JPS62269066A - 溶融金属の試料採取装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 不発明はあとで分析するだめの試料を回収する溶融金属
試料採取袈置に関する。

不発明は、特にピン試料を形成するのに適する溶融金属
試料採取袈置に関し、ビン試料は、試料の色々の特性、
それゆえ試料が得られている溶融金属の特性を測距する
燃焼分析装置又はその他分析装置に使５ことが出来る。

溶融金属試料採取袈置は予め減圧して、酸化被膜の無い
試料を得ることが出来、このため特定の型の分析の前に
機械加工による酸化被膜の除去の必要が無い。

（従来の技術） 試料採取袈置は、例えばレコ社（しｃｏ　Ｏ：＋ｒｐ叶
ｒａｔｉｏｎ）ｉｃより作らし１米国特許第４４４５３
９０号に示されているようなガス分析装置内に適合する
寸法である。

水素分析に使う場合、米国特許第４４４５３９０号、第
３９６７５０５号に記されたような従来技術の試料採取
袈置は、内側の試料室を外側の減圧された室又はハクリ
ングから分離し、且つ試料の冷却時に試料室から放出す
るガスを外側室に入れることが出来るが、溶融金属は外
側室に入らぬようにするため蓋、又はスクリーン装置を
使っている。冷却時に放出されるガスは、回収及び分析
のため外側室、又はノ・ウジング円で入手が出来る。蓋
装置により、冷却上つつある試料かう放出される酸素、
窒素、水素を含むすべてのガスを解放することが出来る
。

（発明が解決しようとする問題点） この分野の試料採取袈置の目的の一つは、金属が冷える
時、試料鋳型の入口端の所で良好なシールを得て、金属
の流出を防ぎ、且つあとの分析のため採取装置内の放出
ガスをシールすることである。従来技術では良好な結果
は両立して得られていない。

本発明の目的は上記の従来技術の改良した試料採取袈置
を提供することである。

（問題を解決するための手段） 本発明に係る試料採取袈置では、試料鋳型として溶解石
英チューブの使用を示しており、チューブは遠い端部で
シールさね１人口端では開き、試料鋳型と外側室との間
ではな（試料鋳型チューブの長さの中間に抑制部を持ち
、溶融金属の運動を制限して、予め決められた長さのビ
ン試料を形成することが出来る。ガスを外側室に入れる
ことが出来るが金属が上記従来技術特許のように流れる
のを防ぐための蓋又はスクリーン装置は無い。それゆえ
標準長のビン試料はほぼ同じ重量で形成さｎてＡ一つの
ビン試料の分析は同様な長さの他のビン試料の分析と相
互に関連することが出来る。

溶解石英チューブは遠地でシールされ、冷却する金属は
入口端をシールし、従って放出ガスのすべては石英チュ
ーブ内に一時的に捕えろする。拡散又は放出された水素
は、米国特許第４４４５３９０号に示すガス分析装置に
挿入する前にその外側ハワジング内にまだ置かれている
間に、内側石英試料チューブを破ることにより測定のた
め捕促することが出来る。破壊は外側）゛クジングを打
）砕くことによりなされる。抑制部と閉端部との間の溶
解石英チューブの部分は室を有し、この室は減圧された
時試料チューブのＪｌｃ空充填を助ける。

本発明の亘要な特徴は、溶解石英チューブ用の装架装置
を設けていることであり、この装置は開ボの実施例では
、金属で作られ、且つ上記のように試料を冷却し、溶着
による良好なシールを強めるため特定の作用効果を得る
よう機械加工、形成される。装架装置は又第２金属のリ
ングを形成するための内側同心スカートを設けている。

装架装置は溶解石英チューブにしつかり取付けられ、チ
ューブの一体の姑長部をａｈ、試料鋳型自体の部分を形
成する。不発明の試料採取袋Ｒ）工艮好な試験結果を得
ている。

ここでの説明は、当業者が本発明を実施することが出来
るため詳細且つ適確であるけれども、ここに記載の実施
例は不発明の単なる例であり、別の特定の構造でも実施
することが（支）米る。

（作　用） 本発明に係る試料採取袈置は、試料鋳型の充填端の所に
二重即ち則心の金属スカートを設けており、このスカー
トは第２の金鳩元填空欣を形成し、この見所は、浸漬さ
Ｇた時、試料鋳型をシールするために溶融金属を採取装
置に容易に溶着するため試料鋳型入口のｆわりのすべて
の金属部品を予熱するだめの溶融金属の環状リングを受
けるっ第２の金属は冷却し、外側ハウジングを強化する
ように固化し、浸漬される時のハウジング端部の腐蝕を
制限する。試料＠型をシールするための溶融金属の浴着
は父、環状ナイフエッヂμで傾斜する金属の傾斜人口ス
ロート部により容易となる。薄い金属の縁は、試料採取
袈置が金属浴から引出される時、入口趨向の試料金属と
の溶着又は溶解をより良くするよう速かに温度な上昇す
る。

（実施例） 第１図は溶融金属試料採取袈置１０を示し、こり装置は
円筒形チューブから形成さｔした外側ハウジング１２を
持ち、チューブは回示のように薄い金属壁を持っている
。チューブハウジング１２は第１端１４と、第２端１６
とを持）、第２端１６はプラグ１８によりシールさｎ１
プラグ１８は外側ハツシング１２にりう何げ、半田付け
、セメント付は等で取ｆ丁けることが出来る。プラグ１
８には試料鋳型チューブ２４の丸味のある端部２２を受
けるため凹んだ凹所２０が設けらｎる。凹所２０はチュ
ーブ２４を正しく位置決めする助けをし且つ端部２２と
補完する型である。

試料鋳型チューブ２４は、抑制又は制約部分２６を持ち
、溶けた金属が抑制部分を越えて流れるのを制限し、予
め決めら７′１７た長さのビン試別を得ている。第１図
では、抑制部分は、７オン、チオ、タルト、ワイルマ及
びクラウス、ツインマーマン両氏による１９７０年１２
月号の鉄冶金学雑誌の「溶融鋼の水素含有物を試料採取
し、及び分析する方法の改醤」と題する論文の２６６ペ
ージに示す減圧チューブ式の試料採取袈置と同様である
。ビンの長さを制限する別の装置は第６図、第１０１に
示さｎている。嬉６図ではい（らかのメタリック・ワー
ル２８が所定位置にセメント何１等保持されてい檻。第
１０図では、軸線方向に隔てらｒした突起３２と３４と
の間に置かれ、保持されたベアリングボール３０が使わ
れている。

抑制部分を越えてチューブ２４の比較的長い延長部２３
により得られる大容量の保管部により１溶融金属の片は
延長部２３の中に入らない。すべての適用例において抑
制部分を投げる必要は無く、採取装置のあるものは抑制
部分無しで満足に試験されている。

本発明により、試料鋳型チューブ２４をハウジング１２
の内部に支持するのに装架装置が設けられる。第１図に
示す構造では、装架装置は、第３図に拡大して詳細を示
すスリーブ４０を有する。スリーブ４０は部分４４と一
体の部分４２を持ち、部分４４は部分４２より小直径で
あるが、共通内径と同心に置かれている。部分４２はハ
ウジング１２の内径とは／”！同じ外径を持つ、ハウジ
ング１２の内壁と部分４２の外径との間の敏化アルミニ
ウム又は耐火セメントの使用によりシールを生じている
。

装架装置は試料鋳型の端部５０に対し座を設けることの
出来るショルダ４８を有する。傾斜したスロート９５２
は先端５４から環状ナイフェツジの型で延びる。ナイフ
ェツジのｌｂりの薄い金属はより厚い金属より温度をよ
り速かに上昇し、それゆえ試料金属と容易に溶着又は溶
解して、試料鋳型に対しシールを設げもし放出ガスが測
定されるならば、放出ガスをその位置にシールする。

第３図によく示すように、ナイフェツジ先端５４はハウ
ジング１２の端部５７を越えて突出し、ハウジングの端
部５７からの溶融金属による試料汚染を最小にする。更
に、ろう付は円板５９によりろう付は金属がナイフェツ
ジ先端５４に接着して、シールを設け、装架装置のスリ
ーブ４０と、可溶キャップ５５と、外側ハウジング１２
とをろう付けすることにより一体化し、真空を保持する
。

本発明にエリ、シールを強化し、末端構造を強化するた
め、試料鋳型の端ｓ５０を取巻く環状容器６１を投げる
だめの装置がａｉ−ｒられる。図示の構造では、この装
置は、環状室即ち容器６１を形成する二重スカート、即
ち一対の同心壁を有する。第３図に示す同心壁は外側ハ
ウジング壁１２と、同心で隔てられたスリーブ部分４４
とを有する。採取装置が試料を回収するため浸漬さｔし
た時、溶けた金属は容器６１の中に光れ、冷却、同化す
る。そｎゆえこの第２金属は外側ハウジング１２の壁と
固着して先端に近いこの壁の腐蝕を最小にする。その結
果ハウジング１２は、線６５で示す端部５０により近い
所ではなく、線６３で示すより予想出来る所で腐蝕する
。従って採取装置の４部に形成さｎる金属のプラグはよ
り一様であり試料に関し予め決められた関係にある。こ
のことは試料鋳型チューブ内に捕えろｎた放出ガスの量
をより一様にする。試料冷却時に解放される水素などの
ガスは外側プラグからハウジングの空所内に伝えること
が出来る。それゆえ第１図で点？ＩＭ７１で示すプラグ
から放出さ２Ｌろ水素は、試料至所とノ・クジング１２
の内部とで終了し、その結果ハウジング１２内に真空を
生じる。その上、入口の所での試料鋳型内のガスのシー
ルをより良好にする。

部分４４と壁厚との軸線方向の長さは採取装置に望ヱし
い冷却結果を得るため変えることが出来、傾斜した金属
喉部も又冷却する。

好結果に試験された採取装置では、石英ビンの寸法は５
刈織長さは１３６．５１５３／　ｓインチ）であった。

入口スリーブ４０は外径８．７３１　ｍ（１１／３２イ
ンチ）　、１０４５鋼で作られ、全長は３８．１＋ｗで
あった。スリーブは８．７３１腫（１１／３２インチ）
から４．８２６ｍ（０，１９０インチ）まで傾斜し、シ
ョルダからスリーブの内端までの長さは２５．４ｍ（１
インチ）、大直径部分４２の軸線長さは１２．７ｍ（１
／２インチ）であった。図示のように、先端５４は充填
チューブの第１端１４を越えて突出し、キャップに向け
てシールする。キャップと先端とはろう付は円板５９に
より一体にシールされ、円板は先端の所で一体のシール
組立体を形成する。採取装置を減圧する場合は、ろう付
けは真空炉などの中でなさｎる。

８４図に示ｊ実施例はノ・ウジング６０を示し、このハ
ウジングは米国特許第３９０５２３８号などに示す型の
二板貝法の鋳型半体６乙６４を持つ！、ｆ’ｌＪり型金
楓鋳型に適応するよう直径が大ぎい。鋳型千体は、溶解
、石英ビン試料チューブ７０の端部を受ける対向する金
Ｗ４延長部６へ６８を持つている。ハウジング６０の端
部７２の所でハウジング部分７６はこｎから延びており
、装架装置が設けられ、この装置は容器の内側の装架装
置８０に向けて着座する７ランジ部分７８を有する。７
１９９７７部分７６は端壁内の開口８２を通して延びる
。ノ・ウジング部分７６の中に入口スリーブ、即）装架
装置８４が収容さγＬ１この装置は一体のショルダ８６
と傾斜スロート８８と乞持っている。２解、石英試料チ
ューブ’７０はショルダ８６に同げて着座することが出
来る。端部８７は第５図に示すように第２ハウジングの
端部８９を越えて突出する。チューブ７０の１わりに設
けられた二重スカートは、上記作用効果を奏する溶融金
属の環状リングを設げる。

第６図、第７図、第８図、第９図は、本発明の他の大施
例を示し、ここでは、溶解石英チューブ９０用の装架ｉ
ｈｔは割り型のブロック９ム９４を有し、ブロックは向
き合う関係の凹所９悦９８を持）、凹所は石英チューブ
９０上の球、又は環状突起１００と係合する。それゆえ
、石英チューブは積穫的に位置決めされ、外側ハウジン
グ１０４内で同心に支持される。

装架ブロック９４には軸線方向の延長部１０６とキャッ
プ１０８とが設けられる。採取装置は最終用途により減
圧されてもされなくてもよい。図示災施例のすべては、
予め減圧し、真空炉内でろう付けによりシールすること
が出来る。メタリック・ツール２８と端部１１０との間
のチューブ延長部は、もし充填ナユープが予め減圧され
ないならば、元填′ＱＫ光−工（すユーブ内の空気を圧
縮することの出来る容器を提供する。

第８図は更に他の実施例を示し、ここでは試料鋳型チュ
ーブ９０は外側ハウジング１１２の中に全部置かれ、装
架装置１１４には、段付きの部分１１６が設けられる。

ガラス又は石英のスリーブ１１１は針と係合するよう使
うことが出来、この針は上記レコ型のガス分析で針の針
圧でチューブ９０を破ることの出来るようハウジングを
孔明けする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による試料採取袈置の断面図、第２図は
第１図に示す採取装置の色々の成分の分解斜視図、第３
図は第１図に示す採取装置の一部の拡大断面図、第４図
は採取装置の他の拠施例の拡大断面図、第５図は第４図
に示す採取装置の部分の拡大図、第６図は本発明のさら
に他の実施例を示す図、第７図は第６図に示す採取装置
の一部の斜視図、第８図は不発明さらに別の実施例を示
す図、第９図は第６図に示す採取装置の成分の分解斜視
図、第１０図は試料鋳型チューブの別型を示す図である
。 １０・・・採取装置、１２・・・ハウジング、１４・・
・第１端、１６・・・第２端、１８・・・プラグ、２０
・・・凹所、２２・・・端部、２３・・・延長部、２４
・・・チューブ、２６・・・抑制部分、２８・・・メタ
リック・ウール、３０・・・ボー＃、１３４・・・突起
、４０・・・スリーブ、４ム４４・・・部分、４６・・
・セメント、４８・・・ショルダ、５０・・・端部、５
２・・・スロート、５４・・・先端、５５・・・キャッ
プ、５７・・・端部、５９・・・円板、６０・・・ハウ
ジング、６１・・・容器、６２・・・半体、６３・・・
線、６４・・・半体、６５・・・線、６６、ｂ８・・・
延長部、７０・・・チューブ、７１・・・線、７２・・
・端部、７６・・・部分、７８・・・部分、８０・・・
装架装置、８２・・・開口、８４・・・装架装置、８６
・・・ショルダ、８７・・・端部、８８・・・喉部、８
９・・・端部、９０・・・チューブ、９ム９４・・・ブ
ロック、９ｂ、９８・・・凹所、１００・・・突起、１
０４・・・ハウジング、１０６・・・延長部、１０８・
・・キャップ、１１０・・・；４Ｗｂ、１１１・・・ス
リーブ、１１２・・・ハウジング、１１４・・・装架装
置、１１６・・・部分。 特許出願人　ミツドウェスト、インストルメント６コン
バーー、インコや−デッド ｆ−一一一一一へ

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）チューブ状の連続した側壁を持つ外側ハウジング
   と、該外側ハウジング内に設けられたチューブ状の試料
   鋳型と、前記試料鋳型を前記ハウジング内に支持する装
   架装置とを有し、前記試料鋳型の一端部は充填スリーブ
   であり、且つ前記ハウジングの一端部を越えて突出し、
   前記装架装置は前記試料鋳型に設けられ、前記外側ハウ
   ジングの前記内面に固着される壁部分を有し、且つ前記
   試料鋳型の前記一端部を越えて延びる突出部分と、前記
   外側ハウジングの前記一端部に結合された可溶キャップ
   とを有し、前記キャップは前記突出する試料鋳型の一端
   部を受ける凹所を持ち、且つ前記試料鋳型のまわりの環
   状リング内に溶けた金属を受けて固化して前記外側ハウ
   ジングを強化し、溶融金属溶内に浸漬した時の前記外側
   ハウジングの腐蝕を最小にするための環状容器を有する
   溶融金属の試料採取装置。
2. （２）チューブ状の連続する側壁を持つ外側ハウジング
   と、該外側ハウジング内に設けられ鋳型通路を持つチュ
   ーブ状の試料鋳型と、前記試料鋳型を前記ハウジング内
   に支持する装架装置とを有し、前記装架装置は貫通開口
   を持つ装架ブロックから成り、前記試料鋳型は前記開口
   内に受入れられ、前記装架装置を前記ハウジングに固着
   し、さらに前記試料鋳型は溶解石英チューブから成り、
   前記装架装置は入口端を持ち、且つ前記試料チューブの
   一端部を越えて延びる延長部分を有し、前記延長部分は
   溶融金属を入れるための連続した流路を設けるため前記
   試料通路と同心関係の開口を持つ溶融金属の試料採取装
   置。
3. （３）特許請求の範囲第１又は２項記載の溶融金属の試
   料採取装置において、前記延長部分は前記試料鋳型と同
   心関係にあり、前記試料鋳型の端部と前記外側ハウジン
   グとを越えて延びる内側スロート部を持つている溶融金
   属の試料採取袈置。
4. （４）特許請求の範囲第１又は２項記載の溶融金属の試
   料採取装置において、前記試料鋳型の他方の端部は閉じ
   られ、前記一端部は入口端で開いている溶融金属の試料
   採取装置。
5. （５）特許請求の範囲第３項記載の溶融金属の試料採取
   装置において、前記傾斜した入口端は前記試料鋳型の前
   記入口の直径より大きい直径を持つている溶融金属の試
   料採取装置。
6. （６）特許請求の範囲第１又は２項記載の溶融金属の試
   料採取装置において、前記試料鋳型は溶解石英であり、
   且つ作られる試料の最終長さを決めるための中間にある
   抑制部分と、充填を助けるよう大きい真空保存体を生ず
   るため前記抑制部分から延びる一体の真空室とを持つて
   いる溶融金属の試料採取装置。
7. （７）特許請求の範囲第１又は２項記載の溶融金属の試
   料採取装置において、前記装架装置は前記傾斜の端部に
   シヨルダを持ち、前記試料鋳型は前記シヨルダに向けて
   着座する端部を持つている溶融金属の試料採取装置。
8. （８）特許請求の範囲第１又は２項記載の溶融金属の試
   料採取装置において、一体構造を得るため前記試料鋳型
   を前記装架装置に固着するための高温セメントを有し、
   前記一体構造内で前記延長部分は前記試料鋳型の一体の
   延長部を構成している溶融金属の試料採取装置。
9. （９）特許請求の範囲第１又は２項記載の溶融金属の試
   料採取装置において、前記第１ハウジングより大きい直
   径を持つ第２ハウジングと、前記第２ハワジングを前記
   第１ハウジングと同心関係に装架する装置とを有し、前
   記試料鋳型は前記第２ハウジング内に設けた第２試料鋳
   型内まで延び、前記試料鋳型は金属を前記第２試料鋳型
   の第２ハウジング内に充填するための流路を形成してい
   る溶融金属の試料採取装置。
10. （１０）特許請求の範囲第９項記載の溶融金属の試料採
    取装置において、前記第２鋳型は割り型の鋳型半体を有
    し、前記第１及び第２ハウジングの両者は予め減圧され
    る溶融金属の試料採取装置。
11. （１１）特許請求の範囲第１又は２項記載の溶融金属の
    試料採取装置において、前記装架装置は前記試料鋳型に
    設けられ、前記試料鋳型の外径を一部突出して拡大部分
    を設け、前記装架装置は前記拡大部分と係合する対向す
    る凹所を持つ装架ブロックを有する溶融金属の試料採取
    装置。
12. （１２）特許請求の範囲第１又は２項に記載の溶融金属
    の試料採取装置において、前記試料採取装置は予め減圧
    される溶融金属の試料採取装置。
13. （１３）特許請求の範囲第１項記載の溶融金属の試料採
    取装置において、前記環状容器は、前記装架装置上にあ
    り、前記外側ハウジングの壁と同心でこれから離隔され
    、前記ハウジング壁の内側にある内側スカートを有する
    溶融金属の試料採取装置。
14. （１４）特許請求の範囲第１３項記載の溶融金属の試料
    採取装置において、前記スカートは、これを加熱し、試
    料金属との溶融を容易にし、シールを得るため環状のナ
    イフエッジまで傾斜している溶融金属の試料採取装置。
15. （１５）特許請求の範囲第１３項記載の溶融金属の試料
    採取装置において、前記装架装置上の前記内側スカート
    は前記装架装置上にあり、前記試料鋳型の一部を取巻く
    環状壁を有する溶融金属の試料採取装置。