JP2000249698A - 金属溶湯サンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金属溶湯のサンプリング装置に係り、更に詳し
くは、必要に応じて溶湯の温度測定もできる金属溶湯の
サンプリング装置に係る。 【解決方法】サンプリング用の溶融金属を注入、凝固さ
せる金型と、紙管タイプの浸漬型熱電対の紙管を差込ん
で固定する機構を鋳型の中に備えた構造からなり、該金
型の溶融金属注入口は該鋳型に設けた溶融金属吸入口と
連通して配置され、該紙管を差込んで固定する機構は、
該鋳型の中に形成された貫通孔に該紙管を差込み、螺入
することによって固定する機構からなることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属溶湯のサンプリ
ング装置にかかわり、更に詳しくは、必要に応じて溶湯
の温度測定もできる金属溶湯のサンプリング装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼の成分分析、ガス分析、あるいは熱
分析等のためには溶融金属を少量採取する必要がある。
この場合、溶湯は鉄や銅製の小さな金型の中に注入して
冷やして固めて取り出す。通常この金型はシェルモール
ド製の砂鋳型の中に埋め込み、溶湯を吸入する口の部分
は砂鋳型の外に出しておき、ここから溶湯を吸入する。
砂鋳型を溶湯に浸漬して、金型の溶湯を吸入する口から
溶融金属を吸入して外に取り出す。取り出されたシェル
モールドの鋳型は燃えて自己崩壊する。燃えて崩壊した
シェルモールドの鋳型の中から溶湯を吸入した金型を取
り出し、二つ割の型をはずして中の凝固した塊を取り出
して試験に供する。凝固サンプルは以上のようにして採
取するが、従来の凝固サンプルの採取装置には、温度測
定も同時にできるようにシェルモールドの鋳型の中に消
耗型の細い熱電対も同時に埋め込まれている。したがっ
て従来構造は温度測定を同時に行う場合は有効である
が、凝固サンプルの採取のみで良い場合は消耗型の熱電
対がその都度無駄に消費されることになり。これは実に
不経済である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる課題に
鑑みてなされたもので、その目的は、熱電対の部分が着
脱自在に装着でき、凝固サンプルの採取と温度測定を必
要に応じて分離して行うことができる新しい構造の金属
溶湯サンプリング装置を提供せんとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点は次の手段に
よって解決される。すなわち、 （１）サンプリング用の溶融金属を注入、凝固させる金
型と、紙管タイプの浸漬型熱電対の紙管を差込んで固定
する機構を鋳型の中に備えた構造からなり、該金型の溶
融金属注入口は該鋳型に設けた溶融金属吸入口と連通し
て配置され、該紙管を差込んで固定する機構は、該鋳型
の中に形成された貫通孔に該紙管を差込み、螺入するこ
とによって固定する機構からなることを特徴とする金属
溶湯サンプリング装置。（２）上記差込んで螺入する機
構が、鋳型の中に形成された貫通孔の内面あるいは紙管
の外面のいずれかに金具を取付け、該金具を螺入して固
定する機構であることを特徴とする上記１に記載の金属
溶湯サンプリング装置。 （３）上記貫通孔の内面に耐火性のパイプを嵌めこみ、
該パイプの表面に金具を取付けてなることを特徴とする
上記２に記載の金属溶湯サンプリング装置。 （４）上記耐火性のパイプが紙質のパイプであることを
特徴とする上記３に記載の金属溶湯サンプリング装置。 （５）上記熱電対の紙管を差込んで固定したとき、紙管
と相手側内面のの隙間を、０．５ｍｍ以下にしてなるこ
とを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の金属溶湯
サンプリング装置。

【０００５】

【発明の実施の形態】本明細書に記載した「紙管タイプ
の消耗型熱電対」とは、紙のパイプの片端を耐火物で蓋
をして、この蓋に、Ｕ字型のシリカのパイプを植え込
み、このパイプの中に髪の毛の様に細い白金系の熱電対
を通し、このシリカパイプの部分と紙のパイプの一部を
溶湯に浸漬して測温するものを総称するもので、すでに
広く市販されている構造のものを意味する。測温時、紙
管の中ほどまで溶湯に浸漬して温度を測る。１〜２回の
浸漬であれば紙は燃えずに十分使用に耐える。紙のもつ
断熱性と、酸素のない溶湯中では紙は燃えない性質を利
用して使い捨ての浸漬型熱電対に多用されている。

【０００６】本発明の本体部となる鋳型は溶湯に浸漬し
て燃えない、溶けない材料であればいかなる材料でも使
用できるが、鋳物の鋳型材料が特に好ましく、とりわけ
溶湯から引き上げたところで燃えて自己崩壊するシェル
モールドのような自己崩壊性材料が良い。

【０００７】溶融金属を注入、凝固させる金型の形状
は、目的、用途によって任意の形状を適宜選択できる。
たとえば図６に示すディスク状、ボンブ状、ピン
状等、適宜任意の形状を選択できる。金型は鋳型の内部
に形成したキャビティーの中に収納される。キャビティ
ーの形状は金型の形状を反転した空洞形をしており金型
の形状に合わせて適宜変更できる。鋳型に収納する金型
は一個のみに限定されるものではなく、必要に応じて複
数個収納させても良い。金型を収納するキャビティーの
側壁には鋳型の外に連通する孔が開いており、ここから
溶湯が中に侵入し、中に配置した金型の吸入口から金型
の中に流入する。また金型の溶湯吸入口を鋳型壁の孔か
ら鋳型の外に出して直接溶湯が金型に流れ込むようにし
ても良い。なお、鋳型の外に連通する孔は鋳型壁の上
面、下面、横面等、どの面に設けても良い。

【０００８】本発明の本体部となる鋳型には温度測定用
の消耗型熱電対の紙管の部分を差込んで固定するための
貫通孔が形成されいる。熱電対の紙管の測温部が装着さ
れた先端部は、この貫通孔の一端からさしこまれ、螺入
させながら孔の中を貫いて外に出てくる。貫通孔に螺入
装着することで紙管と鋳型が一体的に固定されることと
なる。螺入させるためのネジは、鋳型の貫通孔の内面、
あるいは熱電対の紙管の外面のいずれかにネジ山となる
金具を取りつけ、必要に応じてもう一方の表面、つまり
貫通孔に金具を取付けた時は熱電対の紙管の外面、熱電
対の紙管に金具をつけたときは、鋳型の貫通孔の内面に
ネジ溝を形成しておけば良い。ねじ込んだとき、金具の
先端で相手側の表面、つまり、貫通孔に金具を取付けた
時は熱電対の紙管の外面、熱電対の紙管に金具をつけた
ときは、鋳型の貫通孔の内面を、削って自然にネジ溝が
形成される場合は、あらかじめネジ溝を形成する必要は
ないが、線や板の金具の場合、つまり線、板をスパイラ
ル状に巻着してネジ山を形成した場合は、相手側を削っ
て溝形成できないので、あらかじめネジ溝を形成してお
く必要がある。

【０００９】金具の種類、形状は、上記したように先端
で相手側を削れる突起様あるいは削れない突起様のもの
から板、線を使ったスパイラル状のものまで適宜使用で
きる。

【００１０】金具の取付けは、鋳型の貫通孔の内面に金
具を取付けるとき、鋳型製造時に埋め込んでおいても良
い。又貫通孔の内面に耐火性のパイプを嵌めこんでお
き、このパイプに金具を取付けるようにしても良い。パ
イプが耐火性の紙質であれば、ステップルのような金具
を打ち込んで固定するようにしても良い。熱電対の紙管
に金具を取付けるときは、上記したように、ステップル
のような金具を打ち込んで固定するようにしても良い。
あるいはあらかじめスパイラル状に溝を形成しておき、
この溝に線、板をスパイラル状に巻着して埋め込むよう
にしても良い。あるいはスパイラル状に巻着して無機接
着剤で接着固定するようにしても良い。要は、金具が紙
管を螺入させるときの圧力に耐える強度を持ち、固定で
きる構造であればいかなる構造、いかなる形状でも良
い。

【００１１】ステップルの様に突起様の金具を取付けて
熱電対の紙管を螺入させるとき、金具はストッパーとな
って紙管の進行を阻止するが、この時、先端でステップ
ルのピンを螺入方向に折り曲げる様にすると、スムース
に螺入できる。

【００１２】熱電対の紙管を螺入装着したとき、紙管と
相手側の隙間は０．５ｍｍ以下が好ましい。０．５ｍｍ
を超えると隙間から溶湯が侵入して金具を溶かして鋳型
から紙管が抜けることがあるので好ましくない。

【００１３】温度測定が不要の時は、消耗型熱電対の紙
管を差し込む代わりに、先端を封じた紙管を差し込んで
置けば良い。

【００１４】

【実施例】実施例の構造を図面で説明する。図１、２は
本発明実施例の鋳型部分の構造を説明した図である。図
１は斜視図で、上型、下型を重ね合せ、重ね合せた面を
接着剤で接着して組み立てたものである。図２は上型、
下型の部分の構造を説明した図である。上型、下型は図
に示すように、左右対称の形状で、重ね合せたときに各
キャビティーの位置が一致するように左右対称の形状に
なっている。溶湯サンプルを採取する金型と紙管を螺入
する耐熱パイプを上型と下型のキャビティーの中に収
め、上型下型の接触面を接着剤で接着して金型とパイプ
を鋳型の中に固定する。パイプと鋳型の隙間は必要に応
じて耐火物で充填して動かないように固定しても良い。

【００１５】図３〜５は消耗型熱電対の紙管を耐熱パイ
プに螺入するときの機構を説明した図である。図３は紙
管を螺入する前の鋳型の断面構造の説明図である。は
鋳型本体、は耐熱パイプ、は耐熱パイプに打ち込ん
だピン（ステップル）である。は溶湯サンプル採取用
の金型で、は金型の溶湯吸入口である。図４で、紙管
を耐熱パイプに差込み、矢印の方向にねじりながら押し
込むと、紙管の先端でピンは螺入方向に折り曲げられ、
紙管は折り曲げたピンをネジとして螺入して行く。図５
は紙管の先端の熱電対装着部が鋳型から外に出たところ
で螺入を止めて固定した状態である。一方、紙管のもう
一方の端（Ａ端）は、図示していない補償導線を内蔵し
た金属製のホルダーに取り付けられて固定されており、
このホルダーを持って紙管に取り付けた鋳型を溶湯に浸
漬することとなる。つまり紙管は鋳型を溶湯に浸漬する
ときの鋳型の保持具の役割も併せ持つことになる。鋳型
を溶湯からら引き上げ、鋳型を崩壊させて、金型を取
り出す。金型には溶湯が流入して、凝固しており、金型
を二つに割って中の凝固片を取り出して所定の試験に供
する。

【００１６】

【発明の効果】本発明は以下のような効果を有する。 温度測定と溶湯のサンプル採取を別々に実施でき
る。温度測定が不要なときは、溶湯のサンプル採取のみ
単独で実施できる。 紙管と鋳型の取り付け機構が簡便で安価である。 鋳型は耐火物製で、金属溶湯に浸漬したとき、溶湯
の飛沫が発生しない。 複数の溶湯サンプル採取金型を内蔵できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明実施例の鋳型部分の構造を説明し
た図（斜視図）である。

【図２】図２は図１の上型、下型の部分の構造を説明し
た図である。

【図３】図３、紙管を螺入する前の鋳型の断面構造の説
明図である。

【図４】図４は消耗型熱電対の紙管を耐熱パイプに螺入
するときの機構を説明した図である。

【図５】図５は消耗型熱電対の紙管を耐熱パイプに螺入
した後の状態を説明した図である。

【図６】図６は溶湯採取金型から採取した凝固試験片の
形状の見本である。

【符号の説明】 …鋳型本体 …耐熱パイプ …固定金具 …溶湯サンプル採取金型 …溶湯吸入口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サンプリング用の溶融金属を注入、凝固さ
   せる金型と、紙管タイプの浸漬型熱電対の紙管を差込ん
   で固定する機構を鋳型の中に備えた構造からなり、該金
   型の溶融金属注入口は該鋳型に設けた溶融金属吸入口と
   連通して配置され、該紙管を差込んで固定する機構は、
   該鋳型の中に形成された貫通孔に該紙管を差込み、螺入
   することによって固定する機構からなることを特徴とす
   る金属溶湯サンプリング装置。
2. 【請求項２】上記差込んで螺入する機構が、鋳型の中に
   形成された貫通孔の内面あるいは紙管の外面のいずれか
   に金具を取付け、該金具を螺入して固定する機構である
   ことを特徴とする請求項１に記載の金属溶湯サンプリン
   グ装置。
3. 【請求項３】上記貫通孔の内面に耐火性のパイプを嵌め
   こみ、該パイプの表面に金具を取付けてなることを特徴
   とする請求項２に記載の金属溶湯サンプリング装置。
4. 【請求項４】上記耐火性のパイプが紙質のパイプである
   ことを特徴とする請求項３に記載の金属溶湯サンプリン
   グ装置。
5. 【請求項５】上記熱電対の紙管を差込んで固定した時、
   紙管と相手側内面の隙間を０．５ｍｍ以下にしてなるこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の金属溶
   湯サンプリング装置。