JPH0610319Y2 - 溶融金属採取装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は，溶融金属中に浸漬して該溶融金属を採取する
ための装置に関する． 〔従来の技術〕 従来より，溶融金属採取装置は，溶融金属中に浸漬せし
めることにより該溶融金属を採取し，採取後，引き上げ
た該装置中の凝固試料を取出すと共に，切断研磨し，該
研磨面を発光分光分析装置等に供して，金属中の各種成
分を分析測定するものであることが知られている． 而して，このような溶融金属採取装置は，大小径複数の
紙管を相互に内外嵌合して積層壁構造とした筒条のプロ
ーブ本体と，前記プローブ本体の内部空間に収納した採
取容器とを備えており，前記採取容器の周面に開設した
溶融金属流入開口に連通するノズル開口をプローブ本体
の積層周壁を貫通して開設すると共に，該ノズル開口に
筒状のノズルを嵌挿しているのが一般的である． 〔考案が解決しようとする課題〕 前記溶融金属採取装置の従来例において，筒状のノズル
は，セラミックスその他の耐火材により一体に成形され
ており，プローブ本体の積層壁に開設されたノズル開口
の全体を縁取るように配置される． 即ち，第７図乃至第９図に示すように，プローブ本体１
を内外二重の紙管３，４による積層構造としたものにお
いて，予め紙管３，４にはそれぞれノズル開口５，６が
開設されている．この際，両ノズル開口は同径でなく，
大径の紙管４のノズル開口６を後述するノズルの外径と
同径又は該ノズルの外径よりも僅か小径のものに形成す
る一方，小径の紙管３のノズル開口５をノズルの外径よ
りもやや大径に形成している． 溶融金属採取装置を組立てるに際し，小径紙管３の内部
に採取容器７を嵌挿し，該容器７の溶融金属流入開口８
と小径紙管３のノズル開口５を同心状に位置決めし，こ
の状態から，小径紙管３に大径紙管４を外挿し，両ノズ
ル開口５，６が同心状に位置するように両紙管３，４を
相互に嵌合する（第７図）．次いで、外部からノズル開
口５，６にノズル９を嵌挿する．この際，ノズル９は，
大径紙管４のノズル開口６に対しては圧入され密嵌され
る反面，小径紙管３のノズル開口５に対しては遊嵌状態
とされ環状の間隙１０を形成する（第８図）． ところで、従来例が紙管３，４のノズル開口５，６を異
径としたのは，前述した組付け作業を実際に可能ならし
めるために必要だからである．蓋し，プローブ本体１を
大小異径紙管４，３による厚肉の積層壁構造とする前提
条件の下では，仮に両紙管のノズル開口５，６を何れも
ノズル外径と同径又は該ノズル外径よりも僅か小径のも
のに形成しておくと，該開口にノズル９を圧入するに際
し，圧入抵抗が極めて大となり，実際には圧入が極めて
困難となり組付けをほとんど不可能にしてしまうからで
ある．そこで，上述のように，小径紙管３のノズル開口
５をやや大径に形成しておき，ノズル９の圧入抵抗を軽
減しているのであるが，その結果，該ノズル開口５とノ
ズル９との間に前記間隙１０を形成することが不可避で
あり，このため，実際に使用したとき，次のような問題
を提起することが判明した． 即ち，溶融金属採取装置を溶融金属中に浸漬して該金属
を採取するに際し、大径紙管４のノズル開口６に対して
ノズル９が密嵌されていても，高温の溶融金属により大
径紙管４のノズル開口６が徐々に焼損され，溶融金属の
浸入を許してしまう．従って，第９図示のように，溶融
金属Ｍは，大径紙管４のノズル開口６とノズル９の間に
浸入すると共に，小径紙管３のノズル開口５とノズル９
との間の前記間隙１０内に到達し滞留する．一方，容器
７内に流入充填された溶融金属も，該容器７の流入開口
８とノズル９の先端部との間より徐々に浸入し，前記間
隙１０内に到達し滞留する．ところが，このように間隙
１０内に溶融金属Ｍが滞留することを許すときは，高温
の溶融金属Ｍが大小径紙管４，３の接合面を徐々に焼損
し，更に，該接合面の間に浸入する．そして，これらの
溶融金属Ｍは，凝固したとき，大きな湯バリ（或いは鋳
バリと云うも同義）となって現れる． 然しながら，このような溶融金属の浸入を許すとき，種
々の重大な問題を生じる．例えば，溶融金属採取装置
は，通常，先端に温度測定素子を設けており、該素子の
リード線が大小径紙管４，３の接合面に案内されて尾端
側のコネクタに結線されているものであるが，前述のよ
うに大小径紙管４，３の接合面に浸入した高温の溶融金
属Ｍが前記リード線を焼切る虞れがあり，断線事故の原
因となる．溶融金属を容器７に採取した後は，一般に
現場において，プローブ本体１を破壊し，凝固試料を収
容した容器７を気送管を介して発光分光分析装置等を設
置した分析室に気送することが行われているが，前述の
ように大きな湯バリがノズル９と容器７とを一体的に結
合し，しかも，該湯バリ自体がフランジ状に張り出し形
成される場合は，この湯バリが気送の障害になる．この
ため，気送に先立ち，前記湯バリを除去しなければなら
ず，作業が煩雑である．一方、仮に，容器に収納され
た凝固試料を気送管を介しないで他の手段により分析室
に移送するとしても，分析室では，容器７の流入開口８
の近傍をチャック装置により把持して凝固試料を切断研
磨するものであるため，前記湯バリが張り出したままの
状態ではチャッキングを不能ならしめ，結局は湯バリを
除去しなければならず作業煩雑の問題を解消し得ない． このような問題点を解決するためには，紙管３，４のノ
ズル開口５，６にノズル９を嵌挿するに際し，耐熱接着
剤やモルタル等の耐熱性充填剤を塗布し，該充填剤によ
りノズル９とノズル開口５，６とを水密的に結合し，溶
融金属の浸入を阻止すれば良いことが窺知されるが，充
填剤を塗布する作業中に該充填剤の一部が容器７内に付
着する虞れがあり，その場合，後に容器内に採取された
溶融金属試料中に充填剤の成分が現れて試料成分の測定
に誤りを生じる虞れがあるため，このような充填剤を使
用することはできない． 〔課題を解決するための手段〕 本考案は上記従来例が有する問題点を解決し得た溶融金
属採取装置を提供するものであり，その解決手段として
構成したところは，大小径複数の紙管を相互に内外嵌合
して積層壁構造とした筒状のプローブ本体と，前記プロ
ーブ本体の内部空間に収納した採取容器とを備え；前記
採取容器の周面に開設した溶融金属流入開口に連通する
ノズル開口をプローブ本体の積層周壁を貫通して開設す
ると共に，該ノズル開口に筒状のノズルを嵌挿したもの
において：前記ノズルがプローブ本体を構成する各紙管
の肉厚に対応して該ノズルの軸方向に分割された分割片
から成り，各分割片が各紙管のノズル開口に密嵌される
と共に，前記積層壁の内外に位置する分割片の相互に周
設した環状の凹凸条を相互に遊嵌せしめて成る：点にあ
る． 〔実施例〕 以下図面に基づいて本考案の好ましい１実施例を詳述す
る． 第１図において，円筒状のプローブ本体１１は，複数の
紙管１３，１４を内外嵌合して積層壁構造のものに形成
されている．該プローブ本体１１の内部空間には溶融金
属採取容器１７が収納され，該容器１７は，金属その他
により形成され，周面に溶融金属流入開口１８を開設し
ている．前記流入開口１８に連通してプローブ本体１１
の積層周壁にはノズル開口が貫通して開設されている．
即ち，小径紙管１３に開設したノズル開口１５と大径紙
管１４に開設したノズル開口１６とが同心状に位置合わ
せされ，このノズル開口に筒状のノズル１９を嵌挿して
いる．前記プローブ本体１１は，尾端に紙管を延設して
成る保持筒部２０を備え，図示省略しているが，円筒状
プローブ本体１１の先端を磁製栓体により閉塞し，該磁
製栓体に付設された温度測定素子２１を突出せしめてい
る．この温度測定素子２１のリード線は，前記大小径紙
管１４，１３の接合面を案内されてプローブ本体１１の
尾端近傍に延長され，該プローブ本体内のコネクタに結
線される．また，プローブ本体１１の外周には，薄い紙
製の保護膜１２が被覆されている．このため，この溶融
金属採取装置を溶融金属に浸漬した際，該装置がスラグ
層を通過して所定位置まで沈下した後に前記保護膜１２
が焼失してノズル１９を開口せしめ，該ノズル１９を経
て浸入する溶融金属を容器１７内に充填する．従って，
該装置を引き上げることにより，容器１７内の凝固試料
を発光分光分析装置等による成分分析に供することがで
きる．また，溶融金属に浸漬されている間，温度測定素
子２１により溶融金属の温度を測定することができる． 而して，前記ノズル１９は，プローブ本体１１を構成す
る各紙管１３，１４の肉厚に対応して該ノズルの軸方向
に分割された第一の分割片１９ａと第二の分割片１９ｂ
とから成り，各分割片１９ａ，１９ｂを各紙管１３，１
４のノズル開口１５，１６に圧入密嵌すると共に，内外
に位置する分割片１９ａ，１９ｂの相互に周設した環状
の凹凸条２２を相互に遊嵌せしめている． 図示実施例において，前記ノズル１９の分割片１９ａ，
１９ｂは，セラミックス，シェルモールド，耐火煉瓦等
の耐火材料により成形されており，第５図示のように，
内側に位置する第一の分割片１９ａに外周縁より起立す
る環状の突条２３を形成する一方，外側に位置する第二
の分割片１９ｂに内周縁より垂下する環状の突条２４を
形成し，両突条２３，２４を相互に環状の空間部２６を
介して遊嵌することにより前記凹凸条２２を構成してい
る．尚，第一の分割片１９ａは内周縁より垂下する環状
の突条２５を形成しており，該突条２５を容器１７の流
入開口１８にクリアランス２７を介して遊嵌する構成と
している． 一方，前記ノズルを嵌挿する各紙管１３，１４のノズル
開口１５，１６は，それぞれ前記分割片１９ａ，１９ｂ
の外径と同径又は僅か小径のものに形成されており，各
ノズル開口１５，１６に各分割片１９ａ，１９ｂを圧入
し密嵌せしめる構成としている． この実施例に基づきプローブ本体１１を組立てるに際し
ては，第３図乃至第５図の手順に従い行う．先ず，第３
図示のように，小径紙管１３の内部に採取容器１７を嵌
挿し，該容器１７の溶融金属流入開口１８と小径紙管１
３のノズル開口１５を同心状に位置決めする．次いで，
第４図示のように，小径紙管１３のノズル開口１５に外
部より第一の分割片１９ａを圧入密嵌せしめると共に、
該分割片１９ａの突条２５を容器の流入開口１８に遊嵌
することにより該容器１７の小径紙管内での移動を阻止
する．この際，第一の分割片１９ａはノズル開口１５に
圧入密嵌されるものであるから，従来のような間隙１０
（第８図）を形成しない．引き続き，第５図示のよう
に，小径紙管１３の外周に大径紙管１４を嵌合し，該大
径紙管１４のノズル開口１６を前記第一の分割片１９ａ
と同心状になるように位置決めし，その後，大径紙管１
４のノズル開口１６に外部より第二の分割片１９ｂを圧
入密嵌せしめると共に，この、第二の分割片１９ｂに垂
下した突条２４を第一の分割片１９ａの起立した突条２
３の内周側に環状空間部２６を介して遊嵌する．この第
二の分割片１９ｂもノズル開口１６に圧入密嵌されるも
のであるから，該分割片１９ｂとノズル開口１６との間
に間隙を形成しない．尚，分割片１９ａ，１９ｂの嵌挿
と大小径紙管１４，１３の嵌合とが終了した後，第１図
示のように，プローブ本体１１の外周に保護膜１２が覆
設される． 〔作用〕 上記実施例によれば，大小径紙管１４，１３のノズル開
口１６，１５にノズル１９を隙間なく圧入密嵌する構成
であるから，溶融金属採取装置を溶融金属中に浸漬した
際，溶融金属が従来のようにプローブ本体１１に大きく
浸透浸入することはない。即ち，第６図示のように，浸
漬中，高温の溶融金属により大径紙管１４のノズル開口
１６が徐々に焼損されて溶融金属Ｍ１の浸入を許すこと
は止むを得ないとしても，この浸入した溶融金属は，従
来（第９図）のように間隙部１０に滞留することはない
から，徐冷されそれ以上に浸入することはない．また，
同様に，容器１７内からの溶融金属Ｍ２も，該容器１７
の流入開口１８とノズルの第一分割片１９ａのクリアラ
ンス２７に浸入し，この第一分割片１９ａの外周方向に
僅かに浸出することはあっても，第９図示の従来のよう
に間隙部１０に滞留することはないから，徐冷されそれ
以上に浸出することはない．その結果，前記溶融金属Ｍ
１，Ｍ２が相互に橋絡されることなく単にノズル１９の
外周に沿って凝固されるに過ぎず，従来のように大きく
フランジ状に張り出す湯バリを形成することはない．
尚，第一の分割片１９ａと第二の分割片１９ｂとの接合
部分は，凹凸条２２による嵌合構造としているので，溶
融金属が該接合部に浸入することはなく，仮に，万一浸
入するようなことがあっても，接合部は上記のような嵌
め合わせ突条２４，２３による段違いの迷路を形成して
いるので，浸入した溶融金属が該接合部を経てノズル１
９の外周側に浸出することを防止され，該溶融金属は接
合部中途の空間部２６内で冷却固化される． 而して，ノズルをノズル開口に圧入密嵌せしめる構成で
ありながら，その圧入密嵌作業は，小径紙管１３のノズ
ル開口１５に対する第一の分割片１９ａの圧入密嵌と，
大径紙管１４のノズル開口１６に対する第二の分割片１
９ｂの圧入密嵌とに，作業工程を分けて構成し，各分割
片１９ａ，１９ｂを各開口１５，１６に嵌挿する際の圧
入抵抗を軽減しているので，このような隙間を生じない
ノズルの圧入密嵌が可能とされたものである． しかも，隙間を生じない圧入密嵌を行いつつも，第一の
分割片１９ａに対して、第二の分割片１９ｂを環状空間
部２６を介して遊嵌する構成としているので，仮に，大
小径紙管１４，１３の嵌合位置合わせに若干の誤差が生
じた場合でも，両分割片１９ａ，１９ｂの組付けに支障
を来すことはなく，前記空間部２６により誤差を吸収し
つつ組付けを行うことができる． 〔上記以外の実施例構成〕 本考案が図示実施例に限定されないことは勿論であり，
実用新案登録請求の範囲内で種々の設計変更が可能であ
る． 例えば，プローブ本体１１は，上記のような内外二重紙
管１３，１４による積層壁構造とする他，三重，四重の
積層壁構造とすることも可能である．この際，ノズル１
９は，各紙管の肉厚に対応して軸方向に三個、四個等に
分割し，各分割片を各紙管に開設したノズル開口に圧入
密嵌する構成とし，内外に隣接して位置する分割片の相
互を環状凹凸条により相互に遊嵌せしめる構成とすれば
良い． また，ノズルの分割片の相互遊嵌を可能とする凹凸条２
２について，上記では，第一の分割片１９ａに外周側に
起立する突条２３を，第二の分割片１９ｂに内周側に垂
下する突条２４を設けた構成に基づいて説明したが，こ
れとは反対に，第一の分割片１９ａの起立突条２３を内
周側に設け，第二の分割片１９ｂの垂下突条２４を外周
側に設け，両突条２３，２４間に環状空間部２６を形成
するようにしても良い．また，両分割片１９ａ，１９ｂ
の一方に環状の溝を形成し，他方に該溝に余裕をもって
遊嵌される突条を形成し，このような溝と突条により凹
凸条２２を構成するようにしても良い． 更に，ノズルの分割片１９ａ，１９ｂを紙管のノズル開
口１５，１６に圧入密嵌するに際し，各分割片の外周部
に軸方向に向くリブを周方向に間隔をおいて形成し，該
リブを挿入方向に向けて徐々に突出量が低くなる楔状と
し，このような楔状リブ介して各分割片１９ａ，１９ｂ
を各ノズル開口１５，１６に喰込ませ強固に密嵌せしめ
る構成としても良い． 〔考案の効果〕 本考案は，以上のように，ノズルを各紙管の肉厚に対応
して分割した分割片により構成し，内外に位置する分割
片の相互を環状の凹凸状により遊嵌する構成としたの
で，各分割片を各紙管のノズル開口に密嵌することが可
能となり，これにより，溶融金属に浸漬した際，溶融金
属がノズルの外周及び大小径紙管の嵌合接合面に大きく
浸入することを防止すると共に，凝固後に大きな湯バリ
を生じることを防止し得たという効果がある．

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例を示す一部切欠正面図，第２
図は本考案のノズルの１例を示す分解斜視図，第３図乃
至第５図は本考案の大小径紙管とノズル分割片の組立手
順を示す要部拡大断面図，第６図は本考案の作用を示す
要部拡大断面図，第７図及び第８図は従来例の大小径紙
管とノズル分割片の組立手順を示す要部拡大断面図，第
９図は同従来例の作用を示す要部拡大断面図である． １１……プローブ本体，１３，１４……紙管，１５，１
６……ノズル開口，１７……採取容器，１８……溶融金
属流入開口，１９……ノズル，１９ａ，１９ｂ……分割
片，２１……温度測定素子，２２……凹凸条，２３，２
４，２５……突条，２６……空間部．

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】大小径複数の紙管を相互に内外嵌合して積
   層壁構造とした筒状のプローブ本体と，前記プローブ本
   体の内部空間に収納した採取容器とを備え；前記採取容
   器の周面に開設した溶融金属流入開口に連通するノズル
   開口をプローブ本体の積層周壁を貫通して開設すると共
   に，該ノズル開口に筒状のノズルを嵌挿したものにおい
   て： 前記ノズルがプローブ本体を構成する各紙管の肉厚に対
   応して該ノズルの軸方向に分割された分割片から成り，
   各分割片が各紙管のノズル開口に密嵌されると共に，前
   記積層壁の内外に位置する分割片の相互に周設した環状
   の凹凸条を相互に遊嵌せしめて成る：ことを特徴とする
   溶融金属採取装置．