(57)【要約】      （修正有）【課題】溶融物質から取り出した試料を短時間で急速且つ容易に冷却して固形試料を生成する方法を提供する。【解決手段】円錐状の内側冷却胴部７の外側面が台形表面を形成し、上方冷却胴部８が、内側冷却胴部形状に相当する凹刻形状部を形成する。内側冷却胴部７は上方冷却胴部８で保持され、下方冷却胴部６は、上方冷却胴部及び下方冷却胴部がそれらの各接触表面位置に密連結部を形成するように、上方冷却胴部８及び内側冷却胴部７の各形状に適合される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融物質から形成される試料（３）用の試料室（２）を有する試料採取器（１、１ａ）であって、
少なくとも１つの下方冷却胴部（６）、少なくとも１つの上方冷却胴部（８）、少なくとも１つの内側冷却胴部（７）、少なくとも１つの充填部材、を含み、
前記試料室（２）が、前記少なくとも下方冷却胴部（６）及び内側冷却用胴部（７）により連結状態下に包囲され、かくして、前記少なくとも試料室（２）が前記少なくとも下方及び内側の各冷却胴部（６、７）により冷却され得、前記充填部材が前記試料室（２）に連結され且つ充填開口部（５ａ）により試料室（２）の内部に侵入して結合され、各前記冷却胴部（６、７、８）が外側面（７ａ、８ａ）を含み、
前記試料採取器（１、１ａ）が、前記内側冷却胴部（７）の外側面（７ａ）部分と、前記上方冷却胴部（８）の、前記外側面（７ａ）とは反対側の外面（８ａ）部分との間に、少なくとも１つのガスを送るための少なくとも１つの間隙（１１）を含み、各前記冷却胴部（６、７、８）の各容積が前記間隙（１１）の容積より大きいことを特徴とする試料採取器。
【請求項２】
少なくとも前記下方冷却胴部（６）及び内側冷却胴部（７）が前記試料室（２）の壁を形成し、前記壁が、前記下方冷却胴部（６）及び内側冷却胴部（７）の各外側面部分により形成され、かくして前記試料室（２）が、前記下方冷却胴部（６）と内側冷却胴部（７）との間に形成される中空空間を有する請求項１に記載の試料採取器。
【請求項３】
前記各冷却胴部（６、７、８）の少なくとも一つが少なくとも１つの通気開口部（１６）を含む請求項１あるいは２に記載の試料採取器。
【請求項４】
前記通気開口部（１６）が、開放可能な膜（１７）であることが好ましい少なくとも１つの開放可能な蓋を介して閉鎖され得、前記蓋が、前記試料室（２）への溶融物質充填中あるいは充填後に開放される請求項３に記載の試料採取器。
【請求項５】
前記通気開口部（１６）の直径は約０．７ｍｍ〜約１．３ｍｍである請求項３あるいは４に記載の試料採取器。
【請求項６】
膜（１７）であることが好ましい開放可能な蓋が少なくとも１つの樹脂製連結部材を含む請求項４あるいは５に記載の試料採取器。
【請求項７】
蓋が約０．５バール〜約４バールの耐圧性を有する請求項４〜６の何れかに記載の試料採取器。
【請求項８】
蓋が約５０℃〜約９０℃の耐温性を有する請求項４〜７の何れかに記載の試料採取器。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに従う試料採取器（１、１ａ）をランス及び又は担持部材の一端位置に位置決めし、６００℃より高温の溶融温度を有する溶融物質に前記試料採取器を浸漬し、引き続き前記試料採取器（１、１ａ）の試料室（２）に前記溶融物質を充填し、次いで前記試料採取器（１、１ａ）により少なくとも試料（３）を前記溶融物質から取り出すことを含む前記溶融物質からの試料採取方法であって、
前記試料採取器（１、１ａ）の浸漬に先立ち前記試料採取器（１、１ａ）内に少なくとも１つのガスを供給し、前記ガスを少なくとも１つの充填部材を通して前記試料採取器（１、１ａ）から再流出させ、前記試料採取器（１、１ａ）を溶融物質に再浸漬し、次いで前記試料室（２）への溶融物質充填後に前記ガス供給を変化させ、次いで前記試料室（２）への溶融物質充填中あるいは充填後にガスを前記試料採取器（１、１ａ）内に再供給し、かくして前記供給ガスにより少なくとも前記試料室（２）を冷却すること、を含む方法。
【請求項１０】
前記ガスが内側冷却胴部（７）と上方冷却胴部（８）との間の少なくとも１つの間隙（１１）を通して流動する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
試料室（２）への溶融物質充填前は充填部材のみからガスが排出され、試料室（２）への溶融物質充填中あるいは充填後は前記ガスが少なくとも１つの通気開口部（１６）を通して排出される請求項９あるいは１０に記載の方法。
【請求項１２】
通気開口部（１６）から排出されるガスが、試料採取器（１、１ａ）から供給ガスを排出させるための少なくとも１つのガス出口開口部（１８）を通して排出される請求項９〜１１の何れかに記載の方法。
【請求項１３】
試料室（２）への溶融物質充填中あるいは充填後は蓋が溶融物質の温度及び又は供給ガスの圧力により前記ガスに対して透過性となる請求項９〜１２の何れかに記載の方法。
【請求項１４】
試料室（２）への溶融物質充填後、間隙（１１）を通してガスを新規供給し、次いで前記ガスが通気開口部（１６）を通して試料採取器（１、１ａ）から排出させ、かくして試料（３）の温度を冷却する請求項９〜１３の何れかに記載の方法。
【請求項１５】
試料（３）を下方冷却胴部（６）により保持し及び又は内側冷却胴部（７）を上方冷却胴部（８）により保持する請求項９〜１４の何れかに記載の方法。
【請求項１６】
試料（３）が試料採取器（１、１ａ）内に存在する間に分析施設に送られる請求項９〜１５の何れかに記載の方法。
【請求項１７】
請求項１〜８の何れかに従う試料採取器（１、１ａ）を収受するための試料保持器（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）であって、
前記試料採取器（１、１ａ）収受用の接触部材、接触部材（２２）を介し前記試料保持器（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）内にガスを供給する少なくとも１つの送給ライン（２４ａ）、前記試料保持器（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）から前記接触部材（２２）を介してガスを排出させるための少なくとも１つの排出ライン（２４ｂ）、前記接触部材（２２）を貫いて伸延して試料室（２）に連結するすくなくとも一つのガスライン（２４ｃ）、がその内部に配置され、
前記試料保持器（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）が、前記送給ライン（２４ａ）及び排出ライン（２４ｂ）にその一方を接続し、他方をガスライン（２４ｃ）に接続した切り替え器（２６）にして、前記送給ライン（２４ａ）あるいは排出ライン（２４ｂ）を前記ガスライン（２４ｃ）の何れかに接続させ得る切り替え器を有することを特徴とする試料保持器。
【請求項１８】
前記試料保持器（２１ａ）が少なくとも１つのガス出口開口部（３３）を含み、かくして前記排出ライン（２４ｂ）がガス出口開口部（３３）内で終端する請求項１７に記載の試料保持器。
【請求項１９】
前記試料保持器（２１ａ）が排出ライン（２４ｂ）において、切り替え器（２６）とガス出口開口部（３３）との間に少なくとも１つの中間フィルタを含む請求項１８に記載の試料保持器。
【請求項２０】
前記試料保持器（２１ｂ）の前記送給ライン（２４ａ）が少なくとも１つの送給弁（３５）を含み、及び又は前記排出ライン（２４ｂ）が少なくとも１つのベンチュリノズル（３６）を含む請求項１７に記載の試料保持器。
【請求項２１】
試料保持器（２１ｃ）の切り替え器（２６）に接続された排出ライン（２４ｂ）の、前記試料保持器（２１ｃ）内に配置された一部の直径が前記排出ライン（２４ｂ）の他の部分の直径より大きく、かくして少なくとも１つの真空ポンプへの接続用の少なくとも１つのガス吸引ライン（３９）を含む少なくとも１つの真空室（３８）を形成する請求項１７に記載の試料保持器。
【請求項２２】
前記切り替え器に接続された排出ラインの、試料保持器内に配置された一部が試料保持器の中空の内側空間内部に結合され、前記内側空間がガス密壁を含み、前記ガス密壁が少なくとも１つの真空ポンプに接続するための少なくとも１つのガス吸引ラインを有する請求項１７に記載の試料保持器。
【請求項２３】
前記試料保持器（２１ｃ）の真空室（３８）の容積が約０．１リットル〜約０．５リットルの間である請求項２１あるいは２２に記載の試料保持器。
【請求項２４】
試料保持器（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）の、試料室（２）に接続されたガスライン（２４ｃ）と切り替え器（２６）との間に少なくとも１つのガスフィルタ（３２ｂ）を配置した請求項１７〜２３の何れかに記載の試料保持器。
【請求項２５】
試料保持器（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）が、接触部材（２２）としての少なくとも１つのハイブリッド接触部材を含み、試料採取器（１、１ａ）が少なくとも１つのハイブリッド連結部材を含む請求項１７〜２４の何れかに記載の試料保持器。
【請求項２６】
ランス胴部を含むランスを用いて溶融金属内で試料採取するための装置であって、前記ランス胴部の一端に請求項１７〜２５の何れかに従う試料保持器（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）を連結し得、前記試料保持器（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）が、前記試料保持器（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）に連結した請求項１〜８の何れかに従う試料採取器を有し得、前記装置が、前記接触部材を通して前記試料採取器（１、１ａ）内にガスを供給する少なくとも１つの送給ライン（２４ａ）と、試料採取器（１、１ａ）から前記接触部材を通してガスを排出させる少なくとも１つの排出ライン（２４ｂ）と、前記試料採取器（１、１ａ）内を伸延し且つ試料室（２）に連結する少なくとも１つのガスライン（２４ｃ）と、を含む装置。
【請求項２７】
前記試料保持器（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）が、前記接触部材の一端から、試料保持器（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）が、の反対側までの軸方向測定長さ（Ｌ）を有し、前記切り替え器（２６）が前記接触部材の端部から最大で０．３×前記長さ（Ｌ）の距離位置に配置される請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
請求項１〜８の何れかに従う試料採取器（１、１ａ）をランス及び又は担持部材の一端位置に位置決めし、前記試料採取器を、６００℃より高温の溶融温度を有する溶融物質に浸漬し、請求項１７〜２５の何れかに従う試料保持器（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）を前記試料採取器（１、１ａ）とランス及び又は担持部材との間に位置決めし、引き続き前記試料採取器（１、１ａ）の試料室（２）に溶融物質を充填し、次いで前記試料採取器（１、１ａ）により溶融物質から少なくとも試料（３）を採取することを含む方法であって、前記試料採取器（１、１ａ）の浸漬前に少なくとも１つの送給ライン（２４ａ）及び少なくとも１つのガスライン（２４ｃ）を通して前記試料採取器（１、１ａ）内に少なくとも１つのガスを供給し、充填管（５）であることが好ましい少なくとも１２つの充填部材を通して前記試料採取器（１、１ａ）から前記ガスを再排出させ、引き続き前記試料採取器（１、１ａ）を溶融物質に浸漬し、次いで試料保持器内の切り替え器（２６）をその位置Ａから位置Ｂに切り替えて前記ガスの供給を変化させ、次いで前記試料室（２）に溶融物質を充填し、次いで前記試料室（２）への溶融物質充填中あるいは充填後に前記切り替え器を前記位置Ｂから位置Ｃに切り替えて前記試料採取器（１、１ａ）内にガスを再供給し、前記供給されるガスにより少なくとも前記試料室（２）を冷却すること、を特徴とする方法。
【請求項２９】
前記切り替え器（２６）がその位置Ｂを取る場合に、少なくとも試料室（２）及び充填部材内に存在する少なくともガス量が、送給ライン（２４ａ）内を供給されるガスが前記切り替え器により妨害されることに基づき請求項１７、１８、１９、２４あるいは２５の何れかに従う試料保持器（２１ａ）により前記試料保持器（２１ａ）方向に流動する請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記切り替え器（２６）がその位置Ｂを取る場合に、少なくとも試料室（２）及び充填部材内に存在する少なくともガス量が、供給済みガスを排出させる様ベンチュリノズル（３６）から逆流する供給済みガスにより請求項１７、２０、２４あるいは２５の何れかに従う試料保持器（２１ｂ）により前記試料保持器（２１ｂ）方向に流動する方向に流動する請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記切り替え器（２６）がその位置Ｂを取る場合に、少なくとも試料室（２）及び充填部材内に存在する少なくともガス量が、供給済みガスを排出させる様真空室（３８）内の負圧により逆流する供給済みガスにより請求項１７、２１、２３、２４あるいは２５の何れかに従う試料保持器（２１ｃ）により試料保持器（２１ｃ）方向に流動する請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記切り替え器（２６）がその位置Ｂを取る場合に、少なくとも試料室（２）及び充填部材内に存在する少なくともガス量が、供給済みガスを排出させる様に真空室（３８）内の負圧により逆流する供給済みガスにより請求項１７、２２、２３、２４あるいは２５の何れかに従う試料保持器（２１ｃ）により試料保持器（２１ｃ）方向に流動する請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融物質、好ましくは、溶融金属、特には溶融粗鉄あるいは溶鋼から形成される試料用の試料室を有する試料採取器であって、少なくとも１つの下方冷却胴部、少なくとも１つの上方冷却胴部、少なくとも１つの内側冷却胴部、好ましくは１本の充填管である少なくとも１つの充填部材、を含み、少なくとも前記試料室が前記下方及び内側の各冷却胴部により冷却され得るよう、前記試料室が前記各胴部に好ましくは直結である連結状態下に前記各胴部により包囲され、かくして試料室に連結された前記充填部材が充填開口部から試料室内部に侵入し、前記冷却用の各胴部が外側面を有する試料採取器に関する。
更には本発明は、溶融温度が６００℃より高温である溶融物質、特には溶融金属、好ましくは溶融粗鉄あるいは溶鋼からの試料採取方法であって、試料採取器をランス及び又は好ましくは担持管である担持部材の一端に位置決めし、且つ、溶融物質中に浸漬させ、かくしてその後試料採取器の試料室に溶融物質が充填され、次いで試料採取器により溶融物質から少なくとも試料を取り出す方法に関する。
本発明は、試料採取器を収受する試料保持器であって、試料採取器収受用の接触部材を含み、且つ、前記接触部材を介して試料採取器内にガスを供給する少なくとも１つの送給ライン、前記接触部材を介して試料採取器からガスを抜く少なくとも１つの排出ライン、前記接触部材を貫いて伸延して試料室に連結する少なくとも１つのガスライン、を配置した試料保持器にも関する。
本発明は、特にはサブランスであるランスを用いる、溶融金属、特には溶鋼内試料採取実施装置にも関する。
更には本発明は、溶融温度が６００℃より高温である、特には溶融金属溶融物質、好ましくは溶融粗鉄あるいは溶鋼からの試料採取方法であって、試料採取器をランス及び又は、好ましくは担持管である担持部材の一端に位置決めし、且つ、溶融物質中に浸漬させ、試料採取器とランス及び又は担持部との間に試料保持器を位置決めし、かくして、その後、試料採取器の試料室に溶融物質が充填され、次いで試料採取器により溶融物質から少なくとも試料を取り出す方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在既知の従来技術により溶融物質、例えば溶融金属から試料を採取可能である。
例えば、測定用ヘッドをランス上に配置した溶融金属測定及び試料採取用の測定プローブがＥＰ２３９７８３４Ａ２において既知であり、前記測定用ヘッドは少なくとも１つの温度センサ及び試料室を備え、前記試料室が測定用ヘッドにより少なくとも部分的に包囲され、且つ、測定用ヘッドを貫いて延びる充填チャネルを含んでいる。充填管は、例えば水晶ガラス管である。
【０００３】
溶融物質浴内浸漬により試料採取する試料採取器がＵＳ３，６４６，８１６Ａにおいて既知である。前記試料採取器では形状の異なる試料室により試料を先ず平坦化し、次いで針状化し、アルミニューム管を使用することで溶融物質入口管の入口部分での脱酸素化を防止する。試料採取器からの試料採取時に発生する圧縮空気を開口部を用いて放出させる。試料室部分で金属円盤を使用して試料を冷却する。
【０００４】
更に、ＤＥ３２０００１０Ａ１には、分光分析用金属性試料を浸漬採取するランスであって、溶融金属に浸漬するランス端部に、閉鎖入口チャネルを有する鋳型浸漬部を含み、前記鋳型浸漬部が保護性ガス雰囲気内に配置され、充填チャネル内を上昇する大量の試料が前記保護性ガスを圧縮及び又は排斥するランスの使用が記載される。このランスは、ある実施形態では過圧弁を含み、ある実施形態では鋳型浸漬部を不活性ガスで洗浄し且つ鋳型浸漬部をガス密態様下に閉鎖する弁を含む。
【０００５】
また、ＤＥ１０２０１１１２１１８３Ａ１において、試料採取器内で使用する熱伝導性の良好な銅製の冷却胴部であって、冷却室に流入する試料から熱を急速消散させて試料を急冷却し、試料室内壁を構成する２つの胴部から構成される冷却胴部が既知である。更に前記文献によれば、試料室から取り出す際に試料を不活性ガスで包囲することも既知である。
【０００６】
現在までに知られる従来技術の欠点の１つは、試料室に採取した、試料となる溶融物質の試料室内での冷却が極めて遅いことである。冷却時間が長いため、冷却試料に関する測定は、物質溶融時の本来の組成状態から長時間を経た後においてのみ可能である。更には、冷却前に試料採取器から取り出すと、試料は、例えば周囲空気と酸化反応する。
【０００７】
【特許文献１】ＥＰ２３９７８３４Ａ２
【特許文献２】ＵＳ３，６４６，８１６Ａ
【特許文献３】ＤＥ３２０００１０Ａ１
【特許文献４】ＤＥ１０２０１１１２１１８３Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、解決しようとする課題は、上述した従来技術の欠点を減少あるいは解消し得る方法を提供することである。詳しくは、採取した溶融物質試料を冷却処理して固形化した試料を前記溶融物質から取り出すことを含む、溶融物質から採取し試料室に取り込んだ試料を、採取から短時間の内に急速且つ容易に冷却する方法が提供される。更には、試料の急速な冷却処理に際し、例えば、周囲空気との反応が防止されるべきである。
解決しようとする他の課題は、簡単な技法及び安価な手段を用いる、試料室への溶融物質充填方法を提供することである。
【０００９】
解決しようとする他の課題は、溶融物質から形成される試料を、その分析が技術的に容易である態様下に且つ急速に冷却され得る、溶融物質からの試料採取方法を提供することである。
解決しようとする他の課題は、試料室が急速充填され得る、溶融物質からの試料採取方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、試料採取器であって、その内側冷却胴部の外側面部分と、その外側冷却胴部の、前記内側冷却胴部の外側面部分とは反対側の上方冷却胴部の外側面部分との間に、少なくとも１つのガス、好ましくは１つの不活性ガス、特にはアルゴンあるいは窒素を通過させる少なくとも１つの間隙を有し、前記各冷却胴部の容積が、前記試料採取器の冷却性能を良好化させるよう、前記間隙容積より大きく、好ましくは少なくとも３：１、特には少なくとも５：１、好ましくは少なくとも１０：１、特には少なくとも２０：１である試料採取器が提供される。
本発明によれば、一方を供給ライン及び排出ラインに接続し、他方をガスラインに接続した切り替え器をその内部に有し、前記切り替え器を使用して前記供給ラインまたは排出ラインの何れかを前記ガスラインに接続し得る試料採取器が提供される。
【００１１】
請求項１７〜２５の何れかに記載する本発明によれば、ランス胴部の一端に連結し得る試料保持器であって、前記試料保持器に連結し得る請求項１〜８の何れかに記載する試料採取器を有し得、接触部材を通して試料採取器内にガスを供給する少なくとも１つの供給ラインと、前記接触部材を通して試料採取器からガスを抜くための少なくとも１つの排出ラインと、試料採取器内を伸延して試料室に連結する少なくとも１つのガスラインと、を含む試料採取器が提供される。
本発明によれば、少なくとも１つのガス、好ましくは不活性ガス、特にはアルゴンあるいは窒素を、浸漬前の試料採取器内に供給し、前記ガスを少なくとも１つの充填部材、好ましくは充填管を通して試料採取器から再流出させ、試料採取器を溶融物質に浸漬させた後、供給ガスの流れ方向を変更、特には妨害あるいは逆転させ、次いで試料室に溶融物質を充填し、試料室への溶融物質充填中あるいは充填後に前記ガスを再供給して少なくとも試料室を冷却させることを含む方法が提供される。
【００１２】
本発明によれば、少なくとも１つのガス、好ましくは不活性ガス、特にはアルゴンあるいは窒素を、少なくとも１つの供給ライン及び少なくとも１つのガスラインを通して供給して前記ガスを少なくとも１つの充填部材、好ましくは充填管を通して試料採取器から再流出させ、試料採取器を溶融物質中に浸漬させた後、供給ガスの流れ方向を試料保持器内の切り替え器を位置Ａから位置Ｂに切り換えて変更、特には妨害あるいは逆転させ、次いで試料室に溶融物質を充填し、試料室への溶融物質充填中あるいは充填後に、前記切り替え器を位置Ｂから位置Ｃに切り換えて前記ガスを再供給して少なくとも試料室を冷却させることを含む方法が提供される。
【００１３】
本発明によれば、主たる請求項及びその従属請求項に記載され、少なくとも請求項１に記載される少なくとも１つの試料採取器、請求項９に記載される試料採取方法、請求項１７に記載する試料保持器、請求項２６に記載する装置、請求項２８に記載する方法、が提供される。
本発明によれば、請求項１〜８に従う試料採取器製造用の好適な手段を含む、請求項１〜８の何れかに記載する試料採取器の製造用装置が提供される。
本発明によれば、前述の実施形態に従う装置による、請求項１〜８の何れかに従う試料採取器の製造方法が提供される。
【００１４】
本発明によれば、溶融金属内でランスを用いる、特には溶鋼内でサブランスを用いる試料採取装置であって、前記ランスがランス胴部を含み、本発明に従う試料保持器が、本発明に従う試料採取器を収受する接触部材により前記ランス胴部の一端部上に配置され得、前記装置が、前記接触部材を通して試料採取器内にガスを供給する少なくとも１つの供給ラインと、前記接触部材を通して試料採取器から前記ガスを抜く少なくとも１つの排出ラインとを含み、少なくとも１つのガスラインが前記接触部材を貫いて伸延され且つ前記試料室に接続され、前記試料保持器ではなくむしろランス胴部内に切り替え器が配置される装置が提供される。
本発明によれば、試料保持器製造用に好適な手段を含む、試料保持器製造用装置が提供される。
【００１５】
本発明によれば、前述の実施形態に従う装置による本発明に従う試料保持器の製造方法が提供される。
従属形式の各請求項には本発明に従う好ましい実施形態が記載される。
減少化、切り替え器切断あるいは逆転化は本発明の範囲内のものとする。供給の逆転化、即ち、流れ方向逆転により、試料採取器内に、かくして試料室内にも同様に負圧が発生する。前記３つの変更状態を連続的に生じさせるようにも組み合わせ得る。
【００１６】
本発明に従う試料採取器によれば、溶融金属から形成される試料を、試料室から取り出し可能な、あるいは試料採取器の爾後使用が可能な温度へと、技術的に容易且つ急速態様下において冷却胴部により冷却させ得る。“取り出す”とは、試料採取器が破壊されて試料が解放されるよう試料採取器を適宜落下または操作することを意味するものとする。更には、本試料採取器によれば、溶融物質から形成される試料を費用効率的に冷却可能である。本発明に従う溶融物質からの試料採取方法は、試料採取器に再供給されるガスにより試料を容易に、安価に、且つ急速に冷却させるためにも使用し得る。冷却試料は、例えば周囲空気ともはや反応せず、あるいは、試料の冷却由来の反応あるいは変化が低減される。更に、有益には、試料採取器はその寸法形状故に、及び、不活性ガス、例えばアルゴンをその内部で使用することから固化試料分析のための調製を要しない。従って、工場での採取試料処理に際し、例えばフライス盤あるいは研磨機等の追加製造装置が不要である。この点は特に有益な考慮事項とすべきである。また、本発明によれば所要時間を短縮あるいは最小化させ得る。試料を、例えば変換器に隣接する分析ユニットや工場のランスユニットを用いて現場で直接分析可能であるため、優先順位問題を伴い得る分析用実験室を別に設ける必要はなく、前記不活性ガス使用上の制約を伴う空気輸送システムあるいはコンベヤベルトも不要である。この点も特に有益な考慮事項とすべきである。本発明に従う試料保持器によれば、試料採取器の試料室に、容易、安価、且つ急速態様下に溶融物質を充填可能ともなる。更に、本発明に従う試料採取器は有益には、簡易且つ安価に設計可能である。しかも、本発明に従う試料採取器は既存の試料採取装置内に容易に一体化させ得る。
【００１７】
溶融物質浴から溶融物質を試料室に通入させるための、試料室に連結した充填部材が、例えば、水晶ガラス、セラミック材料その他により提供される。
下方、上方及び又は内側の各冷却胴部が、試料室内の試料となる溶融物質のそれより好ましくは高融点の金属、あるいは合金、例えば鋼合金製として有益に設計される。
あるいは又は更には冷却胴部を被覆し得る。これにより、例えば試料冷却中における試料の、例えば酸化及び又は微細構造的変化が防止され得、かくして試料の外側部分が、好ましくは相当する被覆された冷却胴部に隣り合って配置される。
【００１８】
本発明の試料採取器の他の利益は、少なくとも下方冷却胴部及び内側冷却胴部が試料室壁を構成し、かくして試料室壁が下方及び内側の各冷却胴部の各外側面部分により形成されるため、下方及び内側の各冷却胴部間に中空空間を有する試料室が形成される点である。
【００１９】
試料は冷却中は下方及び内側の各冷却胴部間に配置されるため、本発明では試料を特に容易且つ急速に冷却させ得る。これは、下方及び内側の各冷却胴部の相当表面が、各前記冷却胴部が熱を直接消散させ、次いで流動するガスにより試料外に排除させ得るような境界部を試料上に直接、好ましく形成するためである。
【００２０】
本発明の試料採取器の他の利益は、ガス、好ましくは不活性ガス、特にはアルゴンあるいは窒素を供給する少なくとも１つの連結部材を含む点である。前記連結部材はハイブリッド連結部材としても参照される。前記連結部材は、この連結部材を通して供給するガスにより、試料からの消散熱を相当する冷却胴部、特には下方及び内側の各冷却胴部に移行させるために使用し得る。本実施形態例ではガスの供給量を、個別のケースで所望される冷却効果に合わせて調節可能である。試料と供給ガスとが反応しないよう、不活性ガス、特にはアルゴンあるいは窒素を用いるのが好ましい。連結部材を通してガスを供給する好ましい他の目的は、試料採取器の充填部材から排出されるガスを溶融物質に流入させることで、初期における試料採取器への溶融物質侵入を防ぎ、溶融物質を試料採取器内に採取するまで試料室を無溶融物質状態に維持することである。
【００２１】
試料採取器の他の利益は、少なくとも下方及び内側の各冷却胴部が相互脱着可能な点である。この構成上、前記下方及び内側の各冷却胴部間に好ましく形成される試料を試料室から容易に取り出し可能である。本発明の１実施形態では、冷却試料と下方冷却胴部とは、冷却試料取り出し中は相互に脱着し得ない。
【００２２】
前記間隙を有することから特定量のガスを試料採取器に流入させ得る。従って、その一方で、例えば試料室への溶融物質採取後に試料採取器内に発生する大量の熱を消散させ得る。前記間隙は任意の三次元幾何学形状、例えば、球、楕円、円錐、台形、及び又はそれらの任意の組み合わせ形状であり得る。あるいは又は更には、間隙内に形状の相違する自由形体表面を設けても良い。
【００２３】
本発明の試料採取器の他の利益は、供給ガス排出用のガス出口開口部を少なくとも１つ含む点である。従って、試料室への溶融物質採取以前に充填部材から供給ガスを溶融物質に流入させ得る。充填部材を通しての試料室への溶融物質採取後、前記試料室への通路を少なくとも狭めあるいは閉じ、かくして、試料採取器内への溶融物質充填前と同量下に試料採取器冷却用に供給されるガスを別経路で排出させてその増圧化を防止する必要がある。この目的上、ガス出口開口部は、特に溶融物質採取後、冷却用ガスを例えば各冷却胴部間の間隙を通して継続供給させ、次いで試料室を通さずに案内して試料採取器から排出させ得る。
【００２４】
本発明の試料採取器の他の利益は、冷却胴部の少なくとも１つ、好ましくは上方冷却胴部が少なくとも１つの通気開口部を含む点である。冷却胴部の通気開口部は、試料採取器に供給され且つ冷却に使用されるガス量が、試料採取後に前記通気開口部を通して前記ガス出口開口に案内され得る点で有益である。
【００２５】
本発明の他の利益は、前記通気開口部を少なくとも１つの、好ましくは開放可能な膜である開放可能な蓋にして、試料室への溶融物質充填中あるいは充填後に開放する蓋により閉鎖し得る点である。この構成上、本発明によればガスは試料室に溶融物質を採取するまで、先ず冷却胴部を通して、次いで試料室を通して送られ、最後に充填部材から排出される。試料室への溶融物質採取後、ガス流路は充填部材により部分的にあるいは特には完全に閉鎖され、かくして、冷却用ガスは従前通り前記開放可能な蓋を通して送られ試料採取器から排出される。前記蓋は試料室への溶融物質充填中あるいは充填後に開放される。前記蓋は圧力増大により開放され得、所定圧力によってのみ開放する。あるいは又は更には、試料採取器を温液状の溶融物質に浸漬させ、試料採取器を包囲する溶融物質の熱量の影響により蓋を閉状態から開状態へと切り換えさせ得る。
前記通気開口部は、例えば、丸形あるいは有角形あるいはそれらの任意組み合わせ形状、例えば、直線部分を伴う丸形、有角部分を伴う楕円形あるいはその他形状のものであり得る。
本発明の更に他の利益は、前記通気開口部直径が約０．７ｍｍ〜約１．３ｍｍ、好ましくは１．０ｍｍである点である。
【００２６】
本発明の試料採取器の他の利益は、前記蓋、好ましくは膜が、少なくとも１つの樹脂製の接続部材、好ましくは接着性テープ、ホットメルト接着材、ＰＶＣ樹脂製ストッパ、樹脂材料あるいはその他製のホットメルト接続部材を有する閉鎖弁、を含む点である。樹脂材料製の蓋を試料室内の溶融物質熱で融解させて変形あるいは溶解させ、かくして蓋を部分的あるいは完全に開放させ得る。この目的上、供給ガスは上述の如く冷却用の所定の及び又は必要量において試料採取器を通して流動し続ける。あるいは又は更には、樹脂製の接続部材からなる蓋を、例えば蓋の変形部を通して供給されるガス量により発生する圧力影響下に開放させ得る。
蓋の特性変化後、供給ガスは、例えば通気開口部から、あるいはガス出口開口部から排出される。
【００２７】
本発明の試料採取器の他の利益は、好ましくは膜である蓋が約０．５〜約４バール、特には１．７〜約２．３バールの間、好ましくは約２．０バールの耐圧性を有する点である。従って、蓋は特定圧力によってのみ開放され得る。例えば特に強冷却が要求される時点で大量のガスを供給することで蓋部分における高圧を生じさせ得る。
【００２８】
本発明の試料採取器の他の利益は、好ましくは膜である蓋が、約５０〜約９０℃、好ましくは約７０℃の耐温性を有する点である。これにより、試料採取器浸漬時は溶融物質上に通常存在するスラグの通過中においても尚、蓋が開放しないことが保証される。前記耐温性により、蓋は周囲空気その他への露呈時にも開放しない。試料採取器を溶融物質に浸漬すると蓋部分の温度は遅れて上昇し、例えば溶融物質から試料採取器を既に取り出した若干後に約７０℃となる。
【００２９】
本発明の特に好ましい利益は、蓋が特定量のガスのみを通過させ得る膜として設計される点である。本実施形態例では前記ガス量は、例えば膜周囲の圧力及び又は温度の、特には試料採取器に供給される熱量及びガス量に主に関する関数であり得る。
本発明の他の利益は、試料採取器が、溶融物質中における試料採取器位置決定用の、好ましくは温度センサ、特には熱電対である少なくとも１つの測定用システムを含む点である。前記測定用システムにより試料採取器内へのガス供給を個別ケースごとに制御可能となる。あるいは又は更には前記システムにより、例えば充填管を通して溶融物質を試料室に流入させる時点を最適決定し得る。スラグキャップが所定温度（例えば、１０００℃）で溶解され、試料を採取するべく溶融物質を試料室に流入させるよう試料採取器内のガス流れを適宜切り換え可能となる。
【００３０】
あるいは、本発明に従うランスは、好ましくは誘導測定システムである測定システムを含み、ランス上に試料採取器を位置決めし、好ましくはランスに固着させ得る。ランスと試料採取器との間に連結要素として作用する試料保持器を配置し得る。誘導測定システムにより、溶融物質内での試料採取器位置を決定し得る。かくして、スラグから溶融物質への移動を、この移動中あるいは移動後のガス供給量変化から検出及び少なくとも測定可能である。従って、試料採取器をスラグから溶融物質に浸漬させた時点で、試料採取器へのガス供給量を変化させることも可能である。誘導測定システムは、好ましくはスラグから溶融物質への移行時に発生する誘導を測定するワイヤコイルを好ましく含む。
【００３１】
本発明の他の利益は、間隙及びガス供給により、溶融物質から形成される試料が試料室内で約９０℃〜約２００℃、好ましくは約１５０℃に冷却される点である。先に説明した如く、ガスを、相当する各冷却胴部間の間隙を通して送ることが好ましく、これにより、溶融温度を所望温度、例えば１５０℃あるいはそれ未満に急速且つ容易に冷却可能となる。
【００３２】
本発明の他の利益は、充填部材が少なくとも保護キャップ、好ましくは金属製の保護キャップで被覆され得る点である。これにより試料採取器が、例えばスラグを通過し、次いで溶融物質に侵入した後においてのみ溶解する保護キャップで被覆されるため、試料採取器を溶融物質に特に容易且つ穏やかに導入可能となる。従って、溶融物質を試料室に採取する充填部材は保護キャップ溶解後においてのみ溶融物質内に露呈される。しかしながら、本発明ではガスは、試料室への溶融物質採取以前は溶融物質内で尚、充填部材から排出される。
【００３３】
本発明の他の利益は、試料採取器をランス上及び又は担持部材上、好ましくは担持管、特には試料保持器上及び担持管、特には厚紙製の担持管上に位置決めし得る点である。これにより、試料採取器を手動及び自動の何れによっても溶融物質中に導入可能である。かくして、特に、試料採取器を溶融物質内のどこにでも位置決め可能となる。本実施形態例では、試料室内に溶融物質を採取し、溶融物質を試料室内で冷却して試料を形成した後、もはや使用不可能な程度損傷したランスを、担持管を用いて再利用することも可能である。本実施形態例では試料保持器が担持管により保護される。従って担持管は、特には多数回使用されるランスを１回のみ保護するために使用する廃棄性物品である。特定長さの担持管をランスあるいは試料保持器上に位置決めし、かくしてランスと反対側の担持管の端部上に試料採取器を取り付けた場合にランスと試料採取器との間に所定距離を持たせ得る。好ましくは試料採取器とランスとを連結する試料保持器を担持管内に好ましく配置する。前記構成の担持管と試料採取器とは、共に溶融物質と直接接触する状態下に溶融物質に適宜導入される。本実施形態例では試料保持器は担持管により保護される。ランスも又溶融物質から保護される。
【００３４】
本実施形態例では、相当する各冷却胴部を任意の種々の幾何学を有する状態下に設計可能である。例えば内側冷却胴部を矩形形状、四角形状、円盤形状、三角形状、ピラミッド形状、円錐形状、球形状、円形状あるいはその他、例えばそれらの組み合わせ形状において設計可能である。三角、矩形、円、四角あるいはその他等の二次元幾何学形状を特に参照するに、内側冷却胴部は冷却胴部を三次元設計形状化する所定肉厚をも含み得る。前記構成の本発明では、下方及び上方の各冷却胴部を、試料室及び試料採取器の部分に形成される間隙による冷却が最適化されるよう、内側冷却胴部の形状に適合させることが特に好ましい。あるいは又は更に、下方及び上方の各冷却胴部の形状は内側冷却胴部形状に影響を与え得る。
冷却胴部の形状は、間隙形状に影響するよう使用し得る（あるいはその逆）。
【００３５】
本発明によれば、本発明に従う間隙の、好ましくは上方冷却胴部と内側冷却胴部との間を伸延する部分の直径あるいは寸法形状が、必要ガス量に適合される。前記間隙は本実施形体では２次元、例えば、相当する円錐形状の内側冷却胴部の表面を包囲する円錐形状で設計される。かくして各冷却胴部が、従って試料室が、また結局は試料採取器が最適冷却され得る。
【００３６】
本発明の方法によれば、ガスは試料採取器へのガス供給用の接続部材を通して供給されることが好ましい。前記接続部材は試料保持機内に配置するのが好ましい。それにより、何れも溶融物質に適合された種々のガスを前記形式の接続部材に接続可能となる。例えば、ガスＡを溶融物質用接続部材に、ガスＢあるいは溶融物質用のガス混合物Ｂ’を同じ接続部材に接続し得る。
【００３７】
ガスは、少なくとも内側冷却胴部と上方冷却胴部との間の少なくとも１つの間隙を通して流動することが好ましい。この構成によれば、試料室内の初期において液状の溶融物質を有益試料化する最適且つ急速冷却が可能となる。従って、急速冷却された試料を、試料採取器からの取り出し後に試料に作用する酸化反応等の外的影響等を受けさせずに試料室から取り出し得る。
【００３８】
ガスは、試料室への溶融物質採取前は充填部材のみから流出し、試料室への溶融物質採取中あるいは採取後は少なくとも１つの通気開口部から流出するのが好ましい。本実施形態例では、溶融物質を実際に試料室に流入させる以前の試料室への溶融物質あるいはスラグの部分的流入が防止され得る。更には、通気開口部から排出されるガスが試料採取器内に発生する臨界圧を解放させるため、試料採取器内の試料を液状化あるいは部分固化させる影響を及ぼし得る過剰圧力の蓄積が防止される。
【００３９】
通気開口部を出るガスは、供給ガスを試料採取器から排出させる少なくとも１つのガス出口開口部から排出されることが好ましい。通気開口部を通して出るガスは、例えばランス方向に配置したガス出口開口部を通して排出される。従って、ガスはその流入方向とは逆方向で試料採取器から排出され得る。
【００４０】
好ましくは膜である蓋は、溶融物質を試料室内に充填する間あるいは充填後に、溶融物質の温度及び又は供給ガスの圧力の影響によりガス透過性化あるいは破壊されることが好ましい。従って、試料採取器へのガス流入を、所定量のガスが供給され得るよう調節可能である。
ガスは、好ましくは金属製の保護キャップである保護キャップの溶解後に充填部材から流出することが好ましい。この構成によれば、試料室への溶融物質採取時間に影響を与えることが可能となる。
【００４１】
試料室への溶融物質充填後、ガスは間隙を通して新規供給され、次いで通気開口部を通して試料採取器から排出され、かくして、試料温度を好ましくは約９０℃〜約２００℃、特には約１５０℃に冷却することが好ましい。これにより、前記構成によれば、試料室が、従って溶融物質あるいは試料室内で既に固化した試料が急速且つ簡単に冷却され得る。約１５０℃の温度下では、試料を試料室から取り出した後、あるいは取り出さないままで、例えば、分析あるいは機械的、化学的及び又は電気的に処理し得る。温度１５０℃下では試料を爾後の、例えば周囲空気との臨界的反応の心配無く、例えば試料採取器を破壊することで容易に取り出し得る。
【００４２】
試料は下方冷却胴部により保持されることが好ましい。あるいは又は更には、内側冷却胴部は上方冷却胴部により保持されることが好ましい。
測定用システム、好ましくは温度測定システム、好ましくは温度センサ、特には熱電対、あるいは、試料採取器へのガス供給調節用の、特には、好ましくは試料室への溶融物質充填用のガス供給を変化させる誘導測定システムを使用することが好ましい。この測定システムを使用して溶融物質の流入所望条件を検出することで、個別の取扱い用途における試料採取器内への、従って試料室への溶融物質流入時点を調節可能である。更には、この測定システムにより、被測定溶融物質方向でのスラグ貫入等における負の影響が軽減され得、あるいは好ましくは排除さえされ得る。
【００４３】
試料は試料採取器に配置したまま分析施設に運ぶことが好ましい。本実施形態例では、内側冷却胴部と下方冷却胴部との間に形成した試料室から試料を取り出し、次いで好適な装置、例えば発光分光計内で分析することが特に好ましい。本実施形態例では、下方冷却胴部は試料取り出し中は試料採取器に装着されたままである。
【００４４】
本発明に従う試料保持器の利益は、少なくとも１つのガス出口開口部を含み、かくして排出ラインがこのガス出口開口部で終端する点である。
他の利益は、試料保持器が、切り替え器と排出ラインのガス出口開口部との間に少なくとも１つの中間フィルタを含む点である。中間フィルタはガスフィルタ形態で設計されることが好ましい。
試料保持器の他の利益は、送給ラインが少なくとも１つの送給弁を含み及び又は排出ラインが少なくとも１つのベンチュリノズルを含む点である。
他の利益は、排出ラインが少なくとも１つの開口部、好ましくはベンチュリノズル部分の１つの開口部を含む点である。
試料保持器の他の利益は、試料保持器内に配置した切り替え器に接続した排出ライン部分の直径が、排出ラインのその他部分のそれより大きく、かくして、少なくとも１つの真空ポンプに接続する少なくとも１つのガス吸引ラインを含む少なくとも１つの真空室が形成される点である。
【００４５】
試料保持器の他の利益は、試料保持器内に配置した切り替え器に接続した排出ライン部分が試料保持器の中空内部空間に結合され、かくして、前記中空内部空間が、少なくとも１つの真空ポンプに接続する少なくとも１つのガス吸引ラインを備えるガス密壁を含む点である。
他の利益は、真空室の容積が０．１〜約０．５Ｌ、好ましくは約０．３Ｌである点である。
試料保持器の他の利益は、試料保持器及び接触部材の各々の断面が軸対称円周部、特には円形円周部を有する点である。
本発明に従う好ましい実施形態の試料保持器では少なくとも１つのガスフィルタが、試料室に接続したガスラインと切り替え器との間に配置される。
試料保持器の他の利益は、前記試料保持器が少なくとも１つのハイブリッド接触部材を含み、試料採取器が前記少なくとも１つのハイブリッド接続部材を含む点である。前記接触部材は接触ブロックとも参照される。
【００４６】
ハイブリッド接触部材は金属材料製であることが好ましく、ハイブリッド連結部材は樹脂材料製であることが好ましい。ハイブリッド接触部材及び、好ましくは相当するハイブリッド接続部材はその特性上、電気信号のみならず空気圧信号を、同時にあるいは時間遅延状態下に各ハイブリッド部材を通して送る、即ち、２重、即ちハイブリッド機能を可能とする。ハイブリッド接触部材は、少なくとも１つのガスライン及び少なくとも１つのケーブルをそこを通して案内するハイブリッドユニットを更に含み得る。
試料採取法を実施する装置における好ましい実施形態の試料保持器は、その軸方向において接触部材端部から試料保持器の反対側に掛けて測定される長さを有し、接触部材端部から最大０．３×長さ、特には０．１×長さの距離位置に切り替え器が配置される。
【００４７】
本発明に従う試料採取実施用装置では、試料採取器と試料保持器とが担持部材、好ましくは担持管、特には厚紙製の担持管により接続され得る。本実施形態例では同様に、試料採取器自体を試料保持器に連結可能である。
本発明に従う他の溶融物質試料採取方法では、切り替え器が位置Ｂを取る場合、送給ライン内のガス供給が前記切り替え器により妨害されるため、少なくとも試料室内及び充填部材内のガス量が、本発明に従う試料保持器によりこの試料保持器方向において流動される。
【００４８】
本発明に従う他の方法では、切り替え器が位置Ｂを取る場合、供給済みガスがベンチュリノズルによりその抜き出し方向へと逆流されることから、少なくとも試料室及び充填部材内の少なくともガス量が、本発明に従う試料保持器によりこの試料保持器方向で引き込まれることが好ましい。
本発明に従う他の方法では、切り替え器が位置Ｂを取る場合、供給済みガスが真空室内の負圧によりその抜き出し方向へと逆流されることから、少なくとも試料室及び充填部材内の少なくともガス量が本発明に従う試料保持器によりこの試料保持器方向で引き込まれることが好ましい。
【００４９】
本発明に従う試料採取処理実施用装置では、切り替え器が位置Ｂを取る場合、供給済みガスが真空室内の負圧によりその抜き出し方向へと逆流されることから、少なくとも試料室及び充填部材内の少なくともガス量が本発明に従う試料保持器によりこの使用保持器方向で引き込まれることが好ましい。
【発明の効果】
【００５０】
上述した従来技術の欠点を低減あるいは解消し得る試料採取器及び試料採取方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】試料採取器の特に好ましい実施形態を表す断面図である。
【図２】別態様における試料採取器を示す断面図である。
【図３】特に好ましい別態様における試料保持器を示す断面図である。
【図４】別態様における試料保持器を示す断面図である。
【図５】別態様における試料保持器を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１には溶融物質の液状且つ温暖浴に試料採取目的上浸漬された試料採取器１が示される。
試料採取器１は試料室２を含む。図１では試料室２内には、本実施形態例では溶鋼４である溶融物質から形成した試料３が例示されている。溶鋼４は温度が６００℃より高温であり、図１では詳細に例示されている。
【００５３】
試料採取器１は充填管５を更に含み、充填管は充填開口部５ａ及び貫通孔を含む。充填管５は本実施形態例では水晶ガラスから構成される。充填管５の、試料採取器に面する端部は試料室２内に侵入して融合され且つ試料室２に連結される。
【００５４】
図１の実施形態例では試料採取器１は３つの冷却胴部、即ち、下方冷却胴部６、上方冷却胴部８、内側冷却胴部７、を含む。本実施形態例では試料室２は下方及び内側の各冷却胴部６及び７により直接包囲される。従って、下方冷却胴部６及び内側冷却胴部７は試料室２を直接包囲すると共に、試料室２の内壁を形成する。従って、２つの冷却胴部６、７の各外側面が試料室２の壁を形成することから、これら２つの冷却胴部６、７が前記内壁を形成する。本発明では前記壁を内壁と称する。従って、試料室は前記内壁で閉鎖した、溶融物質を流入させ得る空間と考えられる。本発明に従う試料室２は冷却胴部６、７、８により冷却され得る。
【００５５】
図１を参照するに、試料採取器１が示され、試料採取器１にガスあるいはガス混合物を供給する少なくとも１つの連結部材９を含んでいる。連結部材９はハイブリッド連結部材とも称する。本実施形態例では不活性ガス、例えばアルゴンを連結部材９を通して試料採取器１に供給する。
【００５６】
図１を参照するに、円錐状の内側冷却胴部７が示され、その外側面が台形表面を形成している。上方冷却胴部８は、内側冷却胴部形状に相当する図１に示す凹刻形状部を形成するよう適合される。本実施形態例では内側冷却胴部７は上方冷却胴部８で保持される。下方冷却胴部は、上方冷却胴部８及び下方冷却胴部６がそれらの各接触表面位置に緊密連結部を形成する様な適宜様式において、上方冷却胴部８及び内側冷却胴部７の各形状に適合される。下方冷却胴部６及び上方冷却胴部８の各接触表面は、本実施形態例では下方冷却胴部６の溝内に配置した、緊密性、特には圧力及びガス緊密性を提供する円周方向のＯ−リング１０を有する。前記構成によれば、試料３は試料室２内で内側冷却胴部７と下方冷却胴部６との間に配置される。本発明によれば、試料３は下方冷却胴部６により然るべく保持される。
【００５７】
図１を参照するに、少なくとも下方冷却胴部６及び内側冷却胴部７は、試料３を試料採取器１から取り出し得るよう、相互に脱着可能である。本実施形態の構成では、冷却された試料３は、試料３を取り出す間、下方冷却胴部６に堅固に結合される。
図１を参照するに、試料採取器１が、内側冷却胴部７の外壁７ａと、上方冷却胴部８の、前記外壁７ａとは反対側に配置した外壁８ａとの間に、本実施形態例で使用する不活性ガス供給用の少なくとも１つの間隙１１を含んでいる。従って、相当する２つの冷却胴部７、８間の間隙１１は三次元的である。
【００５８】
この構成では間隙１１は、試料採取器１内に円錐形状の間隙１１を形成するよう２つの外壁７ａ及び８ａ間を伸延する。図１に示す間隙１１と、不活性ガス供給とにより、本実施形態では試料室２内の溶鋼４から形成された試料３は急速且つ容易に約１５０℃の温度に冷却され得る。
【００５９】
相当する冷却胴部６、７、８の容積は間隙１１（図１に従う）のそれより大きく、その容積比は少なくとも２０：１であることが好ましい。これにより、図１に従う試料採取器１の冷却がより良好化される。
例示実施形態の試料採取器１は、本実施形態例では熱電対１２である測定システムを含み、前記測定システムにより、温暖化された溶鋼４内での試料採取器１の温度を、従って試料採取器の位置を決定し得る。
【００６０】
本実施形態例の試料採取器１は図１では試料３を発生させるべく既に溶鋼４に浸漬され、試料室２内に試料３を生成させた後に溶鋼から取り出した状態で示される。この状態では試料３は試料室２内でその内壁により包囲される。従って、充填管５の充填開口部５ａ部分にあった、溶鋼４中に溶解したカバー１３は点線で示される。更に、本実施形態例で使用する保護キャップ１４が同様の理由で点線で示される。溶鋼４内に試料採取器１を浸漬するとカバー１３と保護キャップ１４とは何れも溶解する。従って、試料採取器１は溶鋼４への浸漬以前はカバー１３及び保護キャップ１４を含む。
【００６１】
試料採取器１は、充填管５をそこを通して伸延させ且つその内部に熱電対１２を配置する砂胴部１５を更に含む。この構造では、砂胴部１５は塊状砂様の閉じた形状を有し、充填管５が砂胴部１５から所定距離突出する。熱電対１２は溶鋼４に直接接触する。溶鋼４内に配置された熱電対１２が温度を測定する。
【００６２】
図１に示す本実施形態例の上方冷却胴部８は通気開口部１６を含む。通気開口部１６は本実施形態例では開放可能な膜１７により閉鎖される。図１では膜１７は試料室２内に溶鋼４が流入された後ガスにより開放された状態で示され、本実施形態例では少なくとも試料室２への溶鋼４の充填時は開放される。図１に示す本実施形態例に従う膜１７は、例えば溶融物質の熱の影響で開放するようなホットメルト接着材である。本実施形態例では通気開口部１６の直径は１ｍｍであり、円孔形状を有する。図１に示す本実施形態例の膜１７の閉鎖時の耐圧性は約２バールであり、耐温性は約７０℃である。
【００６３】
更には、本実施形態例の試料採取器１は供給ガス排出用のガス出口開口部１８を含む。膜１７開放時に試料採取器１に供給されるガスはガス出口開口部１８を通して試料採取器１から再排出される。
更に、図１では厚紙製の担持管１９が示される。試料採取器１は前記担持管１９に堅固に連結される。担持管１９の他の部分は、図３〜図５に例示され且つ以下に詳しく説明する試料保持器（図１には示さず）に固着され、かくして、溶鋼４から試料を採取するべく位置決めされる。従って、図３〜図５に従う構成に従う前記試料保持器は厚紙製の担持管１９により包囲される。従って、試料採取器１は試料保持器の相当するその一方側でこの試料保持器に連結される。
【００６４】
図１では３つの冷却胴部６、７、８、は前記構成の担持管部分内に配置される。図１に従う実施形態例では試料採取器１はサブランス及び相当装置に対して使用する様、特にサブランス（独語：Ｓｕｂｌａｎｚｅ）用に設計される。この構造では、ランス形態のサブランスを担持管１９と試料保持器との連結部材に固着することが好ましい。
本発明に従う、図１に従う試料採取器１による溶鋼４からの試料採取方法例を以下に説明する。
【００６５】
前記構成の、図示されないランス端部位置に配置した厚紙製の担持管１９は、図１に従う試料採取器１を、図３〜図５には示さない試料保持器によっても保持する。試料採取器１を溶鋼４に浸漬させる以前に連結部材９を通して試料採取器１に不活性ガスを供給する。連結部材９を通して供給されるガスは内側冷却胴部７と上方冷却胴部８との間の各外壁７ａ、８ａに沿って三次元構成の間隙１１を通して流動した後、空の試料室２を経て、溶鋼４への浸漬以前はカバー１３により閉鎖されている充填管５に入る。更に、前記構成の試料採取器１は金属製の保護キャップ１４を更に含む。そのためガスはわざわざ充填管５に流入される。本実施形態例構成では膜１７の閉鎖状態下に試料採取器１内に最大２バールの圧力が蓄積される。従って、膜１７が尚閉じているためガスは通気開口部１６を通過し得ない。
【００６６】
その後、試料採取器１は浸漬方向Ｅにおいて溶鋼４に浸漬される。本実施形態例の前記構成では、試料採取器１は初期には溶鋼４のスラグを通して案内され、次いで溶鋼４自体に侵入する。図１では溶鋼４内の試料採取器１の位置は示されない。
【００６７】
その後、保護キャップ１４及びカバー１３も又、溶鋼４の熱で溶解する。保護キャップ１４及びカバー１３は金属で作られる。連結部材９を通して供給されるガスは、かくして充填管５から流出し、試料採取器１を出て浸漬方向Ｅにおいて溶鋼４に侵入するが、その際、溶鋼４は充填管５には侵入し得ない。３つの冷却胴部６、７、８及び試料室２は砂胴部１５の上方、即ち、浸漬方向Ｅとは逆向きに配置される。従って、これら各部材は溶鋼４への浸漬後においてさえ、溶融物質浴内で担持管１９を介して保護される。
【００６８】
試料採取器１内へのガス供給は、前記説明に従う熱測定用の熱電対１２の形態の温度センサにより調節される。図１に示す実施形態例構成では、溶鋼４の温度が溶鋼４内での試料採取器１の位置を表示することから、試料室２に溶鋼４を引き続き充填させるガスの供給は、試料採取器１が溶鋼４内の所定位置にある間にこの供給を変化させることで妨害される。本方法では砂胴部１５も同様に高温化される。前記実施形態例構成では溶鋼４内の前記位置に到達するとガス供給は一時的に変化され、かくして、試料室２に溶鋼４が充填され得る。前記実施形態例構成では、ガス供給が遮断切り換えされることで変化される。この構成では溶鋼４は充填管の孔を通して試料室２に流入し、かくして溶鋼が充填開口部５ａ位置で前記孔に流入する。
【００６９】
あるいは、ガス供給の遮断切り換えに代えて試料室２内に負圧を発生させ、かくして試料室２に一段と急速に溶鋼４を充填させることが可能である。負圧は、例えば、連結部材９に負圧を生じさせることで発生させ得る。次いで上述した構成の試料採取器１では溶鋼が負圧の吸引効果により試料室２に流入する。試料室２に溶鋼を充填した後、試料室２が充填された状態下の図１に従う試料採取器１をランス及び担持管１９を用いて溶鋼から取り出す。
【００７０】
本実施形態例では試料室２に溶鋼４を充填する間、膜１７は、溶鋼４の温度における放熱の影響あるいは処理中に前記膜１７が破壊される程に冷却胴部６、７、８が加熱されることでガス透過性となる。それまで閉じていた膜１７がガスに対して開放される。
【００７１】
従って、図１に従う実施形態例では試料室２への溶鋼４充填後、及び溶鋼４からの試料採取器１引き上げ後に試料採取器１にガスを再供給し、供給する不活性ガスで試料３を冷却可能である。従って、本実施形態例では試料採取器１内への試料採取後及び試料採取器引き上げ後に再度、ガスを供給に切り換える。
【００７２】
試料３が試料採取器１内部に尚存在して試料室２を充填し、従って試料室を閉鎖しているため、不活性ガスは連結部材９を、次いでその側壁面の１つが試料３に接する内側冷却胴部７の周囲の円錐状間隙１１を流動する。図１に示す構成ではガスは前記間隙１１の幾何学設計に基づき、下方冷却胴部６及び上方冷却胴部８の周囲をも流動し、かくしてガス自体も冷却される。次いでガスは通気開口部１６から流出し、ガス出口開口部１８を経て試料採取器１の外部に排出される。前記構成ではガスは、通気開口部１６部分においてガス透過性の膜１７をも通過する。
【００７３】
試料採取器１の熱を吸収し、間隙１１を流動する新規供給ガスは試料３の温度を急速且つ容易に冷却し、本実施形態例では約１５０℃とする。更には、各冷却胴部６、７、８の寸法形状及びそれら各冷却胴部の間隙１１に対する寸法比により熱が急速に消散される。
本実施形態例では試料３は約１５０℃の温度において試料採取器１から容易に取り出され、次いで例えば、分析施設に送られ得る。図１には分析施設は示されない。
【００７４】
図２には別態様の試料採取器１ａが示される。詳しくは、図１に示す試料採取器１と比較しての相違部分のみが説明される。
技術的に同じ部品は同じ参照番号で示され、新規部品は新規参照番号で示され、図１及び図２における各相当部品間の幾何学形状は相違し得るものとする。
図２に示す試料採取器１ａは試料室２を有し、試料室２内には溶融金属４ａから形成される試料３が詳細に例示される。
【００７５】
更に、図２には試料採取器１ａに含まれる下方冷却胴部６、内側冷却胴部７、上方冷却胴部８が示される。更に、図２の試料採取器１ａは不活性ガス、本実施形態例では特にはアルゴンあるいは窒素を供給する連結部材９を含む。
更に、試料採取器１ａは、担持管１９上に堅固に位置決めされる。更に、試料採取器１ａは図３〜図５に従う構成において位置決めした試料保持器（図２には示されず）を有し、前記担持管１９がこの試料保持器を包囲する。更に、試料採取器１ａは、孔を有し且つ水晶ガラスあるいはセラミック物質からなる充填管５を含む。しかしながら図２の充填管はカバーを含まない。
下方冷却胴部６、７、８、試料室２、試料３は何れも、図１の実施形態例におけるそれとは形状の相違する中空の砂胴部１５内に配置される。即ち、図２の砂胴部１５はハウジング形態において下方冷却胴部６、７、８を包囲する。
この構成上、充填管５は砂胴部１５から突出し、且つ、その貫通部分がセメント２０で部分的に固着される。図２では充填管５は中空の砂胴部１５から多少突出している。
【００７６】
本実施形態例では３つの冷却胴部６、７、８は砂胴部１５内に配置される。下方冷却胴部６は設計上その容積が内側冷却胴部７及び上方冷却胴部８のそれと比較して大きい。間隙１１の容積に対する相当する冷却胴部６、７、８の容積は間隙１１の容積より少なくとも大きく、好ましくはその比は少なくとも２０：１である。
内側冷却胴部７は肉厚円盤形状を有し且つ上方冷却胴部８により３次元空間で包囲される。この幾何学設計により、上方冷却胴部８を下方冷却胴部６と追加的に係合させて連結部材を閉じ、かくしてその内部に内側冷却胴部７自体を配置し得る。
【００７７】
上方冷却胴部８を下方冷却胴部６に対してシールするＯ−リング１０を、下方冷却胴部６の溝内の接触表面部に配置する。図２では３次元カップ形態の３次元形態の間隙１１を上方冷却胴部８と内側冷却胴部７との間に設ける。かくして、Ｏ−リングシールと、各冷却胴部６、７、８の幾何学とにより、ガス密及び圧密構成が形成される。
本実施形態例では内側冷却胴部７は、内側冷却胴部全体を包囲する３次元空間を構成する間隙１１を形成するよう上方冷却胴部８の外壁８ａに相当する外壁７ａを含む。
【００７８】
更に、図２に示す試料採取器１ａの溶融金属４ａ内における位置は、図２には示されない誘導測定システムの形態の測定システムにより決定される。誘導測定システムの使用により、溶融金属４ａ内での試料採取器１ａの位置を測定し、かくして前記位置を決定し得る。この目的上、本実施形態例の誘導測定システムは図示されないランス内に配置され、例えば溶融金属４ａに完全に浸漬した場合の試料採取器１ａの位置決定用に使用される。
【００７９】
図１を参照して説明した如く、図２の試料採取器１ａは溶融金属４ａからの取り出し後の状態で示され、溶融金属４ａから構成される試料３が試料室２内に存在する。従って、既に溶融金属４ａ内に溶解した試料採取器１ａの保護キャップ１４は図２でも点線で示される。
試料採取器１ａは通気開口部１６及びガス出口開口部１８を含み得る。何れも図２には示されない。
図２の試料採取器１ａは溶融粗鉄用試料採取器（高温金属試料採取器）として設計される。
図２に従う試料採取器１ａの試料室２に試料３を採取するために、担持管、試料保持器、試料採取器１ａ、をその上部に位置決めしたランスを浸漬方向Ｅにおいて溶融金属４ａに導入する。各部材が浸漬されると、試料保持器、試料保持器を包囲する担持管及び試料採取器１ａの全体が溶融物質の温暖浴内に配置される。
【００８０】
本実施形態例では、浸漬に先立ち連結部材９を通して試料採取器１ａに不活性ガスを供給する。本実施形態例ではガスは間隙１１を、次いでまだ試料が存在しない試料室２を通して流動し、最後に保護キャップ１４方向において充填管５を流動する。
溶融金属４ａ中に試料採取器１ａを浸漬すると保護キャップ１４内に供給ガスが流入し、保護キャップ１４が溶解する。溶融金属４ａ内における試料採取器１ａの位置は、本実施形態例では前記位置が所望の位置ではない場合にガス供給が停止される誘導測定システムにより決定する。
【００８１】
あるいは、先に説明した流れ方向とは逆方向での不活性ガス流れにより、溶融金属４ａを特に容易且つ急速な様式下に充填管５を通して試料室２に流入及び充填させる吸引を確立する負圧を試料室２内に発生させることも可能である。
試料室２への溶融金属４ａ充填後、試料採取器１ａをランスを用いて前記浸漬方向Ｅとは逆方向に案内して溶融金属４ａの外側に取り出す。
本実施形態例では、試料採取器１ａを図２に示す溶融金属４ａの外側位置に案内した後、連結部材９及び間隙１１を通してガスを再供給して試料採取器１ａ及び試料３を冷却する。
【００８２】
下方冷却胴部６及び内側冷却胴部７を相互脱着させ得ることから、その後試料採取器１ａから固化及び冷却済み試料３を取り出し得る。本実施形態例では下方冷却胴部６及び冷却済み試料３は相互脱着させ得ない。
以下に、試料保持器の３つの改良点を説明する。以下の構成では試料保持器は相当する試料採取器１、１ａの連結部材９に連結される。次いで本実施形態例では前記試料保持器は担持管１９の形態の厚紙管により包囲され、ランスの、試料採取器１、１ａの側部とは反対側の相当側部上に連結される。従って、前記厚紙管は試料保持器を包囲し且つランス及び試料採取器１、１ａに接する。
【００８３】
試料室２内に溶融物質を充填させるべく、ガスの供給ガスを図３及び図５に従う３つの例示的な試料保持器により変化させ得る。例示した各試料持器は異なるテクノロジーを使用して、充填処理前の試料を先ず連結部材９を通して送り、次いで供給ガスを変化させて試料室２に充填させる。以下にこれを詳しく説明する。
図３には図１に示す試料採取器１を好ましく収受するための試料保持器２１ａが示される。図１に示す試料採取器１の詳細設計については前記説明を参照されたい。
【００８４】
試料保持器２１ａは、試料採取器１を収受するハイブリッド部品としての接触ブロック２２を含む。図３では接触ブロック２２は試料保持器２１ａの一端上に配置される。接触ブロック２２は、試料採取器１の連結部材９としても参照したハイブリッド連結部材に相当し、かくして、この接触ブロック２２とハイブリッド連結部材とは相互係合可能である。試料保持器２１ａの反対側部上には収受装置２３が配置され、本実施形態例ではネジ溝を含む。更に、試料保持器２１ａ内には多重ガスラインが配置される。図３に示す実施形態例では試料保持器２１ａは送給ライン２４ａと、排出ライン２４ｂと、ガスライン２４ｃとを含む。本実施形態例ではガスライン２４ｃは接触ブロック２２内にも配置される。接触ブロック２２を介し、図３には示さない試料採取器１内に送給ライン２４ａを通してガスを供給可能である。本実施形態例では連結部材９を使用してガスを供給する。図３ではガスライン２４ｃは接触ブロック２２を通して延伸し、かくして、試料採取器１及び試料保持器２１ａを相互連結すると図３には例示しない試料室２に連結される。更に、ガスを、図示しない試料採取器１外へと接触ブロック２２を介して排出ライン２４ｂから排出させ得る。更に、試料保持器２１ａの一端部分、即ち、図３では収受装置２３の部分に、送給ライン２４ａに連結したガス連結部材２５ｂが示される。図３ではガス連結部材２５ｂはガス送給ライン２５ａに連結される。
【００８５】
更に、図３では試料保持器２１ａは、この試料保持器２１ａ内に配置され且つその一側部を送給ライン２４ａ及び排出ライン２４ｂに連結し、他側部をガスライン２４ｃに連結した切り替え器２６を含む。切り替え器２６は切り換えケーブル２７ａにより状態変化され、切り換えケーブル２７ａの、試料保持器２１ａの収受装置２３部分におけるその端部上には切り換えケーブルをそこに接続し得る切り換えケーブル接続部材２７ｂが配置される。更に、試料保持器２１ａはその接触ブロック２２部分内に配置した測定接触部材２８を含む。
測定接触部材２８には信号ケーブル２９ａが接続され、この信号ケーブル２９ａの端部は、信号ケーブル接続部材２９ｂをその端部上に配置した収受装置２３の部分内に配置される。図３の実施形態例では６つの測定接触部材２８ａが直列配置される。
【００８６】
更に、接触ブロック２２部分には、試料保持器２１と、図示しない試料採取器１との間に、これら試料保持器及び試料採取器が連結時にガス密連結部材を形成するようシール３０を配置する。従って、図１に従う連結部材９と接触ブロック２２との間にガス密連結部材が確立される。図３の接触ブロック２２は、ガスライン２４ｃにガスを通過流動させ得る様なガスソケット３１を更に含む。
図３では排出ライン２４ｂはガス出口開口部３３を通して試料保持器２１ａから出口へと案内される。前記ガス出口開口部３３と切り替え器２６との間にガスフィルタ３２ａが配置される。ガスライン２４ｃ部分内に他のガスフィルタ３２ｂが配置される。
【００８７】
更に、試料保持器２１ａは、切り替え器２６とガスソケット３１との間に配置したハイブリッドユニット３４にして、ガスライン２４ｃと信号ライン２９ａとを図示しない試料採取器１に直接且つ堅固に連結し得るハイブリッドユニット３４を含む。本実施形態例では接触ブロック２２はこの目的上、嵌合及びガス密様式下において連結部材９内に接続される。
従って、図３に示す試料保持器２１ａは、試料保持器２１ａがガス出口開口部３３を有し、かくして試料保持器２１ａの排出ライン２４ｂが前記ガス出口開口部３３において終端する特徴を有する。本実施形態例では中間フィルタの形態におけるガスフィルタ３２ａは、切り替え器２６と、排出ライン２４ｂのガス出口開口部３３との間に配置される。図３では試料保持器２１ａ及び接触ブロック２２は各々円形周囲部を有する断面を有する。
【００８８】
図４には別態様の試料保持器２１ｂが示され、同じ構成部品は同じ参照番号で、新規の構成部品は新規の参照番号で示される。
以下に、図３に示す試料保持器２１ａと比較した場合の図４の実施形態例の変更部分について先ず説明する。図４に示す試料保持器２１ｂはガス出口開口部３３と、中間フィルタ形態のガスフィルタ３２ａとを含まない。しかしながら、試料保持器２１ｂは送給ライン２４ａと、試料保持器２１ｂ部分で単一のガス送給ライン２５ａに連結する排出ライン２４ｂとを含む。図４では送給ライン２４ａと排出ライン２４ｂとは各々別個に切り替え器２６に接続される。送給弁３５が送給ライン２４ａ内にはベンチュリノズル３６が配置される。図４の実施形態例では前記ベンチュリノズル３６内に開口部３７が配置され、かくして、排出ライン２４ｂは前記ベンチュリノズル３６部分において前記開口部３７を含む。本実施形態例では前記開口部３７はベンチュリノズル３６の一部であり、且つ、ベンチュリノズル３６の特定設計形状を有する。図４に示す試料保持器２１ａのその他部品、例えば、収受装置２３、ハイブリッドユニット３４、接触ブロック２２等の設計形状は、図３に示す試料保持器２１ａを参照して先に記載した各部品の形状に相当する。図３を参照する前記説明を参照し、それらを図４を参照する説明に適用されたい。
【００８９】
図５には別態様の試料保持器２１ｃが示され、同じ構成部品は同じ参照番号で、新規の構成部品は新規の参照番号で示される。
以下に、図３に示す試料保持器２１ａと比較した場合の図５の実施形態例の変更部分について先ず説明する。図５に示す試料保持器２１ｃはガスフィルタ３２ｂと、中間フィルタ形態のガスフィルタ３２ａとを含まない。更に、試料保持器２１ｃはガス出口開口部３３を含まない。図５に示す試料保持器２１ｃは更に、切り換えケーブル接続部材２７ｂの形態の接続部材、ガス連結部材２５ｂ、信号ケーブル接続部材２９ｂ、を含まない。即ち、図５に示す試料保持器２１ｃは、夫々が収受装置２３の部分内で試料保持器２１ｃの外部に案内される、前記試料保持器２１ｃから出る信号ケーブル２９ａ、切り換えケーブル２７ａ、ガス送給ライン２５ａ、のみを含む。これらは例えば隣り合うランス内に直接伸延される。しかしながら、各ケーブル及びラインを試料保持器２１ｃの外側、例えばランス内部で、プラグ連結部材その他個々では示されない手段によりその他ケーブルあるいはラインに接続し得る。
【００９０】
更に、試料保持器２１ｃ内に真空室３８が配置される。本実施形態例では真空室３８は容積が約０．３リットルである。真空室３８は試料保持器２１ｃ内に形成され、かくして排出ライン２４ｂの、切り替え器２６に接続した試料保持器２１ｃ内に配置される部分の直径は排出ライン２４ｂのその他部分のそれよりも大きい。従って、真空室３８は前記大直径部位置に形成される。本実施形態例では真空室３８はそれ以降のラインを構成するガス吸引ライン３９に連結され、前記ガス吸引ライン３９は図示しない真空ポンプに連結される。
【００９１】
図３に示す試料保持器２１ａにおけるその他構成部品は試料保持器２１ｃにも示され、その説明は省略される。この点は以下同様とする。
図３〜図５について説明した試料保持器２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、例えば、ランスを用いる溶融金属内、特にはサブランスを用いる溶鋼内での試料採取処理を実施する装置内で使用され得る。この形式の装置及び相当するランス、詳しくはサブランスは図３〜図５には示されない。しかしながら、この形式の装置内に配置したランス胴部を含むランスは十分既知のものである。
【００９２】
本発明に従えば、図３〜図５に関する各実施形態例に従う試料保持器２１ａ、２１ｂ、２１ｃはランスの一端に連結し得、特には溶鋼内で使用する図１に従う試料採取器１をそこに連結可能である。本実施形態例では装置は、図３〜図５に従う試料保持器２１ａ、２１ｂ、２１ｃにより、接触ブロック２２を介してガスを試料採取器１内に供給する送給ライン２４ａと、接触ブロック２２を介して試料採取器１からガスを放出させる排出ライン２４ｂと、試料室２に連結したガスライン２４ｃとを含む。
【００９３】
図１〜図５には示さない前記装置内で用いる試料保持器２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、接触ブロック２２からこれら試料保持器２１ａ、２１ｂ、２１ｃの反対側に掛けての軸方向測定長さＬを有する。従って、本実施形態例では相当する試料保持器２１ａ、２１ｂ、２１ｃにおける切り替え器２６は、接触ブロック２２の端部からの長さＬ×０．１の距離位置に配置される。
図３〜図５に関する先の説明によれば、試料採取器１及び試料保持器２１ａ、２１ｂ、２１ｃを厚紙製の担持管１９で連結し得、かくして前記担持管１９は接触ブロック２２上のシール３０部分内で試料採取器１に接触するため図３〜図５には示されない。
【００９４】
溶鋼４から形成される試料３を図１に従う試料採取器１から取り出す方法を、図３に従う試料保持器２１ａ及び図１に従う試料採取器１を用いる特に好ましい実施形態例において以下に説明する。
この目的上、図３に示すサブランスを試料保持器２１ａに連結し、収受装置２３の部分内に前記連結部材を配置する。前記サブランス内の相当する連結部材に、相当する信号ケーブル接続部材２９ｂ、切り換えケーブル接続部材２７ｂ、ガス連結部材２５ｂの各々を接続する。図１に従う試料採取器１を試料保持器２１ａの接触ブロック２２部分内に位置決めし、かくしてガスソケットを試料採取器１の連結部材９内に、前記試料保持器２１ａと試料採取器１との間にガス密連結を生じさせる適宜様式下に配置する。厚紙製の担持管１９を、前記試料保持器２１ａが前記試料採取器１と担持管１９の端部との間に配置されるよう、試料採取器１と、試料保持器２１ａの収受装置２３との間に試料保持器２１ａの一部として位置決めする。担持管１９は、例えばネジ溝の形式の係合連結手段により収受装置２３に堅固に連結し、かくして、前記収受装置２３は波形表面により前記担持管１９内にしっかりと押し込まれる。
【００９５】
次いで収受装置内に配置された試料採取器１は図１に示す溶鋼に浸漬され、初期においてサブランスにより供給された不活性ガスが、浸漬前にガス送給ライン２５ａにより送給ライン２４ａを通して供給される。送給ライン２４ａを通して供給される不活性ガスは、次いで位置Ａを取る切り替え器２６を通して送られ、かくして、本実施形態例ではハイブリッドユニット３４をも配置したガスライン２４ｃに入る。不活性ガスは、ガスソケット３１を通して図１に従う本実施形態例の試料採取器１に入ると最終的に、先ず充填管５にのみ流入する。図１に示す本実施形態例では、試料採取器１を溶鋼４内に配置し、少なくとも試料採取器１を溶鋼４に浸漬して保護キャップ１４及びカバー１３を溶解させると充填管５からガスが排出される。同時に、やはりハイブリッドユニット３４を通して試料採取器１の熱電対１２に引き込まれた信号ケーブル２９により、溶鋼温度及び溶鋼内における試料採取器１の位置測定と、前記信号ケーブル２９により試料保持器２１ａ及びここでは図示されないサブランスから転送されるデータを分析する図示しない外部ユニットを用いた分析とを実施する。
【００９６】
本実施形態例では試料採取器１を溶鋼４内の適宜位置とした後、切り替え器２６を位置Ｂに切り換えて送給ライン２４ａを通してのガス供給を妨害させる。本実施形態例では切り替え器２６は、試料採取器の試料室２に溶鋼４が充填されるよう試料保持器２１ａ内で適宜切り換えられる。次いで試料室２に溶融物質が充満した後、装置内の可動のサブランスを用いて溶鋼から試料採取器１、担持管１９、試料保持器２１ａを再度取り出す。次いで試料採取器１及び試料室２を冷却するべく切り替え器２６を切り換えて位置Ｂから図３に示す本実施形態例では位置Ａに相当する位置Ｃに戻す。これにより試料室２は供給ガスで冷却される。冷却処理については図１に示す実施形態例において詳しく説明される。切り替え器２６は、この切り替え器２６を切り換え可能な切り換えケーブル２７ａにより切り換えられる。
【００９７】
切り替え器２６を位置Ａから位置Ｂに切り換えるとガスは試料採取器１を出て試料保持器２１ａに入り、次いでガスライン２４ｃ及びハイブリッドユニット３４を流動してガスフィルタ３２ｂを通過し、最終的に切り替え器２６を通して送られる。切り替え器位置Ｂではガスは中間フィルタ形態の追加的なガスフィルタ３２ａを通過し、ガス出口開口部３９を通過し、排出ライン２４ｂを通過して排出される。ガスが排出されることにより、試料室２は溶融物質で充満可能となる。この状況は図１に示す実施形態例において詳しく説明されている。本実施形態例では真空あるいは負圧は発生しない。従って、少なくとも試料室２及び充填部５内のガス量がガス出口開口部３９から排出される。
【００９８】
熱電対１２による温度測定値が例えば１１００℃となると切り替え器２６を位置Ａから位置Ｂに切り換える。あるいは又は更には、電気的手段あるいは試料採取器１の位置を用いる溶鋼内の圧力によりランス位置を測定し得る。
上述した溶鋼４からの試料採取方法は、図４に従う試料保持器２１ｂによっても実施可能である。
先に説明した図３に示す実施形態例において試料保持器２１ａが試料保持器２１ｂに交換される。以下に、試料保持器２１ａを有する先の実施形態例と比較した場合の相違を中心として試料保持器２１ｂを通るガス流れを説明する。
【００９９】
図４に示す連結部材にサブランスを嵌装するあるいは図１に示す試料採取器を連結した後、不活性ガスはガス送給ライン２４ｄを流動して送給ライン２４ａ及び排出ライン２４ｂに流入する。ガスはガス送給ライン２５ａを通過し、次いで送給弁３５を通し、位置Ａを取る切り替え器２６に入る。従って、流入するガスは切り替え器２６及びガスフィルタ３２ｂを流動し、ハイブリッドユニット３４を通して試料採取器１に流入し得る。一方、ガス送給ライン２５ａから供給されるガスは、同時に、ベンチュリノズル３６を通過して排出ライン２４ｂを流動し、かくしてベンチュリノズル３６と切り替え器２６との間に前記ベンチュリノズル３６の特定実施形態による負圧が発生する。排出ライン２４ｂを通して供給されるガスは本実施形態例では開口部３７から排出される。
【０１００】
試料室２に試料を充填するために切り替え器２６を位置Ａから位置Ｂに切り換えると、送給ライン２４ａを流動するガスは、切り替え器が位置Ｂを取るためにもはやガス送給ライン２４ｃには流入し得ない。ガス供給ライン２５ａを流動するガスのみが排出ライン２４ｂから及びベンチュリノズル３６から開口部３７を通して排出され得、かくしてベンチュリノズル３６と切り替え器２６との間には負圧が発生し続け、この負圧がガスライン２４ｃに移行される。その結果、試料室２内に負圧が発生し、この負圧でベンチュリノズル３６から溶融物質が試料室２に吸引される。試料室２への溶融物質充填後、切り替え器２６を切り換えて位置Ａに戻し、かくして、試料室２を送給ライン２４ａから供給されるガスにより冷却させ得る。
溶融物質からの試料室及び又は試料採取器１の取り出しは先に詳しく説明されている。
【０１０１】
上述した試料保持器２１ａによる溶鋼４からの試料採取を図５に示す試料保持器２１ｃを使用しても実施可能である。以下に、試料採取器１と、前記装置内のサブランスとの間にこの試料保持器２１ｃを配置した実施形態例について、主にその変更点あるいはその他の技術的手段について詳しく説明する。
図５では、不活性ガスは送給ラインを流動してサブランスを出、切り替え器２６を流動してガスライン２４ｃを通して図１に示す試料採取器１に流入する。試料室２を充填するために切り替え器２６が位置Ａから位置Ｂに切り換えられ、かくして、それまで主に送給ライン２４を通して案内された不活性ガスは、位置Ｂに切り換えられた切り替え器２６により妨害される。従って、ガスはガスライン２４ｃから切り替え器２６を経て負圧が生成された真空室３８に流入し得る。真空室３８内の負圧は、初期において例えば、ガス吸引ライン３９を介して及び真空ポンプにより発生される。従って溶融物質４は、切り替え器２６をその位置Ａから位置Ｂに切り換えると、真空室３８の負圧により試料室２内に吸引される。冷却時は切り替え器２６を切り換えて位置Ａに戻すと不活性ガスは再度、送給ライン２４ａを通過し、次いでガスライン２４ｃを経て試料採取器１に流入して試料室２を冷却する。
相当する装置、特には試料保持器２１ｂ及び２１ｃを参照する浸漬が試料保持器２１ａに関する詳細について説明され、前記説明は試料保持器２１ｂ、２１ｃについて適用され得るものとする。更に、溶融物質４からの図１に従う試料採取器１の取り出し方法についての詳細説明は試料保持器２１ｂ、２１ｃに対しても適用され得るものとする。
【符号の説明】
【０１０２】
１  試料採取器
１ａ  試料採取器１ａ
２  試料室
３    試料
４  溶鋼（溶融物質）
４ａ  溶融金属
５  充填管
５ａ  充填開口部
６  下方冷却胴部
７  内側冷却胴部
７ａ  外壁
８  上方冷却胴部
８ａ  外壁
９  連結部材
１０  Ｏ−リング
１１  間隙
１１  円錐状間隙
１２  熱電対
１３  カバー
１４  保護キャップ
１５  砂胴部
１６  通気開口部
１７  膜
１８  ガス出口開口部
１９  担持管
２０  セメント
２１ａ  試料保持器
２１  試料保持器
２１ｂ  試料保持器
２１ｃ  試料保持器
２２  接触ブロック
２３  収受装置
２４  送給ライン
２４ａ  送給ライン
２４ｂ  排出ライン
２４ｄ  送給ライン
２４ｃ  ガスライン
２５ａ  送給ライン
２５ｂ  ガス連結部材
２６  切り替え器
２７ａ  ケーブル
２７ｂ  ケーブル接続部材
２８  測定接触部材
２８ａ  測定接触部材
２９  信号ケーブル
２９ａ  信号ケーブル
２９ｂ  信号ケーブル接続部材
２９ａ  ガスライン
３０  シール
３１  ガスソケット
３２ａ  ガスフィルタ
３２ｂ  ガスフィルタ
３３  ガス出口開口部
３４  ハイブリッドユニット
３５  送給弁
３６  ベンチュリノズル
３７  開口部
３８  真空室
３９  ガス吸引ライン
３９  ガス出口開口部
【図１】
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【図２】
2014219398.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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