(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
６００℃以上の融点を有する、メタルまたは氷晶石溶湯からのサンプル採取用のサンプラーであって、
浸漬端を有する搬送管と、搬送管の浸漬端上に配置されたサンプルチャンバアセンブリとを含み、
該サンプルチャンバアセンブリが溶湯用の入口開口及びサンプルキャビティを有し、
前記サンプルチャンバアセンブリが搬送管の少なくとも部分的に内側に配置され、
前記サンプルチャンバアセンブリが、搬送ランスに連結するべく搬送管内部に配置した連結装置をその外側表面の一部上に有し、
前記サンプルチャンバアセンブリが、サンプルキャビティのための内壁と、ある距離を置いて該内壁を少なくとも部分的に包囲して該内壁との間に中空空間を創出する外壁と、相互にサンプルキャビティを包囲する第１部分及び第２部分とを有し、前記第１部分及び第２部分が、サンプルキャビティへのメタル溶湯充填後に相互に分離され得るサンプラー。
【請求項２】
前記サンプルチャンバアセンブリが、サンプルキャビティを直接包囲し且つ相互脱着自在の複数の部分を有し、該複数の部分の少なくとも１つが搬送管の内部に配置される請求項１に記載のサンプラー。
【請求項３】
前記サンプルチャンバアセンブリまたはサンプルチャンバアセンブリの連結装置を有する部分が、搬送管の内側を通して該搬送管の、浸漬端とは反対側の端部に可動であり且つ搬送管を出るように可動である請求項１または２に記載のサンプラー。
【請求項４】
前記サンプルチャンバアセンブリまたはサンプルチャンバアセンブリの連結装置を有する部分が、搬送管の長手方向軸に直交する断面を有し、該断面が、前記搬送管の内側の、該搬送管の長手方向軸に直交する断面と同等の大きさである請求項１〜３の何れかに記載のサンプラー。
【請求項５】
搬送管が、連結装置を格納する主部分と、搬送管の浸漬端位置に配置した端部分にして、前記主部分から脱着自在の端部分とを有し、前記サンプルチャンバアセンブリの第１部分が前記主部分上に固定され、サンプルチャンバアセンブリの前記第２部分が搬送管の端部分上に固定される請求項２に記載のサンプラー。
【請求項６】
前記端部分が押し嵌め連結またはネジ連結により主部分に連結される請求項５に記載のサンプラー。
【請求項７】
前記端部分が締金または“また釘”により主部分に連結される請求項５または６に記載のサンプラー。
【請求項８】
前記連結装置が、弾発継ぎ手連結部または差し込み継ぎ手連結部またはネジ連結部として構成される請求項１〜７の何れかに記載のサンプラー。
【請求項９】
溶湯のない状態でのサンプルチャンバアセンブリの質量に対するサンプルキャビティ内に収受される溶湯との質量比が０より大きく且つ０．８未満であり、最大で０．１である請求項１〜８の何れかに記載のサンプラー。
【請求項１０】
連結装置が少なくとも１つのガスフローチャネルを有し、該ガスフローチャネルが、サンプルチャンバアセンブリの外壁を貫いて、または前記外壁まで配置された請求項１〜９の何れかに記載のサンプラー。
【請求項１１】
複数の部分から成る内壁により直接包囲されるサンプルキャビティと、該サンプルキャビティ内の、スチール溶湯であるメタル溶湯または氷晶石溶湯のサンプルを収受するべく該サンプルキャビティに連結した入口管とを含み、前記入口管が入口開口においてサンプルキャビティ内に開口し、サンプル質量Ｍと、前記内壁の材料との間の比Ｖが式、
【数１】
0005406332.tif 000003
で表され、
前記ｍは内壁の質量（ｇ）、ｃは比熱容量（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、λは内壁材料の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）である請求項１〜１０の何れかに記載のサンプラー用のサンプルチャンバアセンブリ。
【請求項１２】
前記比Ｖが＜０．０５である請求項１１に記載のサンプラー用のサンプルチャンバアセンブリ。
【請求項１３】
通気用開口の全断面積に対するサンプルキャビティの容積の比が５００ｍｍ未満、１００ｍｍ未満である請求項１１または１２に記載のサンプラー用のサンプルチャンバアセンブリ。
【請求項１４】
サンプルキャビティを直接包囲する、相互に着脱自在の少なくとも２つの部分を有する請求項１１〜１３の何れかに記載のサンプラー用のサンプルチャンバアセンブリ。
【請求項１５】
入口管の断面はその入口開口位置で低減される請求項１１〜１４の何れかに記載のサンプラー用のサンプルチャンバアセンブリ。
【請求項１６】
請求項１〜１０の何れかに記載のサンプラーを使用しての、６００℃以上の融点を有する溶湯、メタルまたは氷晶石溶湯からのサンプル採取方法であって、
搬送管の浸漬端とは反対側の端部を通して搬送ランスを搬送管に押し込み、
搬送ランスをサンプルチャンバアセンブリの連結装置に連結し、
次いで搬送管の浸漬端を溶湯に浸漬させてサンプルチャンバアセンブリのサンプルキャビティに溶湯を充填させ、
サンプルチャンバアセンブリまたはサンプルチャンバアセンブリの、連結装置を有する部分を搬送ランスを使用して搬送管を通して引き、次いで搬送管の、浸漬端とは反対側の端部から引き抜き、
サンプルチャンバアセンブリまたはサンプルチャンバアセンブリの、連結装置を有する部分を搬送ランスを引き抜いた後、サンプルチャンバアセンブリ内に配置されたサンプルの表面の一部を、サンプルチャンバアセンブリの周囲環境と直接接触する状況に持ち来し、
分光器を有するランスを搬送管に押し込み、次いで該分光器の支援下に前記サンプルの表面を分析すること、を含む方法。
【請求項１７】
請求項１〜１０の何れかに記載のサンプラーを使用しての、６００℃以上の融点を有する溶湯、メタルまたは氷晶石溶湯からのサンプル採取方法であって、
搬送管の浸漬端とは反対側の端部を通して搬送ランスを搬送管に押し込み、
搬送ランスをサンプルチャンバアセンブリの連結装置に連結し、
次いで搬送管の浸漬端を溶湯に浸漬させてサンプルチャンバアセンブリのサンプルチャンバのサンプルキャビティに溶湯を充填させ、
サンプルチャンバアセンブリまたはサンプルチャンバアセンブリの、連結装置を有する部分を搬送ランスを使用して搬送管を通して引き、次いで搬送管の、浸漬端とは反対側の端部から引き抜き、
サンプルチャンバアセンブリまたはサンプルチャンバアセンブリの、連結装置を有する部分を搬送管から引き抜いた後、サンプルチャンバアセンブリ内に配置されたサンプルの表面の一部を、サンプルチャンバアセンブリの周囲環境と直接接触する状況に持ち来し、
把持部を有するランスを搬送管に押し込み、次いで該把持部でサンプルを把持し、
把持したサンプルをサンプルチャンバアセンブリから取り出して搬送管を通して引いて搬送管の浸漬端とは反対側の端部から抜き出すこと、を含む方法。
【請求項１８】
搬送管から抜き出したサンプルを分析装置に送ることを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
サンプル採取中及び又は採取後、サンプルチャンバアセンブリまたは該サンプルチャンバアセンブリの中空空間内に不活性ガスを導通させる請求項１６〜１８の何れかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶融点が６００℃以上である溶湯、詳しくは、メタルまたは氷晶石溶湯、特には鉄またはスチール溶湯からのサンプル採取用サンプラーにして、浸漬端を有する搬送管と、該搬送管の浸漬端上に配置したサンプルチャンバアセンブリとを有し、該アセンブリが入口開口及び溶湯用のサンプルキャビティを有し且つ前記搬送管内に少なくとも部分的に配置したサンプラーに関する。本発明はまた、当該サンプラー用のサンプルチャンバに関し、更には、当該サンプラーを使用するサンプル採取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特にメタルまたは氷晶石溶湯用のサンプラーが数多く知られている。例えば、ＤＥ３２３３６７７Ｃ１にはメタル及びスラグ用サンプラーが記載される。当該サンプラーでは搬送管の浸漬端上にサンプルキャビティ用の入口開口が設けられ、これを保護キャップで覆っている。同様のサンプラーはＥＰ１５４４５９１Ａ２またはＤＥ２５０４５８３Ａ１にも記載される。
ＤＥ１０２００５０６０４９２Ｂ３には、メタルまたはスラグの溶湯における既知の測定用サンプラー及びセンサ組み合わせが記載される。当該組み合わせではセンサを収受する測定ヘッドが示され、その浸漬端上にはサンプルキャビティ用の入口開口も有する。  
【０００３】
通常これらサンプラーではサンプルキャビティを、溶湯に浸漬させる搬送管の浸漬端上に配置し、サンプル採取後に搬送管を溶湯から引き抜く際、浸漬端はサンプルキャビティと共に搬送管から分離させ、次いでサンプルキャビティからサンプルを取り出し、分析装置に運ぶ。ＵＳ６，１１３，６６９にはまた別の類似構成が記載される。
【０００４】
搬送管は中でもＥＰ１４３４９８Ａ２及びＵＳ４，８９３，５１６に記載される。当該文献には測定またはサンプル採取用ランスに搬送管を装着することも記載される。ランスは、サンプルキャビティまたはセンサを有する搬送管の自動機械操作または手動操作上役立つ。ランスを使用して搬送管をメタル溶湯に浸漬させ、次いで抜き出す。サンプラーまたはセンサ機器を有する搬送管は使い捨て性物品であり、１度使用すると廃棄されるがランス（搬送ランスとも称される）は数回使用される。
【０００５】
ランスは搬送管を浸漬させるのみならず、ランスに通した信号ケーブルからの信号送信用にも使用される。ランスは所謂カップリングピースにより搬送管に連結され、カップリングピースには信号ケーブルあるいはその他機能ユニットも一体化され得る。搬送ランスを通しての信号送信を支援する相当する接点が、なかでもＤＥ１０２００５０６０４９２Ｂ３に示される。
【０００６】
既知のサンプラーでは搬送管をメタル溶湯から抜き出した直後にサンプルキャビティからサンプルを取り出すが、サンプルキャビティ内に配置したサンプルを取り出す際は搬送管の浸漬端及びサンプルキャビティ自体を破壊する。この目的上、搬送管は溶湯容器に隣り合う床に単に落下され、かくして、浸漬プロセス中に何らかのダメージを受け、また一般に厚紙製である搬送管はバラバラになりサンプルが放出される。メタル溶湯等のホット溶湯用のサンプルキャビティの場合、当該キャビティを２区分型のサンプルチャンバアセンブリから形成し、２つの区分を個別に分離及びサンプル放出させることがある。特に、スチール溶湯等の高温溶湯の場合、サンプルキャビティを開放して周囲空気に露呈させるサンプルはそれ自体尚、非常に高温である。そのためサンプル表面が酸化して、分析に先立つサンプルの後処理が必要となる可能性がある。ＤＥ２５０４５８３Ａ１では保護用ハウジングを通してサンプルチャンバを引き出すことも既知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＤＥ３２３３６７７Ｃ１
【特許文献２】ＥＰ１５４４５９１Ａ２
【特許文献３】ＤＥ２５０４５８３Ａ１
【特許文献４】ＤＥ１０２００５０６０４９２Ｂ３
【特許文献５】ＵＳ６，１１３，６６９
【特許文献６】ＥＰ１４３４９８Ａ２
【特許文献７】ＵＳ４，８９３，５１６
【特許文献８】ＤＥ１０２００５０６０４９２Ｂ３
【特許文献９】ＤＥ２５０４５８３Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする課題は、既知のサンプラー、詳しくは、メタル溶湯または氷晶石溶湯、特には鉄またはスチール溶湯からのサンプル採取用サンプラーを改善し、サンプルのより高速な分析を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のサンプラーは特に、サンプルチャンバアセンブリが、搬送管の内側に配置した、搬送ランス連結用のカップリング装置をその外側表面上の一部に有すること及び、前記サンプルチャンバアセンブリが、サンプルキャビティ用の内壁（即ち、サンプルを入手するサンプルキャビティを直近で包囲する部分）と、該内壁からある距離を置いて該内壁を少なくとも部分的に包囲する外壁とを有し、かくして、外壁及び内壁間に中空空間を有する点を特徴とするものである。当該中空空間にはガス、詳しくは不活性ガスを充填し得、または真空とされ得る。従って、サンプルチャンバアセンブリ内には、内側チャンバがサンプルキャビティを形成し、内側チャンバを包囲する外側チャンバがガス空間（または真空空間）を形成する二重形式のチャンバが形成される。
【００１０】
当該構成上、サンプルチャンバアセンブリはその全体または一部を搬送ランスと共に搬送管の浸漬端とは反対側の端部から引き抜くことで、サンプル表面を露出させると共にサンプルに分析上アクセス可能となる。サンプル表面は搬送管の内外の何れかに露呈され得るため、サンプルチャンバアセンブリ全体を搬送管から取り外すとサンプルを制御下に分析に供し得る。サンプルは、分析に素早く且つ前準備無しで提供されるように取り出されまたは表面露出される。“サンプル分析”とは、判定装置、コンピューターその他に判定信号を送るところの分光器による、前記判定（及び信号判定）上必要な光信号の受信を意味するものとする。
【００１１】
詳しくは、サンプルチャンバアセンブリは、サンプルキャビティを直接包囲する複数の且つ相互に脱着可能な部分から成る内壁を有し、これら部分の少なくとも１つが搬送管内に配置されることが有益である。かくして、搬送ランスを用いて少なくともこの部分を搬送管を通してサンプルから除去し得る。サンプルチャンバアセンブリまたはその部分が搬送管の浸漬端に配置した連結装置を有し、当該連結装置を有するサンプルチャンバアセンブリまたはその部分を搬送管内部を通して搬送管の浸漬端とは反対側の端部から取り外し、次いで搬送管から抜き出し得ることが更に好都合である。
【００１２】
連結装置を有するサンプルチャンバアセンブリまたはその部分は、搬送管の長手方向軸に直交するその断面が、搬送管の長手方向軸に直交する当該搬送管の内側の断面と少なくとも同等の大きさであることが好ましい。連結装置を有するサンプルチャンバアセンブリまたはその部分の断面はその輪郭（アウトラインエッジ）により特徴付けられるが、当該輪郭は搬送管内側の断面にはみ出してはならない。なぜなら、そうでないとサンプルチャンバアセンブリまたはその部分を搬送管を通して取り外せなくなる、または当該サンプルチャンバアセンブリまたはその部分をその長手方向軸に関して傾倒させた場合にのみ取り外し得るが、それでもうまく取り外せないかまたは相当努力しないと外せない。
【００１３】
サンプルチャンバアセンブリは、相互にサンプルキャビティを包囲する第１及び第２の各部分を有し、搬送管が、連結装置を格納する主要部分と、前記主要部分から脱着自在にその浸漬端上に配置した端部部分とを有し、サンプルチャンバアセンブリの前記第１部分が前記主要部分上に固定され前記第２部分が搬送管の端部に固定されることが好ましい。かくして、サンプル採取後、サンプルチャンバアセンブリの各部分を相互に同時に取り外して搬送管を容易且つ速やかに分解し、サンプル表面の一部を分析用に自由アクセス化させ得る。搬送管は、主要部分と端部部分との連結点位置に所定の破断点を有するため、苦労して破壊分離または切断する必要がない。
【００１４】
端部部分は押し嵌め連結またはネジ連結により主要部分に連結し得る。端部部分は締金または“また釘”により主要部分に連結し得ることが好ましい。かくして、サンプラーの移動及び使用上の連結の確実性が保証される一方、簡単なハンドルまたはツールを使用しての容易且つ迅速な分離が可能となる。サンプラーの浸漬端上に熱素子または電気化学的センサ等のセンサを追加する場合は、各センサの連結ワイヤを搬送管の内部を通して引き回す。端部部分を搬送管の主要部分から分離させる場合、それらの連結ワイヤもまた分離される。この場合、サンプルの被露出面、即ち、当該サンプル表面とサンプラーの浸漬端との間の露出面の下方で連結ワイヤを分離させる破断点または従来の分離機構を設け得る。かくして、連結ワイヤがサンプルの被分析表面上に来るまたは横断移動して分析を妨害する恐れが防止される。
【００１５】
連結装置は、標準型搬送ランスに簡単に連結させ得るよう、弾発継ぎ手または差し込み継ぎ手、またはネジの各連結用に構成されるのが更に有益である。更には、サンプルチャンバアセンブリ特には、サンプルチャンバアセンブリの内壁内質量に対するサンプルキャビティ内の、溶湯無しでの溶湯採取質量の比が０．８未満、好ましくは最大０．１であることが好ましい。これにより、サンプルキャビティに流入する溶湯が素早く冷却され、かくしてサンプル表面露呈時には既に溶湯はその酸化が最大限において防止されるに十分冷却され、サンプル表面の後処理は不要となる。
【００１６】
サンプルチャンバアセンブリはサンプルキャビティ用の内壁と外壁とを有し、外壁は内壁からある距離を置いて少なくとも部分的に当該内壁を包囲して中空空間を創出する。前記質量比はサンプルキャビティ用の内壁の材料に影響され得る。サンプルチャンバアセンブリの内壁は冷却効果を高めるべくその全体または一部を銅から作製し得る。内壁及び外壁間の部分的空間により生じる中空空間に不活性ガスを導入し、サンプルの直近環境に非酸化雰囲気を創出し得る。不活性ガスは、サンプルチャンバアセンブリの外壁を貫いて、または当該外壁まで配置された少なくとも１つのガスフローチャネルを持つ連結装置により供給されることが好ましい。
【００１７】
上述した如きサンプラー用の本発明に従うサンプルチャンバアセンブリは、複数の部分から成る内壁により隣接位置で包囲されたサンプルキャビティを有し、また、当該サンプルキャビティ内に特にはスチール溶湯であるメタル溶湯または氷晶石溶湯のサンプルを収受するべく当該サンプルキャビティに連結した入口管を有し、当該入口管は入口開口により当該サンプルキャビティ内に開口し、サンプルＭ（ｇ）と内壁の材料との間の質量の比Ｖは式、
【数１】
0005406332.tif 000002
で表される。
【００１８】
ここで、ｍは内壁の質量（ｇ）、ｃは比熱容量（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、λは内壁材料の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）とする。比Ｖ＜０．０５であることが好ましい。それにより、流入溶湯は１６００℃以上（スチール溶湯での）の温度から２００〜３００℃に急冷され、かくして分析用の酸化のない表面を入手可能となる。サンプルは内壁用に好適な材料、例えば、中でもスチールまたは鉄、銅またはアルミニューム、の各サンプルであり得る。比Ｖ＜０．３であっても尚、必要であれば有効サンプルを達成し得る。
【００１９】
サンプルチャンバアセンブリはその内壁の２つの部分による平坦形状（例えば円形ディスク）を有し、内壁の一方の部分を外すと平坦で円滑なサンプル表面が露出される。内壁の、サンプルが最初に残る第２部分は、サンプルキャビティが充填されるとガスを通して逃がすための、または予めガスを吸引して真空を形成するための、そして必要であれば、もし流入溶湯が余剰であれば当該余剰溶湯をそこから排出させ得る開口を有し得る。
当該開口を出た溶湯はサンプル自体がそうである如く硬化して内壁の第２部分のサンプルを凝固させ、かくして分析用の供給がずっと容易化され得る。内壁の第１部分もまたサンプルキャビティを通気する開口を有し得る。
【００２０】
通気を有効化するための、サンプルキャビティから当該サンプルキャビティの外側に通ずる通気用開口の全断面積（平方ミリでの）に対するサンプルキャビティのサンプル容積（立方ミリでの）の比は５００ｍｍ未満、好ましくは１００ｍｍ未満である。
サンプルチャンバアセンブリの壁の各部分はバネ、特には螺旋バネにより相互に押し付けられ、かくして相互保持され得る。
サンプルチャンバアセンブリは、サンプルチャンバを隣接位置で包囲する少なくとも２つの部分にして、相互着脱自在の各部分を有するのが有益である。
【００２１】
入口管は入口開口位置でその断面が減少されることが好ましい。これにより、直径及び断面はその長さ方向全体ではほぼ一様であるが入口位置で断面が小さくなる管として構成される。溶湯を入口管に流入させるための反対側の開口もまた断面が減少され得、当該断面はサンプルキャビティへの入口開口のそれより小さいことが好ましい。入口管の断面は円形であり、反対側の開口は直径約３ｍｍ、入口管はその長さ全体に渡り直径約８ｍｍ、サンプルキャビティへの入口開口は直径約６ｍｍであることが好ましい。
【００２２】
本発明に従えば、本発明に従うサンプラーを使用しての６００℃以上の温度の溶湯、特にはメタル溶湯または氷晶石溶湯、特には鉄またはスチール溶湯の溶湯からのサンプル採取方法であって、
搬送管の浸漬端とは反対側の端部を通して搬送ランスを搬送管に押し込み、
搬送ランスをサンプルチャンバアセンブリの連結装置に連結し、
次いで搬送管の浸漬端を溶湯に浸漬させてサンプルチャンバアセンブリのサンプルキャビティに溶湯を充填させ、
サンプルチャンバアセンブリまたはサンプルチャンバアセンブリの、連結装置を有する部分を搬送ランスを使用して搬送管を通して引き、次いで搬送管の、浸漬端とは反対側の端部から引き抜き、
サンプルチャンバアセンブリまたはサンプルチャンバアセンブリの、連結装置を有する部分を搬送ランスを引き抜いた後、サンプルチャンバアセンブリ内に配置されたサンプルの表面の一部を、サンプルチャンバアセンブリの周囲環境（またはサンプルチャンバアセンブリの内壁と外壁との間に配置された中空空間）との直接接触状況に持ち来し、
分光器を有するランスを搬送管に押し込み、次いで該分光器の支援下に前記サンプルの表面を分析すること、を含む方法が提供される。
【００２３】
本発明に従う他の様相において、本発明に従うサンプラーを使用しての６００℃以上の温度の溶湯、特にはメタル溶湯または氷晶石溶湯、特には鉄またはスチール溶湯の溶湯からのサンプル採取方法であって、
搬送管の浸漬端とは反対側の端部を通して搬送ランスを搬送管に押し込み、
搬送ランスをサンプルチャンバアセンブリの連結装置に連結し、
次いで搬送管の浸漬端を溶湯に浸漬させてサンプルチャンバアセンブリのサンプルキャビティに溶湯を充填させ、
サンプルチャンバアセンブリまたはサンプルチャンバアセンブリの、連結装置を有する部分を搬送ランスを使用して搬送管を通して引き、次いで搬送管の、浸漬端とは反対側の端部から引き抜き、
サンプルチャンバアセンブリまたはサンプルチャンバアセンブリの、連結装置を有する部分を搬送管から引き抜いた後、サンプルチャンバアセンブリ内に配置されたサンプルの表面の一部を、サンプルチャンバアセンブリの周囲環境（またはサンプルチャンバアセンブリの内壁と外壁との間に配置された中空空間）との直接接触状況に持ち来し、
把持部又は操作部を有するランスを搬送管に押し込み、次いで該把持部又は操作部でサンプルを把持し、把持したサンプルをサンプルチャンバアセンブリから取り出してキャリヤ管を通して引いて搬送管の浸漬端とは反対側の端部から抜き出すこと、を含む方法が提供される。
【００２４】
このようにサンプルは比較的良好に保護された環境内に比較的長時間止まり、サンプル表面が直ちに酸化しない温度に達するまでそこで冷却され得るため、当該サンプルをそれ以上処理せずに分析できる。溶湯温度が１４５０℃以上である鉄またはスチール溶湯に関しては前記冷却温度幅は数百℃、例えば２００〜３００℃であるに過ぎない。かくして、分析は比較的保護された環境下において、サンプル自体を搬送管から取り外すことなく実施される。これは、特に、サンプルチャンバアセンブリの、搬送ランスで取り外さない一部を、種々の理由から搬送管を破壊せずには取り外し得ないように当該搬送管の浸漬端に固定する場合に有益であり得る。
搬送管から抜き取ったサンプルチャンバは分析装置に送られるのが好ましい。
【００２５】
また、連結装置を有するサンプルチャンバアセンブリの部分を搬送管から抜き取った後、サンプルチャンバアセンブリ内のサンプルの表面の一部をサンプルチャンバアセンブリの周囲環境（またはサンプルチャンバアセンブリの内壁と外壁との間に位置付けられる中空空間）との直接接触状況に持ち来し、搬送管の浸漬端からサンプルを取り外し、その際、サンプルを当該浸漬端を通して、あるいは浸漬端またはその一部をサンプルと共に搬送管から取り出すのが有益であり得る。これは、構成または操作上の事情から搬送管内で分析または搬送管を通しサンプルを取り出せない場合に有効である。
サンプルを搬送管の外側の分析装置に搬送するのが有益である。
【００２６】
サンプルチャンバアセンブリまたはサンプルチャンバアセンブリの連結装置を有する部分を搬送管から抜き出す前に搬送管を溶湯から引き出すのが更に有益である。
また、サンプル採取中及び又はその後にサンプルチャンバアセンブリまたはサンプルチャンバアセンブリの中空空間内に不活性ガスを導通させるのが有益であり得る。これにより、サンプル中への酸素流入が防止されるので、高温下でもサンプルは酸化されず、サンプルを追加的な後処理無しで分析可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
既知のサンプラー、詳しくは、メタル溶湯または氷晶石溶湯、特には鉄またはスチール溶湯からのサンプル採取用サンプラーが改善され、サンプルのより高速な分析が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に従うサンプラーの概略図である。
【図２】サンプル除去後のサンプラーの各部分図である。
【図３】分析前におけるサンプラーの各部分図である。
【図４】サンプルチャンバの部分図である。
【図５】搬送管内部での分析状況を示す側面図である。
【図６】搬送管内のサンプルの除去状況を示す側面図である。
【図７】サンプラーの浸漬端を分離させることによる分析準備状況を示す側面図である。
【図８】本発明に従う更に他のサンプラーの側面図である。
【図９】型からのサンプル取り出し中におけるサンプラーの更に他の部分の側面図である。
【図１０】サンプルチャンバアセンブリの内壁の上方部分の例示図である。
【図１１】サンプルチャンバアセンブリの内壁の下方部分の例示図である。
【図１２】内壁及び外壁を有するサンプルチャンバアセンブリの側面図である。
【図１３】型から取り出した、内壁及び外壁を有するサンプルチャンバアセンブリの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１にはサンプラーの浸漬端の側方断面が示される。メタル溶湯サンプル用の入口管２と、熱素子３とが搬送管１の浸漬端位置で開放される。入口管２はメタルキャップ４で保護される。メタルキャップと外側保護キャップ５とは金属製であり、それら部材の搬送中の損傷及び、スラグ層へのサンプラー差し込みに際しての、メタル溶湯、例えばスチール溶湯浸漬後に入口管２の開口が自由開放される以前における損傷を防止する。
熱素子３及び入口管２は耐火性胴部６内に固定される。入口管２は下方冷却用胴部７内に開口し、当該胴部の通過開口８を通してメタル溶湯がサンプルキャビティ９内に入る。
サンプルキャビティはその上側（浸漬方向から見て）が上方冷却用胴部１０により閉鎖される。冷却用胴部７及び１０は銅製とされ得、かくして捕捉したサンプルからの排熱が早まり、サンプルが素早く冷却される。下方冷却用胴部７及び上方冷却用胴部１０は共にサンプルチャンバアセンブリの内壁を構成する。サンプルキャビティ９それ自体は厚さ約２ｍｍ、直径約２８ｍｍである。
【００３０】
冷却用胴部７及び１０の質量に対する、サンプルキャビティ９に流入するスチール溶湯の質量比は、メタル溶湯が約２００℃の温度に極めて急速に冷却されて硬化するよう０．１未満であるのが好ましい。冷却用胴部７及び１０は銅製である。各図に示す相対寸法において、前記質量比Ｖは約０．０１６７である。上方冷却用胴部１０は螺旋バネにより下方冷却用胴部７に押し付けられ、かくしてサンプルキャビティ９がシールされる。螺旋バネ１１の対向表面はサンプルチャンバアセンブリの上方外壁部分１２及び下方外壁部分１２’で構成される。下方外壁部分１２’は入口管２用の通し開口を有すると共に、螺旋バネ１１及び冷却用胴部７、１０に対する下方の対向面を形成する。冷却用胴部７及び１０はサンプルチャンバアセンブリの内壁を構成する。上方外壁部分１２及び下方外壁部分１２’から成る２つの部分は相互固定され且つシール１３によりシールされる。
【００３１】
上方外壁部分１２の上側には図示しない搬送ランス用の連結装置１４が配置される。連結装置１４は搬送ランスを固定する弾発継ぎ手式連結体として構成され、サンプル採取後、上方外壁部分１２を上方冷却用胴部１０と共に、または下方外壁部分１２’及び下方冷却用胴部７を含むサンプルチャンバアセンブリ全体と共にさえ、搬送管１を通して上方に抜き出し得る。サンプルチャンバアセンブリ全体を抜き出す場合、サンプルチャンバアセンブリの下方部分に固定した入口管２も抜き出し得る。
【００３２】
連結装置１４は、当該連結装置の長手方向軸内を本来通るガス流れチャネルを有し、当該チャネルは搬送ランスを介して不活性ガス源に接続され得ると共に、前記不活性ガスをサンプルチャンバアセンブリの中空空間１５内に導通させ得、かくして、サンプルキャビティ９から下方冷却用胴部７を取り外すとサンプルは不活性ガスで包囲されるため酸化しない。熱素子３は既知の如く、浸漬端とは反対側の端部位置に略示する電気接点を有し、同様に既知の如く、外部の評価装置に熱素子の電気信号を送信するよう搬送ランスに連結され得る。
【００３３】
図２には、上方外壁部分１２、上方冷却用胴部１０、螺旋バネ１１、を含むサンプルチャンバアセンブリの上方部分を、メタル溶湯を充填したサンプルキャビティ９、下方冷却用胴部７、下方外壁部分１２’、を含むサンプルチャンバアセンブリの下方部分から取り外す状況が示される。前記下方部分をサンプルチャンバアセンブリの上方部分から分離させた後、当該下方部分を搬送管１の浸漬端から抜き出し、かくしてサンプルキャビティ９内の且つその間冷却されたサンプルを分析用に分光器１６（図３参照）に搬送し得る。
図４には、サンプルチャンバアセンブリ全体の、入口管２を含む下方部分を耐火性胴部６から取り外す状況が示される。
【００３４】
サンプルチャンバアセンブリの上方部分を搬送管１を通して取り外す状況が図５に示される。図５ではサンプルチャンバアセンブリの上方部分を取り外し、サンプルキャビティ９内のサンプルの表面が露出された後、分光器１６’が分光器ランス１７の支援下に搬送管１内をサンプルキャビティ９まで挿通され、かくして搬送管１内でサンプル分析を実施し得る。ここで、“サンプル分析”とは、判定装置、コンピューターその他に判定信号を送るところの分光器１６、１６’による、前記判定（及び信号判定）上必要な光信号の受信を意味するものとする。
図６にはサンプル分析の他の実施例が示される。当該実施例は図５のそれとは異なり、サンプルチャンバアセンブリの上方部分の取り外し後、グリップ−ランス１８を搬送管内に導入し、当該グリップ−ランスの支援下にグリップ１９でサンプル２０を把持し、把持したサンプルを搬送管１を通して抜き出し、かくしてサンプル２０をグリップ−ランス１８の支援下に分光器１６に搬送し得る。
【００３５】
図７には図２に示す特定実施例の別態様が示される。サンプルチャンバアセンブリの下方部分を耐火性胴部６と共に搬送管の浸漬端から下方に抜き出すのに代えて、サンプルチャンバアセンブリの上方部分を搬送ランスを用いて搬送管１を通して取り外した後、搬送管１の浸漬端２１をサンプルキャビティ９の略高さ位置のマーキング２２に沿って搬送管１の残余部分から分離させ得る。図７に略示した従来のカッティングツール２３を当該分離用に使用し得る。この場合でも、サンプルはその後分析のために分光器１６に送達され得る。
【００３６】
浸漬端切り離しに代えて、当該浸漬端をもその他の何らかの方法で破壊してサンプルを取り出し、分析用に送達させ得る。この場合でも、サンプルは搬送管１から取り出す以前に冷却用胴部７、１０により充分冷却される。浸漬端２１を分離し、サンプルチャンバの下方部分を取り外した後は、分析のためのサンプルへのアクセス性が無いため、サンプルの被分析表面を露呈させ、必要であれば不活性雰囲気内で“清浄化”する。
【００３７】
図８には図１の実施例の別態様または図１の実施例における好ましい態様のサンプラー実施例が示される。当該サンプラーのサンプルチャンバアセンブリの内部構造は図１に示す特定実施例のそれと同様である。冷却用胴部７、１０は銅製とされる。図示例の相対寸法上の比Ｖは約０．０１６７である。
入口管２は直径約８ｍｍ、その入口開口２３は直径約６ｍｍ、反対側の開口２４の直径は約３ｍｍである。脱酸素剤２５としてのアルミニュームが入口管２内に配置される。また、入口管２にはその耐火性胴部６に熱素子３が固定されると共に、熱素子ワイヤ２２により測定エレクトロニクスユニットに接続される。
厚紙製の搬送管１はその浸漬端上に厚紙管２６を有する。当該搬送管は連結管２７により搬送管１に連結され、連結管は搬送管１及び厚紙管２６の接触端を相互連結する。連結管２７の外側円周部は搬送管１及び厚紙管２６と略面一位置で終端する。搬送管１内には内側連結管２７’が配置され、当該内側連結管が厚紙管２６及び搬送管１間の連結点を架橋し、その内側部分をサンプルチャンバの上方外壁部分１２に接触させて当該上方外壁部分を固定する。
【００３８】
搬送管１、厚紙管２６、連結管２７、２７’は締金２８、２８’により相互連結される。当該相互連結は簡単な機械的作用を介して容易に脱着され、その際、搬送管１を厚紙管２６から取り外すとサンプルチャンバアセンブリの外壁１２の、内側連結管２７’で搬送管１に連結した上方部分が搬送管１上に残り、下方外壁部分１２’は厚紙管２６上に固定されてそこに残り、かくして上方及び下方の各外壁部分１２、１２’が相互脱着される。
【００３９】
本実施例では連結管２７は大型締金２８と共に搬送管１及び内側連結管２７’に連結され、他方、厚紙管２６は小型締金２８’と共に内側連結管２７’に連結される。小型締金２８’との当該連結は、例えば、図９に示す如く、搬送管１を厚紙管２６に関して回転させることで脱着される。この場合、センサの連結ワイヤ、即ち、熱素子ワイヤ２２も分離される。分離は、例えば図９に示す如く、当該分離中に露呈されるサンプルの被分析表面の下方、即ち、被分析表面とサンプラーの浸漬端との間で生じるため、分離された熱素子ワイヤが被分析表面の正面に来て分析を妨害する恐れはない。
【００４０】
冷却用胴部１０が既に取り外されて円滑で平坦なサンプル表面が露出されていることから、サンプルと共に分離された後サンプルキャビティ９は分析用のアクセス性を有する。下方冷却用胴部７内に配置した開口２９がサンプルキャビティを、内壁の冷却用胴部７と外壁の下方外壁部分１２’との間に形成された中空空間１５に連結する。サンプルキャビティからの余剰溶湯は、サンプルキャビティの円周方向に開口するよう円形に一様に配置した開口２９から排出され得、かくして気泡のないサンプルが入手される。排出された溶湯は硬化し、かくしてサンプルチャンバアセンブリの当該部分内でサンプルを固定状態で保持するため、サンプルをサンプルチャンバアセンブリまたはサンプルチャンバアセンブリの一部、即ち、浸漬端に面する下方部分と共に分析用に送達し得る。
【００４１】
図１０には上方冷却用胴部１０の断面及びその平面図が示される。上方冷却用胴部はその上側に、縁部３０を有する隆起部分を有する。縁部３０上には螺旋バネ１１が固定される。上方冷却用胴部１０の反対側下部にはサンプルキャビティ９の上方部分３１が配置される。横方向の円形通気開口３２はガス循環、または中空空間１５からのガスを緩く供給または放出させるために使用される。
図１１には下方冷却用胴部７の断面及びその平面図が示される。下方冷却用胴部内には、メタル溶湯用の通し開口８のみならず、入口管２用の受け３３も位置される。ガスはサンプル採取前あるいはその間、通気開口３５を通してサンプルキャビティ９から逃出させ得る。通気開口３５は開口２９に接続され、余剰溶湯はサンプルキャビティの下方部分３４から排出され得る。
【００４２】
各図の例示構成におけるサンプルキャビティの容積（ｍｍ3での）の、通気用開口の全断面積（ｍｍ2）に対する比は約７２ｍｍであり、この場合のサンプルキャビティ９の容積は１２３０ｍｍ3、円形通気開口３２、３５の全断面積は約１７ｍｍ2である。
図１２及び図１３には、夫々組み立て状態（図１２）及び型から取り外した状態（図１３）での、内壁及び外壁を有するサンプルチャンバアセンブリが示される。上方外壁部分１２及び下方外壁部分１２’はアルミニューム製である。これら外壁部分は、螺旋バネ１１により相互押圧され且つサンプルキャビティ９で包囲される冷却用胴部７、１０を把持する。明瞭に図示される如く、入口管２は減径された２つの端部、入口開口２３及びその反対側の開口２４、を有する。外壁の上方外壁部分１２のガス流れチャネル３６も示される。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００４３】
１  搬送管
２  入口管
３  熱素子
４  メタルキャップ
５  外側保護キャップ
６  耐火性胴部
７  下方冷却用胴部
８  通し開口
９  サンプルキャビティ
１０  上方冷却用胴部
１１  螺旋バネ
１２  上方外壁部分
１３  シール
１４  連結装置
１５  中空空間
１６  分光器
１７  分光器ランス
１８  グリップ−ランス
１９  グリップ
２０  サンプル
２１  浸漬端
２２  熱素子ワイヤ
２３  カッティングツール
２４  開口
２５  脱酸素剤
２６  厚紙管
２７  連結管
２８  大型締金
２９  開口
３０  縁部
３１  上方部分
３２  円形通気開口
３４  下方部分
３５  通気開口
３６  チャネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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