KR870001397B1 - 용융(溶融)금속중의 수소량 정량용 시료채취관 및 수소 정량장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

용융(溶融)금속중의 수소량 정량용 시료채취관 및 수소 정량장치

제 1도는 수소 latm 하에 있어서 순철의 수소용해도와 온도와의 관계도.

제 2도는 종래의 시료채취용기의 일예.

제 5도는 제 2도의 시료채취관에 포집된 수소를 정량하는 가스분석장치의 일예를 표시한 개략도.

제 4a도는 본 발명의 시료채취관의 일 실시예를 표시한 종단면도.

제 4b도는 제 4a도의 A-A선에 따른 횡단면도.

제 5a도는 본 발명의 시료채취관의 다른 실시예를 표시한 종단면도.

제 5b도는 제 5a도의 B-B선에 따른 횡단면도.

제 6도, 제 7도는 같은 본 발명의 수소가스 포집용기의 설명도.

제 8도는 같은 본 발명의 수소량 정량장치의 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

8, 8a : 벽 10, 10a : 도관

13 : 시료채취관 14a : 공간

15, 15a, 25 : 포집용기

본 발명은 용융금속중의 수소정량을 위한 시료채취관 및 용융금속중의 수소정량장치에 관한 것이다.

제강이나 알루미늄제련에 있어서 용융금속중의 수소량을 될 수 있는한 저감시키는 것이 최종제품의 기계적성질을 향상시키기 위하여 필요하다.

용융금속(이하 용융(溶融)이라 기술함 )중의 수소를 정량하는 데는 종래, 용탕으로부터 직접 또는 일단 국자로 뜬 것으로 부터 석영판으로 빨아올려서 물로 급냉한 즉시 또는 드라이아이스 또는 액체질소중에 보존한 후 소정의 크기로 절단하여 연마하고나서, 불활가스중 용융-가스크로마토그라프-열전도도검출법에 의해 정량하는 것이 일반적이다.

일부에서는 최후의 정량으로 진공가열-정용측압법을 사용하고 있다.

그러나, 상술의 시료채취-정량법에서는 용탕중의 수소를 정확히 정량하는 것이 곤란하다.

그 이유의 첫째는 철에 대한 예를 제 1도에 표시한 바와 같이 용융금속의 응고에 있어 수소용해도가 대폭으로 저하하므로 다량의 수소를 방출하나. 이 방출된 수소가 대기중에 일산(逸散)하여 정량하지 못하는 것이다.

이유의 둘째는 응고후, 실온에서는 과포화상태에 있기 때문에 시료의 절단, 연마 등의 분석준비 작업중에도 수소가 일산하는 것이다.

이와 같은 나점을 해결하기 위한 2,3의 제안이 있다.

그 제1은 두께가 얇은 원통형의 스테인레스강을 봉입한 지공석영관에 용탕을 빨아올려 응고시에 방출되는 수소를 수소용해도가 높은 스테인레스강에 흡수시켜 시료를 스테인레스강 원통과 함께 절단하여 정량으로 공시하는 것이다.(나리따와, 철과강, 65,1979,1620).

그러나 이 방법을 사용할 때 응고금속과 스테인레스강 원통과의 경계에 미세한 간극이 생겨 수냉시에 여기에 들어온 물이 분석을 위한 용융시에 분해하여 수소가 발생하여 오차가 생기는 일이 많고 또 삽입된 스테인레스강 원통도 미리 완전히 탈수소를 해 두지 않으면 오차가 크게 된다는 난점이 있다.

그 제 2는 제 2도에 표시한 바와 같이 중공체(中空體)가 금속의 박육의 벽(1) 및 커버캡(2)에 의해 구성되어 시료주형(3)을 내장하는 중공체의 외벽의 결합부가 금속재료만을 사용하여 진공으로 밀폐되어있는 시료채취관이다.(특공소 53-45157호 공보)

이 채취관의 커버캡(2)을 용탕에 침지하여 내부주형(3)내에 용탕을 흡인한후 냉각되어 용탕중의 수소를 진공실(4)안에 방출시켜서 포집하고 다음에 제 3도에 표시한 바와 같이 가스분석계(5)에 연결된 용기(6)중의 1단(용탕에 침지한 커버캡의 타단)을 삽입하여 입구를 봉한 후 외벽(1)에 천공하여 진공실(4)에 포집된 수소를 정량하는 것이다. (여기서 채취관 전체를 밀폐용기중에 넣어 벽(1)을 천공하면 주형(3)에 빨아올련진 용탕으로부터 진공실(4)에 방출된 수소 뿐만이 아니라 흡상기구(7)의 강(鋼)으로부터 방출수소의 일부도 정량되기 때문에 오차가 생긴다). 이 방식에 의하면 시료응고시에 방출되는 수소의 도산(도산)은 방지되면, 또 시료의 절단연마가 필요하게 되었기 때문에 절단연마시의 수소일산에 의한 오차도 방지되고 있다. 그러나 이제안에도 여전히 난점이 남아 있다. 즉,

1) 용탕에 침지한 때에 박육(薄肉)금속으로 만들어진 벽(1)이 용손되는 것을 방지하기 위해 채취관의 주위를 단열재로 피복하나 이 단열재의 일부에 유기질 바인더가 포함되어 있기 때문에 그것이 연소하여 용탕이 끓어 공기가 휩쓸려 들어가는 일이 생기며 또 그의 단열재의 일부가 용융하여 슬래그를 형성하여 용탕중의 C,H,O,Si 량 및 기재 물량을 증가시킨다.

슬랩주조직전의 연속주조장치의 턴디쉬나 모울드에 있어서는 이 악영향은 허용한도를 넘으므로 그 사용은 그 이전의 공정에 한정된다.

2) 가령 단열재를 제거하고 외벽(1)이 용손되지 않도록 단시간만 용강중에 침지하여 용탕을 빨아올렸다고 하더라도 외벽(1)과 커버캡(2)의 외주에 용탕이 부착하여 응고하는 것은 피할 수 없다.

외주에는 금속이 부착하면 제 3도에서 설명한 바와 같은 용기(6)중에 채취관의 일단을 넣고 용기(6)와 채취관과의 사이를 밀봉하는 것이 대단히 곤란하게 되고 수소 정량은 사실상 불가능하게 된다.

3) (또다시 단열재 피복에 의한 채취에 이야기를 돌려서) 용기(6)와 채취관과의 사이의 밀봉에는 통상 고무제 0링이 사용되나 그 소손(燒損)을 방지하기 위해 채취관은 용탕을 빨아올린 후 수냉된다.

강외 경우 주형내에 빨아올려진 강중에 전체의 약 5 내지 10%의 수소가 잔류하므로 진공실(4)중의 수소를 정량한 후 주형부(3)의 일부를 절단하여 가열추출 수소정량장치에 의해 별도 잔류수소를 정량하여 합산할일이 필요로 하게 된다.

이 조작은 분석결과르 신속히 입수하는데 있어서는 대단히 큰 난점으로 된다.

본 발명의 복적은 이상 설명한 바와 같이 용탕중의 수소량정량에 있어서의 여려가지의 문제를 해결할수 있는 용융금속중의 수소정량을 위한 시료 채취관 및 이 시료채취관을 사용하여 용융금속의 수소를 정량하기 위한 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 요지는 다음과 같다.

1) 기벽이 무기질 내화물로 구성되어 한쪽의 단부에 시료의 용융금속중에 침지한때에 용손되어 개구하는 용융금속 흡상부를 가지며 또한 내부를 진공으로 한 관상체내에 상기 흡상부에 연통하여 빨아올려진 용융금속의 소정의 형상으로 응고하는 공강(空腔)을 형성하도록 수소 투과성재료로 이루어진 도관을 내장하고 또한 상기 용융금속의 응고냉각에 있어 방출되는 수소를 수용하는 공간을 구비한 용융금속중의 수소량을 정량하기 위한 시료채취관.

2) 기벽이 무기질 내화물로 구성되어 한쪽의 단부에 시료의 용융금속중에 침지한때에 용손되어 개구하는 용융금속 흡상부를 가지고 또한 내부를 진공으로 한 관상체내에 상기 흡상부에 연통하여 빨아올려진 용융금속의 소정의 형상으로 응고하는 공강을 형성하도록 수소투과성 재료로 이루어진 도관을 내장하고 또한 상기 용융금속의 응고냉각에 있어 방출되는 수소를 수용하는 공간을 구비한 용융금속중의 수소량을 정량하기 위한 시료채취관과 용융금속을 채취한 상기 채취관을 외기와 차단하여 수용하는 포집용기와 이 포장용기내의 상기 채취관을 파단하는 장치와 상기 채취관의 파단에 의한 상기 포집관내에 방출된 수소가스를 정량하는 가스분석장치를 구비한 용융금속중의 수소정량장치이다.

다음 본 발명의 시료채취관 및 수소량 정량장치를 도면에 의해 설명한다.

도면 제 4a도 및 제 4b도는 먼저 참조하면 본 발명에 따르는 시료채취관은 낮은 열전도성의 무기질 내화물로 형성된 실질적으로 수소불투과성인 벽(8)을 갖는 진공관상체의 벽(8)으로 부터 안쪽으로 연장되는 탈수소된 얇은 강판으로 형성된 고정재(13)에 의해 고정된 시료 형성도관(10)으로 이루어진다.

벽(8)은 관상체의 한단부에서 두께가 감소되어 쉽게 용융가능한 흡상구(8)를 규정한다. 만일 흡상구(9)를 용융금속에 담그면 도관(10)은 복수의 통기공(12)과 탈수소 냉금 또는 히이트싱크(11)를 갖는다. 통기공은 금속이 냉각함에 따라 그를 통해 금속의 흐름을 방지하기에 충분히 작다. 그들은 또한 용융금속이 흐름을 방지하기에 충분히 작다. 그들은 또한 용융금속이 흐름에 따라 도관(10)이 쉽게 채워지도록 허용하기 위해 도관(10)에 잔유하는 어떤 기체의 탈출도 또한 허용한다.

수소는 히이트싱크(11) 및 구조의 나머지로의 열의 손실과 복사선으로 인하여 용융금속이 고화되고 냉각됨에 따라 용해도의 감소로 인하여 도관(10)내의 용융금속을부터 방출된다. 수소는 통기공(12)을 통하여 흐르거나 또는 벽(8)의 안쪽의 고정재(13)사이의 공간을 통하여 관상체내의 빈공간(14)으로 도관(10)을 통하여 외측으로 방사상으로 확산한다.

본 발명에 따른 또다른 시료채취관을 제 5a도 및 제 5b도에 나타내었다. 그것은 마찬가지로 벽(8a)을 갖는 관상체와 박강판으로 형성된 도관(10a)로 이루어지나, 도관(10a)은 말단 인접흡상구(9a)에서 폐쇄되고 공간(14a)으로 열리며, 용융금속시료는 벽(8a)과 도관(10a)사이로 규정된 환상관형공간(8c)으로 도관(10a)의 폐쇄단부를 지지하는 돌출부를 지나 당겨진다. 감소된 두께의 흡상구는 (9a)로 나타내었다. 용융금속을 냉각시키기 위한 냉금 또는 히이트싱크는(11a)로 나타내었고, 통기공은 몸체(8a)가 공간(14a)에서 폐쇄되기 전에 진공이 공간(8c)으로 당겨지도록 허용하고 또한 금속이 냉각함에 따라 그를통해 금속의 흐름이 방지되기에 충분하도록 작은데(12a)로 나타내었으며 고정재는(13a)로 나타내었다.

제 4a도 - 제 4b도의 구체예에서와 같은 통기공(12a)은 또한 용융금속이 흐름에 따라 공간(8c)이 쉽게 채워지도록 허용하기 위해 공간(8c)에서 어떠한 기체의 탈출도 허용한다.

수소는 마찬가지로 빈공간(14a)에 수집된다. 수소는 제 5a도 및 제 5b도의 시료채취관에 따르면 방사상으로 내측으로 방출되는 한편, 제 4a도 및 제 4b도의 시료채취관에서는 방사상으로 외측으로 방출된다.

제 6도를 참조하면, 제 4a도 및 제 4b도의 시료채취관으로부터 수소를 수집하기 위한 용기(15)를 예로써 나타내는 한편 제 7도는 제 5a도 및 제 5b도의 시료채취관으로부터 수소를 수집하기 위한 용기(15a)를 예로써 나타낸다.

제 6도를 참조하면 시료채취관은 용기(15)에 완전히 삽입되고 용기(15)는 뚜껑(16)으로 폐쇄된다. 용기(15)는 캐리어가스로 정화하거나 또는 필요하다면 진공화시킨다. 포집용기(15)에 용접된 스테인레스강제 벨로우즈(17)를 외부나사(18)에 의하여 벨로우즈(17)의 내부에 설치한날(19)을 지지구(20)로 지지된 채취관에 압압하여 파단하고, 제 4a도, 및 제 4b도의 잔류공간을 개방하여 속에 있었던 수소를 포집용기중에 방출시킨다.

제 7도에 있어서도 거의 마찬가지의 조작에 의해 채취관내에 생긴 잔류공간의 벽은 날(19a)에 의해 파단되어 잔류공간내에 있었던 수소를 포집용기중에 방출시킨다.

방출된 수소 및 시간경과와 동시에 시료로부터 방출된 수소는 일정시간마다 밸브를 개폐하여 직접 질량 분석계로 또는 운반용가스에 의하여 반송하고 가스크로마토그라피-열전도도 검출계로 정량한다.

또한 제 7도에 있어서 15a는 포집용기, 16a는 뚜껑, 17a는 강제 벨로우즈, 18a는 나사, 20a는 지지구이다.

또한 제 4a도, 제 4b도 및 제 5a도, 제 5b도에 있어서 채취관의 벽(8,8a)은 석영, 알루미나등의 무기질 내화물로 만들어져, 흡상구(9,9a)는 용탕의 열로 단시간으로 용이하게 용손하고 한편 다른부분은 채취시에 용손등의 변화가 생기지 않는 정도의 내열성을 가지는 것 및 기밀성을 가지는 재료인 것이 요구된다.

채취관의 외벽에 용강이나 슬랙이 부착한 경우에는 외벽에 BN, 그래파이트등의 이 형제를 도포하는 것이 좋다.

또 도관으로서 박강판제의 거시 예시되었으나 Al,Cu등 금속제 또는 다공성 세라믹, 암면등의 통기성이 풍부한 내화물을 사용하는 것도 좋으나, 흡상구로부터 흡상기부를 통함이 없이 직접 도관으로 도입되는 구조인 것이 중요하며 또한 채취관의 내부나 도관을 미리 진공하에서 고온으로 가열하여 탈수소, 탈수하여 놓는 것이 공시험치 저하를 위해 긴요하다.

또 채취된 금속의 체적에 대한 잔류공간의 용적의 비는 통상 1보다 큰것이 바람직하나 용탕중 수소량이 낮은 경우에는 1 보다 적은 경우에도 유효하다.

단 0.1이하에서는 정량치가 저치(低値)로 된다. 또 수소정량때 150℃까지 가열하여 시료로부터의 수소 방출을 촉진하여도 좋다. (150℃까지의 가열에서는 정량치합계는 거의 변하지 않는 것이 알려져 있다).

이상 설명한 본 발명의 장치에 의하면 먼저 열거한 공지시료채취관(특공소 53-45157호 공보)의 난점은 남김없이 해결된다.

즉, 1) 박육금속의 벽과 커버캡에 대신하여 석영 또는 알루미나등의 무기질 내화물을 사용하므로써 용탕중에 침지한 때의 내열성의 대폭으로 개선된다.

(이것은 단지 융점의 상위만이 아니라 열전도율의 상위에 의하여도 크게 좌우된다).

그 결과 공지채취관에서는 필수였던 단열제에 의한 피복이 불필요하게 되고 단열재에 의한 용탕의 오염이 방지되어 턴디쉬나 연주(連鑄)모울드에서의 사용이 가능하게 된다.

2) 본 발명의 채취관의 벽(8,8a)과 포집용기(15,15a)에 의하면 채취관이 흡상기부(吸上基部)를 포함하지 않으므로 먼저 설명한 흡상기부에 의한 오차가 방지되고 따라서 채취관의 전체를 완전히 포집용기중에 삽입하여 정량하는 것이 가능하게 된다.

더우기 이 결과, 포집용기의 밀폐에 0링을 사용하는 것은 불필요하게 되고 포집용기(15)와 뚜껑(16)과의 밀폐에는 고온용금속 팩킹이 사용할 수 있으므로 용탕을 빨아올린 채취관을 수냉하는 일은 없고 직접 포집용기(15)중에 삽입할 수 있다.

수냉조작을 생략하므로써 도관(주형)내 금속으로부터 중공 공간에 수소가스로서 방출되는 비율이 대폭적으로 상승하여(약 90% 부터 약 98%로)응고금속중에 잔류하는 수소량은 거의 무시되는 수준까지 저하하고 또 그 편차도 극히 감소한다.

따라서 잔류수소의 정량을 생략하는 것이 가능하게 되고 분석시간의 단축에도 크게 기여한다.

3) 흡상기부의 용적이 큰 공지시료관(특공소 53-45157호 공보)는 흡상기부에서의 용탕의 응고속도를 적당한 값으로 제어하기 위해 통상 흡상기부의 내부에 냉금을 삽입하여 있다.

이 냉금의 삽입에 의해 새로운 트러블이 생긴다.

즉 예컨대 용강온도가 약 1500℃에까지 저하되면 빨아올려진 용강이 주형부에 도달하지 않고 흡상기부에서 응고하고 흡상불량에 의해 용강의 샘플링이 불성공으로 끝나는 것이 많다.

한편 본 발명의 시료채취관에 의하면 흡상기부나 그 내부에 삽입하는 냉금도 불필요하므로 약 1500℃의 용강에도 하등 지장없이 빨아올릴 수가 있다.

다음에 본 발명의 장치에 의하여 용강붕의 수소를 정량한 구체예에 의하여 본 발명의 효과를 명백하게 한다.

[실시예 1]

제 4a도, 제 4b도에 표시한 본 발명의 채취관(석영제로 외경 12mm, 내경 10mm, 길이150mm, 내부에 탈수소한 냉연박강판제로 판두께0.3mm, 지름6mm, 길이70mm 의 도관을 봉입하여 10^-2Torr 이하로 진공배기한 것)을 사용하여 연속주조모울드에 있어서 JIS SM 50 상당의 조성의 용강으로부터 그 시료를 채취하였다.

각각의 시료를 냉각함이 없이 곧 2개의 스테인레스강제 포집용기(25)(제 6도에 표시한 것과 동일구성)에 넣어 제 8도에 표시한 바와 같이 가스크로마토그라피-열전도도 검출형 가스분석계(21)와 접속하여 각각 포집용기(15)내를 Ar 가스로 치환한 후, 밸브(22)를 닫힌 상태로 먼저 설명한 요령으로 석영제 채취관을 파단하였다.

다음에 밸브(22), 3방밸브(23)를 개폐하여 순차포집용기중의 수소를 Ar 운반에 의하여 가스크로마토그라피에 반송하여 열전도 검출에 의하여 정량하였다.

수소정량 완료후, 시료를 꺼내서 평량하고 측정에 관여치 않는 냉금부와 도관부와의 중량을 감하여 시료중량으로 하였다.

방출수소량과 시료중량으로부터 용강중 수소함유율을 계산하였다.

또한 수소량 측정후의 시료의 일부를 절단하여 불활성가스중 용융-가스크로마토그라피-열전도도 검출법에 의해 잔류수소량을 정량하였다.

비교를 위해 동시에 종래 법에 의하여 스포이트흡인식 석영관으로 2개의 시료를 채취하여 곧 수냉한 후 절단, 연마, 평량하고, 불활성가스중 용융-가스크로마토그라피-열전도도 검출법에 의해 수소량을 정량하였다.

(종래 법 (1)이라고 약기). 결과를 표 1에 표시함.

[표 1]

본 발명 장치에 의한 수소분석치(단위 ppm)

표 1에서 명백한 바와 같이 종래법에서는 응고시에 방출되는 수소(본 발명장치에 의한 정량결과의 a의부에 상당)가 정량되지 않고 또 시료 중 수소(본 발명장치에 의한 정량결과의 b에 상당)의 일부가 절단 연마시에 일산되기 때문에 저치로되어 있고 이들의 요인의 변동때문에 재현성이 불량하다.

또 제 2도, 제 3도에 표시한 방법에서는 흡상기부의 시일부로부터의 가스누출로 저치를 나타내는 것에 더하여 a에 표시한 수소량이 회수되지 않고 저치로 된다.

그러나 본 발명에서는 정량의 장해로 되는 흡상기부가 생기지 않는 도관형상으로 하여 재취용기를 완전하게 포집용기 내에 수용하는 방식으로 하고 다시 포집용기의 가스출입구에 밸브를 설치하여 경시 방출수소의 정량을 가능케한 등의 연구에 의해 상술의 문제를 원리적으로 제거하고 정확한 그리고도 재현성이 좋은 정량치를 얻을 수가 있다.

[실시예 2]

제 4a도, 제 4b도에 표시한 바와 같은 형상의 본 발명 채취관(단 외부는 모두 석영제로 외경 12mm, 내경 10mm, 길이150mm, 내부에 탈수소한 냉연박강판제로 판두께0.3mm, 지름6mm, 길이70mm 의 도관을 봉입하여 10^-2Torr 이하로 진공 배기한 것)에 에어로졸 스프레이로 미분상 BN을 이형제로서 도포하여 시킨 것을 사용하여 연속주조용 모울드에 있어서 JIS SS41 상당의 조성의 용강으로부터 그 시료를 채취하였다.

각각의 시료를 냉각함이 없이 곧 제 8도에 표시한 바와 같이 미리 2개의 히이터(24)로 700℃에 가열한 스테인레스강제 포집용기(25)(제 6도에 표시한 것과 동일구성)에 넣어 가스크로마토그라피-열전도도 검출형 가스분석계(21)와 접속하고 각각 포집용기(25)내를 Ar 가스로 치환한 후, 밸브(22)를 닫힌상태에서 석영제용기를 파단하였다.

다음에 밸브(22)와 3 방밸브(23)를 개폐하여 순차 포집용기 중의 수소를 Ar 운반가스에 의해 가스크로마토그라프(21)에 반송하여 열전도 검출에 의하여 정량하였다.

따로 준비한 같은 형상의 채취용기로 용탕을 채취하여 그 중량변화로 부터 시료중량을 구하여 이것을 사용하여 단위 중량당 수소량을 구하였다.

비교를 위해 동시에 종래법에 의해 스포이트 흡인식 석영관으로 2개의 시료를 채취하여 곧 수냉한 후 절단, 연마, 평량하여 불활성가스중 용융-가스크로마토그라피-열전도도 검출법에 의해 수소량을 정량하였다.

결과를 표 2에 표시함.

[표 2]

본 발명 채취관에 의해 채취한 시료의 수소분석치(단위 ppm)

표 2에서 명백한 바와 같이 종래법에서는 본 발명의 채취관을 사용한 경우보다 꽤 저치를 나타내고 있으며 이것은 용고시에 방출되는 수소의 일산이나 절단 연마시에 수소일산에 기인한다고 생각된다.

또 이들의 요인의 변동 때문에 재현성이 불량하다.

본 발명의 채취관에서는 이와 같은 문제점이 해결되어 있으므로 정량치는 정확하며 또한 정도(精度)도 양호하게 되어 있다.

또, 외경 12mm의 석영관의 일단을 봉하고 외벽에 이형제로서 에어로졸 BN 또는 그래파이트를 도포하여 용강중에 침지하여 용강이나 슬랙이 외벽에 부착하는 것을 방지하는 효과를 조사한 결과를 표 3에 표시함.

[표 3]

이형제 효과확인 시험

표 3에서 밝혀졌듯이 이형제를 도포하므로서 용강이나 슬랙의 부착이 완전히 방지된다.

즉 이형제를 이용하여 외벽에 대한 부착을 방지하므로서 표 2에 표시한 양호한 결과를 얻는 정량이 가능하게 된 것이다.

이형제의 종류나 도포방법에 대하여는 예에 표시한 것에 한하지 않고, SiO, TiO, TiN,Al₂O₃등, 용강 또는 슬랙의 젖는 성질을 감하여 채취용기의 외벽에 부착하는 것을 방지하는 효과를 가지면 또한 수소원으로 되지 않는 것을 수용액, 유기용매에 분산시켜 도포 또는 에어로졸, 증착등에 의해 엷게 피막 결성 시키면 좋다.

[실시예 3]

제 4a도, 제 4b도에 표시한 본 발명 채취관(외벽은 석영제이며, 도관은 1×10^-2Torr의 진공중에서 850℃, 1hr 가열하여 탈수소후 삽입한 것)의 봉관전에 1000℃, 2hr, 1×10^-4Torr의 진공중에서 가열하여 채취관 내부의 탈수소탈수분을 행하고 다음에 1000℃, 30min 대기중에서 가열(시료의 가열을 시뮤레이트한 것)한 후, 제 8도의 장치(히이터(24)에 의한 가열은 생략)로 채취관을 파단하고 공시험치(空試驗値)를 측정하였다. 결과를 표 4에 표시함.

[표 4]

공시험치

* 평균흡상중량 5.2g로 계산

표 4에서 봉관(封管)전의 가열탈기가 공시험치를 낮게 안정시키는데 유효하다는 것이 밝혀졌다. 다음에 상기 발명 시료채취관(특공소 53-45157호 공보)를 사용하여 미탈산강으로부터 시료를 채취하여 도관부의 충전률(용강으로 완전히 충전될때의 계산중량과 즉정중량과의 비)를 비교하였다.

결과를 표 5에 표시함.

[표 5]

충전율의 비교

표 5에서 명백한 바와 같이 본 발명의 채취판에서는 미탈산강에도 기포의 발생이 없고 거의 100%에 가까운 충전율을 나타내고 편차는 적으나 공지체취관에는 기포의 발생에 의해 충전율이 낮고 편차도 크로 미탈산강에는 적용할 수 없다. 기포의 발생원인은 용강온도의 약간의 저하로 채취성공율이 급격히 저하하는 것과 밀접하게 관계되어 있고 흡상기부의 냉금으로 냉각되므로써 냉각되는 것과 CO 용해도가 감소하므로써 가열발생과에 유래한다고 생각된다. 최후로 탈산강을 본 발명 채취관(상기와 마찬가지로 가열탈가스후 봉관, BN 이형제부)와 상기 공지채취관과에 의해 채취하여 각각 제 8도 또는 제 3도의 장치를 사용하여 파단하여 정량을 행하였다.

정령결과를 표 6에 표시함.

[표 6]

수소정량치의 비교

표 6으로 명백한 바와 같이 본 발명의 채취관에 외한 정량치에 비하여 공지채취관에 의한 정량치는 약간 저치를 나타내고 또 편차도 크다. 이 원인은 후자에서 기포가 생기기 쉽고(또 기포중에 수소가 트랩되어 저치의 원인으로 됨)또 잔류 수소정량전에 주형부를 절단할때에 잔류수소의 1부가 산일하는 것에 연유한다고 생각된다.

Claims (7)

1. 낮은 열전도성을 갖고 실질적으로 수소 불투과성인 무기질 내화물로 되어 한단부에 쉽게 용융가능한 부분과 다른 부분에 수소수집실을 갖는 관상체 ; 상기 관상체내에 완전히 포함되고 채취하는 용융금속의 온도에 견딜 수 있는 수소투과성 금속불투과성 물질로 되어 있으며, 안에 원통형 공간을 갖고, 상기 관상체의 내표면으로 내관과 상기 관상체 사이의 환상공간을 규정하기 위해 상기 관상체내에 상기 내관을 장착시키는 장치를 갖는 내관, 상기 내관은 상기 공간들을 통하는 구멍을 가지며, 상기 공간들의 하나는 시료채취관의 하단부를 용융금속욕에 삽입시킬때 용융 가능부분이 용융될때 안에 용융금속을 받기 위한 상기의 쉽게 용융가능부분으로 상기 관상체의 상기 하단부에 해당하는 단부에서 열려있으며 ; 그리고 상기 수소수집실로부터 상기 관상체의 다른 단부를 향해있는 상기한 공간의 당부를 밀폐하는 장치, 상기 공간들의 다른 것은 상기 관상체의 다른 단부에 해당하는 단부에서 수소수집실로 열려 있고, 상기의 쉽게 용융가능부분으로부터 폐쇄된 상기 관상체의 한 단부를 가지며; 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용융금속중의 수소량을 절량하기 위한 시료채취관.
2. 제 1항에 있어서, 상기 관상체의 외주표면의 적어도 용융금속 및 용융슬래그와 접촉하는 부분에 이 형제를 도포하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시료채취관.
3. 제 1항에 있어서, 상기 무기질 내화물은 석영 또는 알루미나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시료채취관.
4. 낮은 열전도성을 갖고 실질적으로 수소 불투과성인 무기질 내화물로 되어 하단부에 쉽게 용융가능한 부분과 다른 단부에 수소수집실을 갖는 관상체 ; 상기 관상체내에 완전히 포함되고 채취하는 용융금속의 온도에 견딜 수 있는 수소투과성 금속 불투과성금속 불투과성물질로 되어 있으며, 안에 원통형 공간을 갖고 상기 관상체의 내표면으로 내관과 상기 관상체 사이의 환상공간을 규정하기 위해 상기 관상체 내에 상기 내관을 장착시키는 장치를 갖는 내관, 상기 내관은 상기 공간들을 통하는 구멍을 가지며, 상기 공간들의 하나는 시료채취관의 하단부를 용융금속에 삽입시킬 때 용융가능부분이 용융될 때 안에 용융금속을 받기 위한 상기의 쉽게 용융 가능부분으로 상기 관상체의 상기 하당부에 해당하는 단부에서 열려있으며 ; 그리고 상기 수소수집실로부터 상기 관상체의 다른 단부를 향해 있는 상기 한공간의 단부를 밀폐하는 장치, 상기 공간들의 다른 것은 상기 관상체의 다른 단부에 해당하는 단부에서 수소수집실로 열려있고, 상기의 쉽게 용융가능부분으로부터 폐쇄된 상기 관상체의 한 단부에 해당하는 단부를 가지며, 이상으로 이루어지는 용융금속중의 수소량을 정량하기 위한 시료채취관과, 용융금속을 채취한 상기 채취관을 외기와 차단하여 수용하는 포집용기와, 이 포집용기내의 상기 채취관을 파단하는 상기 용기의 일부로 형된된 장치와, 상기 채취관의 파단에 의해 상기 포집관내에 방출된 수소가스를 정량하는 상기 용기에 연결된 가스분석장치를 구비한 용융금속중의 수소 정량장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 수소 수집실로부터 상기한 공간을 밀폐하는 장치는 금속 히이트싱크인 것을 특징으로 하는 시료채취관.
6. 제 1항에 있어서, 상기 한 공간은 상기 원통형 공간이고 상기 다른 공간은 상기 환상공간인 것을 특징으로 하는 시료채취관.
7. 제 1항에 있어서, 상기 한 공간은 상기 환상공간이고 상기 다른 공간은 상기 원통형 공간인 것을 특징으로 하는 시료채취관.

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