極２４と茜融点金属の検出端１７間の通電の可
否を検出器２６で測定する簡単な例を示しである。
常１０ｍｍ以下であるので、従ってチャンノ々−開ロ部
１９も湯面に近いところにあり、そこで集光用円筒４の
下部の不活性ガス吐出口１０から不活性ガスが吹き出し
、これに加えて管１２から吹き込まれ集光用円筒４と保
護円筒２及び、３との間のすき間を通ってきた不活性ガ
スが保護円筒３の下端の開口部１９から娯吹き出して、
対電極７と溶融金属間、及びその附近の空気追い出し放
電が飛び易い不活性雰囲気を形成できる。さらに上部を
下部保護円筒３に装着してあり、測定時に下部を溶融金
属中に浸漬できる長さの耐火物製の太気遅へい用円筒１
８を下部保護円筒３を囲繞して取り利けであるので、放
電個所に附近空気を巻込むことがない。開口部１９から
吹き出した前記不活性ガスは下部保護円筒３と大気遮へ
い用円筒１８とのすき間を通り、大気遮へい用円筒１８
の上部に設けた排出管２０から大気中に排出される１、
従って対電極７先端部付近は確実に不活性雰囲気に保た
れ正常な放電が実施例 実施にあたっては、発光チャンノ々−・を溶湯面に下降
させる前に、耐火材でできた板を溶融金属表面を移動さ
せるなどの機械的方法によってスラグを排除し、直ちに
発光チャンノ々−を下降し、大気遮へい用円筒１８を湯
面に浸漬する方法をとることにより、該円筒１８内には
スラグが存在せず、放電が正常にできる。仮に多少のス
ラグが残存していても集光用円筒４の下端の開口部１９
から吹き出す不活性ガスにより、スラグは開口部１９が
も遮へい用円筒１８の方向へ容易に排除でき、従つて、
残存スラグは放電の障害にならない。この他に下ｆｒｌ
ｓ保護円筒３には、電極間間隙を一定にして発光チャン
ノ々−を設定するためにその下部に湯面し４ル検出端１
７を取り付けである。湯面レベルセンサーには直接電気
的接触によるもの、測温によるもの、光や超音波を利用
したものなどいずれのものを用いてもよい。第２図には
、試料電極２４と茜融点金属の検出端１７間の通電の可
否を検出器２６で測定する簡単な例を示しである。
本実施例装置で溶融金属の分析を実施するにあたっては
、先ず、冷却水及びＡｒガスを流してチャンノ々−１内
部をＡｒガスで満たしておく。次に対電極７の先端と湯
面の間隙が２〜１０ｍ１ｎ程度の範囲内の一定距離にな
るように電極間間隙微調整器２１で調節し、チャンノ々
−昇降装置２３を作動１−てスラグ等湯面上の浮遊物を
機械的に排除した湯面上に下降させていき、湯面レベル
検出器２６が湯面を検出した位置でチャンノ々−を固定
する１、発光装置２７を作動させて対電極７の先端部と
溶融金属２５０表面との間に周波数２００〜Ｂ００■Ｉ
ｚ程度のスー々−り放電を行わせ、最初の３〜５秒程度
は予備放電としてそのあとの５〜１０秒間に於る発光強
度を分光検出器２８で測定し、溶融金属中に含まれる各
成分の含有率を求める。
、先ず、冷却水及びＡｒガスを流してチャンノ々−１内
部をＡｒガスで満たしておく。次に対電極７の先端と湯
面の間隙が２〜１０ｍ１ｎ程度の範囲内の一定距離にな
るように電極間間隙微調整器２１で調節し、チャンノ々
−昇降装置２３を作動１−てスラグ等湯面上の浮遊物を
機械的に排除した湯面上に下降させていき、湯面レベル
検出器２６が湯面を検出した位置でチャンノ々−を固定
する１、発光装置２７を作動させて対電極７の先端部と
溶融金属２５０表面との間に周波数２００〜Ｂ００■Ｉ
ｚ程度のスー々−り放電を行わせ、最初の３〜５秒程度
は予備放電としてそのあとの５〜１０秒間に於る発光強
度を分光検出器２８で測定し、溶融金属中に含まれる各
成分の含有率を求める。
以上説明したように本発明装置によれば、前記の諸作用
効果を有し、そして製造現場において溶融金属試料中の
各含有成分をサンプリング等の操作を行わずに迅速に直
接分析することができ、金属の精錬プロセス等の操業管
理に極めて有益である。
効果を有し、そして製造現場において溶融金属試料中の
各含有成分をサンプリング等の操作を行わずに迅速に直
接分析することができ、金属の精錬プロセス等の操業管
理に極めて有益である。
第１図は溶融金属中含有諸成分のス・ξ−り発光強度に
及ぼす集光角度と電極間間隙についての実験結果を示す
グラフであり、第２図は、本発明実施例装置の縦断面図
である。 １は発光チャンバー、２は上部保護円筒、３は下部保護
円筒、４は集光用円筒、５は光フアイバーロッド、６は
光ファイツマーケーブル、・７は対電極、１８は大気遮
へい用円筒、２１は電極間間隙微調整器、２３（１チヤ
ン・々−昇降装置、２４は試料ｒｆｉ、極、２５は溶融
金属、２Ｇは溶湯面レベル検出器、２７は発光装置、２
８は分光検出器。 化１里人 弁叩士 秋 沢 政 党 外２名 ２４７
及ぼす集光角度と電極間間隙についての実験結果を示す
グラフであり、第２図は、本発明実施例装置の縦断面図
である。 １は発光チャンバー、２は上部保護円筒、３は下部保護
円筒、４は集光用円筒、５は光フアイバーロッド、６は
光ファイツマーケーブル、・７は対電極、１８は大気遮
へい用円筒、２１は電極間間隙微調整器、２３（１チヤ
ン・々−昇降装置、２４は試料ｒｆｉ、極、２５は溶融
金属、２Ｇは溶湯面レベル検出器、２７は発光装置、２
８は分光検出器。 化１里人 弁叩士 秋 沢 政 党 外２名 ２４７
Claims (1)
- （１）下端面が溶融金属表面の直上方向に位置し、上端
面が結束光ファイノ々−ケーブルの端面と面結合した単
芯の光ファイノミ−ロッドを中心部に固定収納し、該光
ファイバーロツＰ下端面の下方で、光ファイノ々−ロツ
Ｐの中心線上に先端部が位置するように対電極を固設し
、前記光ファイノミ−ロッドの下端部周囲に不活性ガス
を吹き出す吹き出し口をもち、上部に不活性ガス吹き込
み管を取り伺けた集光用円筒；及び該集光用円筒を内包
し、上部には不活性ガス吹き込み管を、下部には湯面レ
ベル検出器を具備し、周囲に冷却流体の通路をもち、そ
して下端中央部に溶融金属表面に対向して開１コする開
口部を有し、下部周囲に設けられていて、上記集光用円
筒が溶融金属に対して所定集光位置にあるときに下端を
溶融金属内に浸漬できる長さであり上部に不活性ガス排
出口をもつ大気遮へい用円筒と、昇降機構。 とを有する集光用円筒の保護円筒；を具備す７；） ス
ノ”−り発光ｆヤンノ々−２前記対電極と溶融金属との
それぞれに電通する発光装置、及び 前記光ファイノロ−ケーブル末端と接続したスパーク発
光分光分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19108682A JPS5979842A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | 溶融金属のスパ−ク発光分光分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19108682A JPS5979842A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | 溶融金属のスパ−ク発光分光分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5979842A true JPS5979842A (ja) | 1984-05-09 |
| JPS6314902B2 JPS6314902B2 (ja) | 1988-04-02 |
Family
ID=16268621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19108682A Granted JPS5979842A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | 溶融金属のスパ−ク発光分光分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5979842A (ja) |
-
1982
- 1982-10-30 JP JP19108682A patent/JPS5979842A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6314902B2 (ja) | 1988-04-02 |
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