JPH08278302A - 溶融金属採取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機器分析用試料とガス分析用試料を同時に採
取し、特にガス分析用試料を短時間で調整する。 【構成】 鉄棒から成るホルダ１１の先端に、耐火レン
ガ製のカップ状採取容器１２が固定されている。採取容
器１２の底部には孔部１３が形成され、この孔部１３に
先端を細径とした耐熱性を有する石英管製のガス分析採
取管１４が上方から挿し込まれている。試料採取時に
は、採取容器１２の開口部から溶鋼を汲み上げ、凝固後
に試料を取り出し、採取容器１２中の試料を機器分析用
に、ガス分析採取管１４内の試料をガス分析用に用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属を成分分析、
ガス分析のために採取する溶融金属採取装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、製錬、製鋼等の工程において
は、溶銑、溶鋼等の成分分析が不可欠である。成分分析
のための試料の調整は、例えば図７に示すようなサンプ
ラ１により、溶鋼を汲み上げて図８に示すような略円筒
状の金属試料Ｓを採取し、この金属試料を図９に示すよ
うに砥石カッタにより輪切りに切断する。

【０００３】そして、厚めの試料S1は真空分光分析、蛍
光Ｘ線分析等の機器分析により含有成分を求める。ま
た、薄めの試料S2は更に図１０に示すように切断して角
柱状の試料S3とし、更に図１１に示すようにこの試料S3
を切断して一辺が約５ｍｍで０．５〜１ｇ程度の立方体
にして、燃焼法によるガス分析用試料S4として用いてい
る。

【０００４】勿論、ガス分析用試料専用のサンプラも存
在するが、機器分析用試料とは別個に試料を採取しなけ
ればならず、試料の採取個所、採取時間の対応が付け難
く、費用も掛かる欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述の従
来例においては、機器分析用試料はともかくとして、小
さなガス分析用試料S4の調整が極めて面倒である。特
に、その切断、研磨に熟練を要し、１５分程度の試料調
整時間が掛かる。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
機器分析用試料とガス分析用試料とを同時に採取し、し
かもガス分析試料の調整を容易にし、かつ正確な測定値
を得ることができる溶融金属採取装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る溶融金属採取装置は、カップ状採取容器
の底部に孔部を設け、該孔部に先端を細径とした石英管
を下向きに挿通して取り付けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】前記の構成を有する溶融金属採取装置は、溶融
金属をカップ状採取容器内に汲み上げ、冷却後にカップ
状採取容器、石英管内から金属試料を取り出し、カップ
状採取容器内試料は機器分析に使用し、石英管内試料は
ガス分析に使用する。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施態様を図１〜図６及びデ
ータに基づいて詳細に説明する。図１は断面図を示し、
鉄棒などから成るホルダ１１の先端に、例えば耐火レン
ガから成るカップ状採取容器１２が固定されている。採
取容器１２の底部には例えばドリルにより孔部１３が形
成され、この孔部１３に先端を細径とした耐熱性を有す
る石英管製のガス分析採取管１４が採取容器１２内から
下方に向けて挿し込まれている。

【００１０】ガス分析採取管１４は図２に示すように、
内径５ｍｍ程度の石英管１４’の中央部を加熱して細径
に形成すると共に、この部分を切断して図３に示すよう
な２本のガス分析採取管１４を得る。そして、これらの
ガス分析採取管１４の基端をラッパ状に広げ、そのうち
の１本のガス分析試料管１４を採取容器１２の孔部１３
の上方から下方に向けて脱落しないように挿通されてい
る。なお、この場合に石英管１４の内径をＤとし、細径
にした部分の内径をｄとすると、溶融金属の種類、試料
採取時の溶融金属の温度等によって異なるが、通常では
ｄ／Ｄは０．０１〜０．５、好ましくは０．０３〜０．
２がよい。

【００１１】使用に際しては、ホルダ１１を持ち溶鋼中
に採取容器１２を浸漬すると、溶鋼は採取容器１２の上
部開口部から内部に入り、更に採取管１４の内部にまで
流入する。そこで、採取容器１２を引上げると、ガス分
析採取管１４の先端は細径となっているため、溶鋼を落
滴することなく引き上げることができる。

【００１２】若干の時間経過後に、採取容器１２内から
凝固した金属試料を取り出すと採取管１４と共に取り出
されるので、採取管１４を破壊すると図４に示すような
凝固した金属試料Ｓが得られる。

【００１３】そこで、図５に示すように金属試料を切断
し、採取容器１２から得られた試料S5は機器分析用試料
として使用し、ガス分析採取管１４から得られた試料S6
は周囲を研磨後に図６に示すように切断して、０．５〜
１．０ｇ程度の試料S7に調整し、ガス分析用試料として
使用する。

【００１４】次に、この溶融金属採取装置を実際に用い
たところ、次の実施例１、実施例２のようなデータが得
られた。

【００１５】実施例１ 厚さ７ｍｍの耐火レンガから成り、内径３７ｍｍ、高さ
８５ｍｍの採取容器１２を用い、その底部の孔部１３に
は内径６ｍｍ、外径８ｍｍ、長さ９０ｍｍで先端部の内
径０．３ｍｍとしたガス分析採取管１４を下向きに取り
付け、ホルダ１１として外径８ｍｍ、長さ７２０ｍｍの
鉄製の丸棒を用いた。

【００１６】試料採取は３０トンＡＯＤ炉で精錬した３
０４ステンレス鋼を連続鋳造する際に、溶鋼を取鍋から
タンディシュに移した際のタンディシュ内の溶鋼につい
て次の手順で行った。 (1) 溶鋼を取鍋からタンディシュに移し、ノズルから連
続鋳造用の鋳型に注入開始後５〜６分経過したところ
で、タンディシュ内の溶鋼の表面に浮上しているスラグ
を素早く掻き取り、温度１５３０℃の溶鋼表面を露出さ
せる。 (2) スラグを掻きよせた個所に、ホルダ１１を持って採
取容器１２を溶鋼中にほぼ垂直に押し込み、採取容器１
２の最頂部分を湯面から２〜３ｃｍの深さまで浸漬す
る。 (3) ２〜３秒経過後に、採取容器１１を溶鋼中から引き
上げる。 (4) 試料となる溶融金属を採取した採取容器１１を直ち
に水冷した後に分析室へ運搬する。 (5) 分析室で採取容器１１を割って、中から試料を取り
出す。 (6) ガス分析採取管１４の部分で得られた試料S6は表面
を清浄にしてから、油圧による鉄筋カッタで約１ｇに切
り出して、水素（Ｈ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）のガス
分析用試料S7とする。また、採取容器１１で得られた試
料は砥石カッタで約２０ｍｍの厚さの試料S5にして、ガ
ス以外の成分分析するために蛍光Ｘ線分析用として用い
る。また、比較のために採取容器１１中の試料Ｓからも
水素（Ｈ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）のガス分析用試料
も切り出す。

【００１７】次の表１は試料のガス成分、即ち水素
（Ｈ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）について、ガス分析採
取管１４で得られた試料S6である試料（Ａ）と従来法に
相当する採取容器１１内の試料S5である試料（Ｂ）のガ
ス分析値を比較したものである。６個の試料についてそ
れぞれ２回ずつ分析を行い分析値のばらつきを調べた。

【００１８】

【表１】

【００１９】この結果、水素（Ｈ）、窒素（Ｎ）、酸素
（Ｏ）の値の何れも、試料（Ａ）の方が試料（Ｂ）より
もばらつきが少なく、特に酸素（Ｏ）の値のばらつきが
極めて少なくなることが分った。

【００２０】この理由は、溶融金属採取の際又は試料切
り出しの際に、試料（Ａ）の方が試料（Ｂ）よりも汚染
が少なくなることが一因と考えられるが、何れにしても
ガス分析採取管１４で得られた試料（Ａ）を使用すれ
ば、ガス成分をより正確に分析できることが確認され
た。

【００２１】実施例２ 試料採取は１．５トンの真空精錬炉において、３１６ス
テンレス鋼について次の手順で行った。 (1) １．５トンの真空溶解炉のサンプラ取付治具に、採
取容器１１を設置する。 (2) 取付治具を設置している原料添加槽の扉を閉めてか
ら炉内を減圧する。 (3) 炉内の真空度をアルゴンガスを入れて一定にする。 (4) 原料添加槽のゲートバルブを開いて、採取容器１１
を温度１６４５℃の溶鋼中に降下する。 (5) 採取容器１１を溶鋼中にほぼ垂直に押し込み、採取
容器１１の最頂部分を湯面から２〜３ｃｍの深さまで浸
漬する。 (6) ２〜３秒後に採取容器１１を溶鋼中から引き上げ
る。 (7) 原料添加槽のゲートバルブを閉めた後に大気を入れ
る。 (8) 原料添加槽の扉を開いて、採取容器１１を取付治具
から取り外す。 (9) 試料を採取した採取容器１１を直ちに水に入れて冷
却した後に、分析室へ運搬する。 (10)分析室で採取容器１１を割って、中から試料を取り
出す。 (11)例１と同様にして、２種類の試料（Ａ）、（Ｂ）を
調整する。

【００２２】表２は例１の場合と同様に、水素（Ｈ）、
窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）について、試料（Ａ）、（Ｂ）
のガス分析値を比較したものである。

【００２３】

【表２】

【００２４】その結果、例１と同様に水素（Ｈ）、窒素
（Ｎ）、酸素（Ｏ）の値の何れにおいても、試料（Ａ）
の方が試料（Ｂ）よりもばらつきが少なく、特に酸素
（Ｏ）の値のばらつきが極めて少なくなることが分っ
た。

【００２５】従って、この例２においても、試料（Ａ）
を使用することによって、ガス成分をより正確に分析で
きることが明らかになった。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る溶融金
属採取装置は、機器分析用試料とガス分析用試料を同時
に採取でき、特にガス分析用試料の調整は容易で、正確
な測定値が短時間で得られる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】断面図である。

【図２】ガス分析用採取管の製作説明図である。

【図３】ガス分析用採取管の断面図である。

【図４】得られた金属試料の斜視図である。

【図５】金属試料を切断した状態の斜視図である。

【図６】切断されたガス分析試料の斜視図である。

【図７】従来のサンプラの断面図である。

【図８】得られた金属試料の斜視図である。

【図９】金属試料を砥石カッタで切断した説明図であ
る。

【図１０】調整中の角柱状試料の斜視図である。

【図１１】ガス分析用試料の斜視図である。

【符号の説明】

１１ ホルダ １２ 採取容器 １３ 孔部 １４ ガス分析試料管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野渡 栄一 青森県八戸市大字河原木遠山新田（番地な し） 大平洋金属株式会社八戸製造所内 (72)発明者 中屋 新三郎 東京都台東区台東一丁目６番６号 リケン 工業株式会社内 (72)発明者 田中 勲 東京都台東区台東一丁目６番６号 リケン 工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カップ状採取容器の底部に孔部を設け、
   該孔部に先端を細径とした石英管を下向きに挿通して取
   り付けたことを特徴とする溶融金属採取装置。
2. 【請求項２】 前記石英管の基部をラッパ状に拡開し、
   前記石英管を前記孔部に上方から挿通した請求項１に記
   載の溶融金属採取装置。
3. 【請求項３】 前記カップ状採取容器には棒状のホルダ
   を固定した請求項１に記載の溶融金属採取装置。