JPS6220502B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は製鋼工場等において例えば転炉内の溶
湯から溶融金属試料を採取したプローブから所定
の金属試料を自動的に取出す方法に関する。

一般に、例えば転炉工場等ではその精練過程に
おいて溶銑および溶鋼サンプルを採取する場合、
サンプリング精度向上、安全面、省力化等の観点
から、近年紙管内に金型のサンプル採取容器を収
納したわゆる専用のサンプリングプローブが多く
用いられるようになつた。

さらに、このサンプリングプローブのサンプリ
ング操作に、プローブ着脱装置に設けた自動昇降
装置を具備した自動サンプリング装置を用いるこ
とが普及し溶融金属のサンプリングが安全かつ容
易に行なえるようになつた。

しかし現在はこの自動サンプリング装置で採取
したサンプルは人手又は特殊なサンプル抜取り治
具を用いてサンプリングプローブから抜取り、気
送管等の搬送装置を用いて分析室に搬送している
実状にある。

この採取したサンプリングプローブから、サン
プルを抜取る作業は、プローブの紙管が火炎をあ
げ燃えていること、サンプル容器内のサンプルは
赤熱状態であることから非常に危険性を伴なう作
業であり、且つ煩らわしい作業である。また、迅
速性を要求される分析試料の場合は処理時間が長
くかかるなどの問題があつた。

これらの欠点、問題点を解決する一つの試みと
して、採取したサンプリングプローブの先端部を
サンプルを抜き取ることなく紙管のまま分析室に
気送管で送付し分析室で抜き取る方法がある。

この方法は紙管の焼損具合やプローブに付いて
いる耐火物、紙管の燃えカス、等のスケールによ
り、気送管途中の閉塞発生、あるいは搬送時の衝
撃による赤熱サンプル容器の飛出しによる途中閉
塞、さらには分析室気送管の受付ステーシヨンで
のスケールや排気対策、分析室での抜き取り装置
の自動化の困難さ等種々設備上の問題があり、実
用化されていない。

一方、金属試料を採取したサンプリングプロー
ブを、サンプリングプローブ装着支持体例えばサ
ブランス等から離脱させたのち、該プローブを横
姿勢に保持し胴部ほぼ中央付近で切断し、サンプ
ル内蔵プローブ体を、把持装置を介して切断面を
下になるよう倒立させサンプルを自動落下させる
方法が提案されている。しかしながらこの方法は
一般に受入れやすい形である縦姿勢のプローブを
一旦切断のために横姿勢に変換する工程を必要と
すること、さらには切断後のサンプル内蔵プロー
ブは把持装置により緊締把持されていることから
例えば傾動機構等を備えた姿勢転換装置を用いて
切断面を下になるよう倒立させたとしても期待す
るように、サンプルのプローブからの自重落下は
容易になされず安定した操業を維持することは困
難である。

本発明はかかる事態に鑑みてなされたもので、
その特徴とするところは、サンプリングプローブ
装着支持体から離脱されたサンプリングプローブ
を、該プローブ軸方向と直交方向に設定した切断
予定部位がカツターレベルに整合するよう縦姿勢
で保持したのち、上、下に切断し下部プローブは
プローブ切断位置と離隔した区域において、プロ
ーブ把持・回動装置を介してプローブ切断面が下
方に位置するよう高速反転させ、遠心力作用を用
いて下部プローブからサンプルを抛出させること
にあり、サンプリングプローブからサンプルを人
手を要さずきわめて効率的に抜取ることができる
サンプリングプローブからの金属試料取出方法を
提供するにある。

本発明者等は、本発明の完成に先立つて種々研
究を重ねた結果、従来慣習化されているプローブ
の横姿勢での切断を画期的な縦姿勢即ちプローブ
受入姿勢のままで切断し、これによつてプローブ
姿勢転換工程を短縮するとともに、サンプル内蔵
プローブから、確実にサンプルを抜取る方法とし
て前記プローブの高速反転による遠心力を利用し
てサンプルを抛出させることに着眼し効率的且つ
安定操業を可能とするサンプリングプローブから
の金属試料取出方法を完成したのである。

以下、本発明を、本発明の実施に供される一装
置を例に述べる。

第１図および第２図において、 １は、プローブシユートで筒状に形成されると
ともに直立して設けられ上方のプローブ受納口は
例えば截頭円錐状に拡開されて適宜支持部材（図
示せず）に例えば溶接等の固着手段で取付けられ
ている。

２はプローブシユートの下方に設けられたスト
ツパー装置で、ストツパー本体２１は受けビーム
２２のプローブシユート軸線延長部位に、上下動
自在に螺合しており、例えばピン係止の如き位置
固定手段で適宜位置にセツトされている。２３は
ストツパー受けビーム２２の支持部で、受けビー
ム２２の後端は該支持部２３のピンに一体的に取
付けられており、該支持部に設けたアームを介し
て連結された例えばエアーシリンダーの如き駆動
装置２４の進退作動により回動自在に設けられて
いる。

３はクランプ装置でプローブ切断部位の上、下
両側のプローブ把持位置にそれぞれ上部クランプ
３１、下部クランプ３２が設けられている。３３
は受け部、３４は先端に押圧部を設けた例えば流
体圧シリンダ・ロツドの如き押圧手段である。

４はプローブの切断装置であり、４１は円板状
カツターで支持部に回転自在に取付けられてい
る。４２はカツター４１の駆動モーターである。
４３は切断装置４の揺動機構で例えばエアーシリ
ンダのような駆動手段により、切断装置フレーム
を水平動自在に設けている。

５はプローブ搬送・抜取装置であり５１はプロ
ーブの把持装置で例えばエアーシリンダとリンク
機構等の結合構造が用いられる。５２は把持装置
５１の回動装置で例えば空気圧ロータリーアクチ
ユエータが用いられ前記把持装置５１を垂直面内
で高速度で回動自在に設けられている。５３は例
えばエアーシリンダの如き進退手段で、回動装置
５２を介して把持装置５１を水平方向に進退自在
に設けている。５４は旋回装置で進退装置５３を
例えば空気圧ロータリーアクチユエータで水平方
向に旋回自在に設けるとともに、昇降装置５５に
上下動自在に取付けられている。昇降装置は例え
ば流体圧シリンダが用いられる。

６は清浄装置であり６１はサンプル内蔵下部プ
ローブB₂（第３図参照）から抜取られたサンプ
ルＳ（第３図参照）を載置する受け台、６２はサ
ンプルシユートで截頭円錐状の凹部が形成され、
受け台６１上方に適宜支持材で支持されている。
６３は、案内装置で弧状に形成するとともに下端
はサンプルシユート６２に臨ませて設けている。

この案内装置は断面凹字状に形成してもよく、
又平板を弧状に形成しても差仕えない。６４は圧
力流体噴射装置で、サンプルシユート６２内、あ
るいは受台６１上面のサンプル指向部位にその開
口端を臨ませて設けており、他端部は例えばコン
プレツサーの如き圧力流体源に連通している。圧
力流体としては例えば圧縮空気が用いられる。

７はサンプルの取出し装置で７１は把持装置で
例えばエア・シリンダとリンク機構による把持手
段が用いられる。７２は旋回装置で例えば空気圧
ロータリーアクチユエータで把持装置７１と連設
され、該把持装置７１を水平方向に、回動自在に
設けられている。

８は防塵カバーで、例えばプローブシユート１
下部の、ストツパー装置２、クランプ装置３の各
可動部、切断装置４、搬送装置５および清浄装置
７を囲んで設けられている。８１は図示しない集
塵装置に連通する吸気口である。

９は余材廃棄口でプローブシユート１の下方延
長方向に設けられ例えばシユート状に形成され
る。１０は気送管投入口、１１は余材回収バケツ
トである。

第３図は、本考案の実施に供されるサンプリン
グプローブ（複合プローブ）の一例を示し、第３
図ａは一部切欠き断面図、第３図ｂは、サンプリ
ング後における第３図ａの部分拡大縦断面図であ
る。

Ａはプローブ本体、Ｂはプローブ先端部であ
り、Ｃは上室、Ｄは下室でサンプル収納部であ
る。Ｅは溶鋼流入口、ＦはCDメーター用熱電対
素子、Ｇは溶鋼温度検出用熱電対素子でありこの
部分はサンプリング後溶損消耗する。Ｈはサンプ
リング前、H′はサンプリング後の紙管を示す。
なおＪは上室・下室の連通部でＸ―Ｙは切断予定
線を示す。

測定後のサンプリングプローブは外筒表面およ
びサンプル容器を保持している紙管は焼損し外筒
においては数十耗細くなり、一方紙管は十数耗程
度炭化しサンプル容器は紙管内でルーズな状態で
嵌合している。このときのサンプルの温度は約
700〜900℃の赤熱状態を呈している。

上述した装置を用い、サンプリングプローブ
（以下単にプローブと称する）からサンプルを取
出す場合について述べる。

先づ、ストツパー装置２の駆動装置２４を付勢
して、ストツパー本体２１の頂部をプローブシユ
ート１直下に位置せしめたのち、ストツパー本体
２１の脚部（ねじ部）を上・下動して、プローブ
Ｂの切断予定部位（Ｘ―Ｙ）が切断装置４の円板
状カツター４１レベルに位置するようストツパー
本体２１の頂部高さ位置を設定する。

ついで、サンプリング後の上記プローブを指令
信号にもとづいてサブランスの着脱装置によりサ
ブランスから離脱させ、シユート１へ投入する。
投入されたプローブＢは先端部を下にサブランス
装着時と同姿勢でストツパー本体２１上に載置さ
れる。

上記プローブＢの受納をセンサー（図示せず）
で確認したのち、該確認信号にもとづいて、上部
クランプ３１、下部クランプ３２のクランプ開始
指令を行なうと同時に、カツター用電動機４２の
駆動を行なう。

上部クランプ３１及び下部クランプ３２のクラ
ンプ完了後該指令信号にもとづいてエアーシリン
ダ４３を付勢し切断装置４を前進させ、プローブ
Ｂを上・下に切断し、上部プローブ（余材）B₁
と下部プローブ（サンプル内蔵）B₂に分離す
る。

切断装置４は前進端リミツトスイツチで停止、
後退開始したのち、待機位置まで後退し自動停止
する。

その後ストツパー本体２１を下部プローブB₂
から離反し、水平回動させて待機位置に退避させ
自動停止する。

ついでプローブ搬送・抜取装置５の進退装置５
３を付勢して把持装置５１を水平方向に前進さ
せ、下部プローブB₂を把持させたのち下部クラ
ンプ３２を解放する。解放された下部プローブ
B₂は昇降装置５４を下げ方向に付勢して把持装
置５１を降下させ、進退装置５３の前後進動作お
よび旋回装置５４の水平旋回動作により、清浄装
置６の上方まで搬送される。

ついで回転装置５２を駆動させて把持装置５１
をプローブ切断面が下向きになるように高速度で
180度回転させる。

このとき、サンプルＳは紙管の焼失によつて下
部プローブにルーズに保持されていることから、
把持装置５１の回転運動に伴なう遠心力によりサ
ンプルＳはその自重を利用して案内装置６３上に
抛出され、その端面を当接させながら案内装置６
３に案内されてサンプルシユート６２に導入され
受台６１に載置される。

サンプルＳはサンプルシユート６２通過時から
所定時間にわたつて、噴射装置６４からサンプル
清浄用の例えば圧縮空気のような圧力流体を噴射
させ、サンプル表面に付着している粉塵を排除す
る。吹き飛ばされた粉塵は吸気口８１から集塵装
置に回収される。

清浄工程を終えたサンプルは取出し装置７の把
持装置７１で把持し、旋回装置７２の水平旋回動
作により気送管投入口１０の上方まで移動させた
のち、把持装置７１を解放して気送管投入口１０
に投入される。上部プローブB₁は下部プローブ
B₂が搬送される間に、上部クランプ３１を解放
し、余材シユート９を介して余材回収バケツト１
１に回収される。

サンプルを抜き取つたあとの下部プローブB₂
は旋回装置５４、進退装置５３を用いて余材廃棄
口９上方まで返戻し、把持装置５１を解放して余
材回収バケツト１１へ投入される。

なおサンプルの切断面を上に向けて気送管投入
口１０に投入する必要があるときは、取出し装置
７の把持装置７１と旋回装置７２との間にさらに
別の回転装置を設けることによつて目的を達する
ことができる。

また、このサンプル（熱塊サンプル）を分析室
に搬送する手段として本実施例では気送管装置を
用いたが、他の適当な搬送装置を用いることも出
来る。ただし、この場合は耐熱構造とすることは
いうまでもない。

なお、上述したように、下記プローブB₂から
サンプルＳを容易に抜き取るには次の点に留意す
ることが必要である。

プローブ切断時の把持力はプローブ紙管およ
びサンプル容器が変形しない程度が好ましい。

移動・反転用把持装置のプローブ把持力は、
プローブ紙管が変形することなく且つプローブ
が落下しない程度とし、またプローブ、紙管の
最も強度のある部位（プローブ下端〜耐火物充
填をしているところ）を把持することが好まし
い。

反転時適当な衝撃力を与え（例えば高速反
転、急停止による振動等）サンプルの自由落下
を促進する。

本発明では、上記の如く構成し且つ用いること
により人手を要せず、しかも効率的に清浄なサン
プルを入手することが出来、精錬進行および設備
保全にきわめて大きい効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に供される金属試料取出
装置の概略全体図。第２図は、サンプル抜き取り
状況を示す動作概要図、第３図は本発明の実施に
供される複合型サンプリングプローブの概略縦断
面図。 図中、１はプローブシユート、２はストツパー
装置、３はクランプ装置、４はプローブ切断装
置、５はプローブ搬送・抜取装置、６は清浄装
置、７はサンプル取出し装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ サンプリングプローブ装着支持体から離脱さ
   れたサンプリングプローブを、該プローブ軸方向
   と直交方向に設定した切断予定部位がカツターレ
   ベルに整合するよう縦姿勢で保持したのち、上、
   下に切断し、下部プローブはプローブ切断位置と
   離隔した区域において、プローブ把持・回動装置
   を介してプローブ切断面が下方に位置するよう高
   速反転させ、遠心力作用を用いて下部プローブか
   らサンプルを抛出させることを特徴とするサンプ
   リングプローブからの金属試料取出方法。