JPH0120689Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は溶融金属の試料採取装置に係り、特に
試料採取装置における試料採取容器の改良に関す
る。

（従来の技術） 溶融金属とくに溶鋼・溶銑等（以下これらを溶
鋼等と総称する）の分析用試料採取装置における
公知の試料採取容器は、第７図示のような円筒の
カツプ形状とされている。この容器２０による試
料採取に際しては、初期凝固を促進し、凝固組織
のバラつきを防止するという観点から流入試料を
急冷却する方法が採用されている。

そのため試料採取容器２０の材質を熱伝導性の
良好な金属にしたもの、又は耐火材料にすると共
に同図鎖線に示すように冷し金２１を内張りし冷
却効果を高めるものなどが知られている（例え
ば、実公昭56−9978号公報）。

また試料流入時に溶鋼等を冷却材料に接触させ
ることにより急冷する方法も知られている。

（考案が解決しようとする問題点） 従来の方法・装置により予備冷却された試料は
試料採取容器の側面・底面を通じての放熱により
凝固を開始する。

試料採取装置から取出された円筒状のサンプル
は、容器の肉厚・寸法等から分析用試料として適
した凝固組織を有する部位であり、かつ切断・研
磨等の分析作業性のよい位置（通常、直径約30〜
40mmの円筒状試料において、試料の切断位置は試
料底面から約10〜30mmの範囲である）を切断予定
位置とされるものであり、この位置で切断され、
次いで切断面を研磨してクアントバツク法などの
分光分析に供される。

ところで試料の凝固は試料採取容器の側面・底
面に近い位置から略均等に進行するため、自動浸
漬装置、例えばサブランス等による引上げ時に
は、切断予定位置付近の試料はまだ未凝固状態で
あり、この状態で機械的衝撃乃至振動などの外力
が加わると未凝固試料の流動が起り、不安定な凝
固組織、結晶構造を持つた試料となることがあ
り、その場合、切断分析面における凝固組織の乱
れによるポロシテイーの発生等で分析不良を招来
する。

これを回避する為、第７図鎖線に示すように、
容器２０の底部を熱容量の大きい金属ブロツクか
らなる冷し金によつて厚肉２２に形成することが
考えられるが、該底部２２に接する試料の凝固促
進には効果があつても、切断予定位置付近の試料
を凝固させるためには充分でなく、その部分に未
凝固状態の試料がある場合、外力による凝固組織
の変化回避という観点からはあまり有効ではな
い。

本考案は溶鋼等の試料採取装置の試料採取容器
底面構造を改良することにより従来の問題点を解
消するとともに分析に適した良好な金属試料を提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本考案は溶融金属試料採取容器の底面を容器内
方に向けて突出する構造とすることにより溶鋼等
との接触面積を増加させ冷却効果を高め、とくに
切断予定位置付近の溶融試料の凝固を促進させ、
その結果、試料採取装置の引上げ時の振動又は機
械的衝撃を受けても前述の様な試料分析面での凝
固組織異常を生じることがなく従来の問題点を解
決することができる。

すなわち試料採取容器４の底部に該容器内部に
突出する冷し突部１０を形成した溶融金属の試料
採取装置を提供するものである。

（作用） 試料採取容器４の一部を構成する試料採取室７
の底面には試料の早期凝固を達成するに足る熱容
量を有し、かつ接触表面積を増大した冷し突部１
０が設けられているため、流入された溶鋼等はこ
れに接触することにより急速に奪熱され凝固を開
始する。

溶鋼の場合、容器内面に近い急冷面から柱状晶
が成長し内方に向けて凝固が進行するが、同時に
容器４の内部に突出した冷し突部１０における冷
却作用により容器中心部とくに試料切断予定位置
付近での凝固も促進される。

この結果試料均質凝固面が押し上げられるかた
ちとなり、試料採取後、試料採取装置が自動浸漬
装置等により引上げられる際、外部から衝撃・振
動等が加えられても、試料切断予定位置すなわち
試料分析面付近は既に凝固しているため未凝固溶
鋼の流動に伴なう問題は生じない。

（実施例） 以下本考案の溶融金属の試料採取装置（以下本
考案の装置という）を図面に示す実施例に従い説
明する。

第１図は本考案の装置の実施例を示し、該装置
１はサブランス等の自動浸漬装置に装着される。
（第１図においては装置の先端に温度測定素子２
を備えたものを示したが、これは必須のものでは
ない。） 該装置１は紙管等から作られた本体部３を有
し、該本体部３の内部には金属、例えば鋼等から
作られた試料採取容器４が収納される。

該容器４は第２図に示す様に仕切り５により内
部に流入室６と採取室７とに区画されている。

流入室６の側面には試料流入のための開口８が
設けられている。

環状の仕切り５はセラミツク又は金属等で作ら
れ孔９を有し、これにより流入室６と採取室７と
が連通する。

採取室７の底面には採取室７内径より外径が小
さく形成された円柱部１７の頂部に円錐部１８を
持つ円筒状の冷し突部１０を備えた底板１１が取
りつけられている。

この実施例では、突部１０を備えた底板１１は
容器４と別体に形成され、金属、例えば鋼等から
作られている。突部１０は底板１１の中心に同心
円状に設けられ、該突部１０の周面と採取室７の
周側壁との間に環状の空隙１６を形成する。

第３図乃至第６図は試料採取容器４の一部を構
成する採取室７の他の実施例であり、冷し突部１
０と採取室７とを金属、例えば鋼等により一体的
に構成した実施例を示すものである。

すなわち第３図においては円柱部１７の頂部に
円錐部１８を持つ円筒状の冷し突部１０を採取室
７の底部に厚肉ブロツク状のものとして一体に備
えたものを示す。

また第４図は採取室７底面から冷し突部１０が
円錐状に厚肉ブロツク状のものとして一体に突出
するものを示す。

第５図および第６図は採取室７の底面をプレス
等の手段により凸状又は半球状に成型することに
より冷し突部１０を突設しており、その結果、突
部１０が下面に開口する中空部１９を備えたもの
を示す。この凸状又は半球状のものにおいて、プ
レス以外の手段により形成し中空部１９を有しな
いで冷し突部１０を中実にすることも自由であ
る。

これらの各実施例において冷却効果を一層増進
させるため更に冷し突部１０の厚みを増すことも
可能である。

また何れの実施例においても、上記第２図示の
実施例と同様に、突部１０の周面と採取室７の周
側壁との間に環状の空隙１６を形成し、これによ
り流入する溶鋼等との接触面積を大としている
が、突部１０の周面に放射状のリブを設けて表面
積を一層大とし、更に突部１０を先端に向けて階
段状に径小となる形状にして表面積を大とするこ
とが自由である。

以上の構成になる試料採取容器４はさらに紙管
等で一体的に本体３内に組込まれるとともに所定
の位置に保持される。

第１図に戻つて説明をつづけると、本体３側面
には試料採取容器４の開口８に連通する開口１２
が設けられ、これら開口８，１２間にセラミツク
ス等の耐火材料で構成された流入ノズル１３がと
りつけられる。

流入ノズル１３の外面すなわち本体３開口１２
部は紙管等の可燃性材料１９で外覆される。（第
１図の実施例においては紙管等を使用したものを
示したが、この外覆手段は付随的なものであり、
操業条件に応じて可溶性の金属で蓋をしてもよ
い。） 本体３先端に取り付けられた碍子１４から突出
する温度測定素子２は溶鋼等への浸漬時の衝撃に
よる破損を防止するため保護キヤツプ１５が取り
付けられており、溶鋼等の温度測定を行なう。

以上の実施例に示した本考案の装置の作用を次
に説明する。

すなわち本考案の装置１は本体３の基部をサブ
ランス等の自動浸漬装置に装着され、その先端か
ら転炉等の精錬炉内に挿入される。

溶鋼等の表面に浮遊するスラグ層を貫通し溶鋼
内に到達した時点で、本体３の開口１２を外覆す
る部材が焼失し流入ノズル１３を通じ溶鋼等が流
入室６に流れ込む。

流入した溶鋼等は流入室６内にあらかじめ収納
したAl等の脱酸材（図示せず）と共に流入室６
内で撹拌され、溶鋼はキル処理される。

流入室６壁面との接触により流入溶鋼は予備冷
却される。

次に仕切り５により流量をコントロールされた
キル処理済み溶鋼が採取室７に流入する。

採取室７においては、すくなくとも試料分析面
付近の冷却凝固に充分な表面積と熱容量を持つ冷
し突部１０にキル処理され、かつ予備冷却された
試料溶鋼が接触し、急速に奪熱され、直ちに凝固
を開始する。

試料の凝固は溶鋼と突部１０の接触面および採
取室７の側面との接触面から内方に向けて急速に
進行する。

すなわち突部１０により接触表面積を大とされ
た底部によつて下方向からの冷却効果が大きくし
かも底部中心から内方に突出した突部１０の先端
によつて試料中心部の凝固も大幅に促進される。
とくに試料切断予定位置即ち分析面付近において
は冷却効果がバランス良く機能するため、試料に
偏析が生ずることはない。

この結果試料充填後、試料採取装置が自動浸漬
装置等により引上げられるに際し、外部から衝
撃・振動等が加えられても、試料切断予定位置す
なわち試料分析面付近は既に凝固しているため未
凝固溶鋼の流動に伴なう結晶構造の乱れなど問題
は生じない。

また、Al等脱酸材が十分に溶鋼等と反応せず
試料採取室内に流入した場合や微細スラグ等が混
入した場合にも、従来の試料採取容器ではこれら
不純物が切断予定位置を含む試料の全体に分散し
て凝固していたのに対し、本考案の突部１０を備
えた容器４では、これら不純物は冷し突部１０の
外周部と試料容器底部側壁との間において凝固す
る試料縁部乃至試料採取容器壁面において捕捉さ
れており、分析時に試料面に析出することがなく
分析に悪影響を及ぼさないことが判明した。

この様に本考案の装置１によれば安定した分析
用試料が確実に採取出来る。

（考案の効果） 本考案の溶融金属の試料採取装置の実施例は以
上の通りでありその効果を次に列記する。

(1) 本考案の装置は実用新案登録請求の範囲に記
載した構成になるものであり、特に試料採取容
器の採取室底面をすくなくとも試料分析面付近
の冷却・凝固を促進する大なる表面積・熱容量
を有する冷し突部を有するため、試料が均質に
冷却され金属結晶構造の偏析、不安定化等の問
題を生ずることがない。

(2) 本考案の装置は同上の構成であり、特に流入
試料は冷し突部の先端部の採取室壁面とに冷却
されるため分析面付近においても凝固がすみや
かであり、試料充填後精錬炉外に装置を取り出
す場合にも外部からの衝撃・振動による分析部
位での結晶構造の乱れ、偏析等を生ずることは
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の装置の１実施例を一部破断し
て示す縦断面図、第２図は試料採取容器の１実施
例を示す縦断面図、第３図乃至第６図は各々採取
室の他の実施例を示す縦断面図、第７図は従来例
に係る採取室を示す縦断面図である。 １……試料採取装置、３……本体、４……試料
採取容器、５……仕切り、６……流入室、７……
採取室、１０……冷し突部、１１……底板、１６
……空隙。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 試料採取容器の底部に該容器内部に突出する
   冷し突部を形成したことを特徴とする溶融金属
   の試料採取装置。 (2) 冷し突部が容器底部の中心に形成され、該突
   部の周面と容器側壁との間に空隙を有すること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に
   記載の溶融金属の試料採取装置。