(57)【要約】【課題】  熔融製錬炉のセトリング機構内に形成されている複数の層からなる熔体のうち特定の層の熔体のみをサンプリングすることが可能な低コストの熔体サンプリング冶具を提供する【解決手段】  熔体サンプリング冶具１０は、上部に開口部１ａを有しサンプリングする熔体を収容するカップ１と、カップ１が先端部に取り付けられている支持棒２と、支持棒２の手元側からカップ１の内部に至るまで延在する絶縁された２種類の金属線４とを有している。２種類の金属線４は、手元側の端部が電位計５の端子５ａに電気的に接続されると共に、カップ１側の端部がカップ１内部において非絶縁状態で互いに離間している。開口部１ａは、カップ１が熔体に挿入されて特定の層の熔体に到達した後に焼失又は熔失する蓋材３で封鎖されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熔融製錬炉のセトリング機構内に形成されている複数の層からなる熔体のうち特定の層の熔体のみのサンプリングに使用するサンプリング冶具であって、
上部に開口部を有しサンプリングする熔体を収容するカップと、該カップが先端部に取り付けられている支持棒と、該支持棒の手元側からカップの内部に至るまで延在する絶縁された２種類の金属線とを有し、
前記２種類の金属線は、手元側の端部が電位計の端子に電気的に接続されると共に、カップ側の端部がカップ内部において非絶縁状態で互いに離間しており、前記開口部は、前記カップが熔体に挿入されて特定の層の熔体に到達した後に焼失又は熔失する蓋材で封鎖されていることを特徴とする熔体サンプリング冶具。
【請求項２】
前記２種類の金属線のカップ側の端部は、いずれか一方が前記カップの底部に配置され、他方は前記カップの上部に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の熔体サンプリング冶具。
【請求項３】
前記２種類の金属線が、補償導線であることを特徴とする、請求項１又は２の熔体サンプリング冶具。
【請求項４】
前記セトリング機構を有する熔融製錬炉が、銅製錬の自熔炉であることを特徴とする、本発明１〜３の何れかに記載の熔体サンプリング冶具。
【請求項５】
前記補償導線がクロメル−アルメルから構成されることを特徴とする、請求項３に記載の熔体サンプリング冶具。
【請求項６】
熔融製錬炉のセトリング機構内の熔体をサンプリングする法であって、
セトリング機構内に形成されている複数の層からなる熔体に蓋材を備えたカップを投入し、該複数の層のうちの特定の層の熔体にカップが到達した後に蓋材を焼失又は熔失させ、
カップ内部で一端部が互いに離間している２種類の金属線の電位差を測定することによって、カップに熔体が流入し始めたことと熔体の流入が完了したこととを判断し、
熔体の流入が完了したことを判断した後にカップを熔体から引き抜くことを特徴とする熔体のサンプリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熔体をサンプリングする技術に関する。より詳しくは、熔融（乾式）製錬炉内に形成されるスラグやメタル等からなる複数の層の熔体のうち、目的とする層の熔体のみをサンプリングして、その他の層の熔体の混入を防止する熔体サンプリング冶具及び熔体サンプリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熔融製錬では、原料を高温の熔融製錬炉内で熔融して熔体とし、目的とする金属又は粗金属を濃縮すると共に、原料に含まれている脈石や不純物をスラグとして分離することによって製錬を行う。熔融製錬炉の多くは、熔体の分離に比重差を利用したセトリング機構を採用しており、操業・技術開発の両面からセトリング機構におけるセトリングの程度を把握すること、即ち計画した通り熔体が分離しているか否かを判断することが非常に重要となっている。
【０００３】
セトリング機構では、熔体は鉛直方向に互いに異なる複数の層を形成している。セトリングの程度を把握するには、これら複数の層のうち特定の層の熔体をサンプリングして分析する方法が簡便であるため、一般的に広く利用されている。具体的には、サンプリング冶具を用いて特定の層の熔体をサンプリングし、得られたサンプルを分析することによって、該サンプルに含まれる金属、脈石成分、不純物などのセトリングの程度の手がかりとなる物質の含有率を把握し、セトリングが充分に行われているか否かを判断する。この判断の結果に基づいて、セトリングにおける滞留時間や保持温度、必要に応じて装入原料の組成などを調整する。
【０００４】
サンプリングの際は、サンプリング対象となる特定の層（以降、目的層とも称する）の厚さ方向のほぼ中心部にサンプリング冶具の採取部分が到達するように、鉛直上方からサンプリング冶具を挿入する。上記複数の層のそれぞれの深さや厚さは、ほぼ一定となるように操業されるのが一般的である。従って、サンプリング冶具を熔体に挿入し、その採取部分を目的層の中心部に到達させることは通常容易に行うことができる。
【０００５】
図１に示すように、サンプリング冶具及びこれを用いたサンプリング方法としては、一般に下記のものを挙げることができる。
１）棒状のサンプリング冶具２１を上から熔体Ｍに漬け込んだ後引き抜き、サンプリング冶具の採取部分２１ａに付着した熔体Ｍをサンプリングする方法（Ａ）
２）カップ状の熔体収納部（サンプリングカップ）２２ａを設けたサンプリング冶具２２を熔体Ｍに挿入し、熔体収納部２２ａに目的層の熔体Ｍを流入させてサンプリングする方法（Ｂ）
３）特殊なサンプリング冶具２３を作製し、これを熔体Ｍに漬け込んで、ある範囲２３ａの鉛直方向すべてにおいてサンプリングする方法（Ｃ）
４）サンプリング冶具の熔体流入口にキャップを設けてサンプリングのタイミングを調整する方法（図示せず）
【０００６】
これらのサンプリング冶具では、熔体の採取が完了したと判断した後は、サンプリング冶具を熔体から引き抜いて、サンプリング冶具の採取部分に付着した、あるいはサンプリング冶具の熔体収納部内に採取された熔体を分析する。このように、これらのサンプリング冶具では、採取部分又は熔体収納部内に採取された熔体サンプルを目的層の熔体であると見なしてその組成を分析するが、この場合は、下記に示す通り、分析結果に大きな誤差を含むおそれがある。
【０００７】
即ち、１）の方法ではサンプリング冶具２１の挿入時及び抜出時に、サンプリング冶具２１の採取部分２１ａが目的層以外の熔体にも接し得るため、該採取部分２１ａに付着した熔体サンプルが必ずしも目的層のものであると断言することができない。また、２）の方法ではサンプリング冶具２２のサンプリングカップ２２ａが目的層に到達するまでに、当該目的層の上に存在し得る他の層の熔体を混入させてしまう。更に、４）の方法では、キャップが確実に目的層で作動していることや、目的層以外の熔体が混入していないことを確認できないため、目的層の熔体を採取した確証がないという欠点がある。
【０００８】
近年の製錬操業においては、より高効率で低コストに操業することが求められており、コストをかけずに高い精度でセトリングの程度を把握することが強く要請されている。しかしながら、高い精度でサンプリングする場合は、上記の３）に例示したような、特殊なサンプリング冶具２３が必要となるため、費用がかさむうえ手間がかかる。このように、上記１）〜４）のサンプリング冶具を用いたサンプリング方法では、近年ますます厳しくなりつつある製錬操業の要請には応えられないという問題点がある。
【０００９】
上記１）〜４）以外にも熔体のサンプリング方法が開示されており、例えば、特許文献１（特開平０６−００３０７２号公報）や特許文献２（特開平０６−３１７５８１号公報）には、転炉におけるサンプリングに関する技術が公開されている。しかしながら、これらの技術は熔体の液面が激しく上下動している転炉操業の状態で熔体をサンプリングする技術であり、上記の問題点を解決することは出来ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０６−００３０７２号公報
【特許文献２】特開平０６−３１７５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の問題点を解決しようとするものであり、目的層以外の層の熔体が混入すること無く、当該目的層の熔体のみをサンプリングすることが可能な低コストの熔体サンプリング冶具及び熔体サンプリング方法を提供する事を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明が提供する熔体のサンプリング冶具は、熔融製錬炉のセトリング機構内に形成されている複数の層からなる熔体のうち特定の層の熔体のみのサンプリングに使用するサンプリング冶具であって、上部に開口部を有しサンプリングする熔体を収容するカップと、該カップが先端部に取り付けられている支持棒と、該支持棒の手元側からカップの内部に至るまで延在する絶縁された２種類の金属線とを有している。この２種類の金属線は、手元側の端部が電位計の端子に電気的に接続されると共に、カップ側の端部がカップ内部において非絶縁状態で互いに離間しており、前記開口部は、前記カップが熔体に挿入されて特定の層の熔体に到達した後に焼失又は熔失する蓋材で封鎖されていることを特徴としている。
【００１３】
上記本発明の熔体のサンプリング冶具においては、２種類の金属線のカップ側の端部は、いずれか一方が前記カップの底部に配置され、他方は前記カップの上部に配置されていることが好ましい。また、２種類の金属線には補償導線を用いることができ、例えば、クロメル−アルメルで構成することができる。更に、セトリング機構を有する熔融製錬炉としては、銅製錬の自熔炉を挙げることができる。
【００１４】
また、上記の課題を解決するため、本発明が提供する熔体のサンプリング方法は、熔融製錬炉のセトリング機構内の熔体をサンプリングする法であって、セトリング機構内に形成されている複数の層からなる熔体に蓋材を備えたカップを投入し、該複数の層のうちの特定の層の熔体にカップが到達した後に蓋材を焼失又は熔失させ、カップ内部で一端部が互いに離間している２種類の金属線の電位差を測定することによって、カップに熔体が流入し始めたことと熔体の流入が完了したこととを判断し、熔体の流入が完了したことを判断した後にカップを熔体から引き抜くことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、目的層の熔体のみを確実にサンプリングする事ができ、尚且つサンプリングの完了を正確に把握できるため、セトリング機構内に形成されている複数の層のうち、表面に形成されている層以外の層の熔体をサンプリングする際に特に好適である。このようなサンプリングを容易にしかも安価に行えるので、その工業的価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のサンプリング方法を示す模式図であり、（Ａ）は棒状のサンプリング冶具によるサンプリング法、（Ｂ）はサンプリングカップを有するサンプリング冶具によるサンプリング法、（Ｃ）は特殊なサンプリング冶具を用いて鉛直方向すべての熔体を採取するサンプリング法を示している。
【図２】本発明の熔体サンプリング冶具の一具体例を示す外観図である。
【図３】図２の熔体サンプリング冶具を用いてサンプリングする際の一連の動作を示す概要図と、これら動作に対応して生じる２種類の金属線の起電力の経時的変化を示すグラフである。
【図４】実施例における２種類の金属線の起電力の経時的変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のサンプリング冶具の一具体例を図２に基づいて説明する。図２に示すサンプリング冶具１０は、上部に開口部１ａを有しサンプリングする熔体を収容するサンプリングカップ１を備えている。サンプリングカップ１は支持棒２の先端部に取り付けられている。サンプリングカップ１は、熔融製錬炉のセトリング機構内に形成されている複数の層からなる熔体に、支持棒２で支えられながら投入される。サンプリングカップ１及び支持棒２の材質は、熔体に浸漬しても破損するものでなければ特に限定するものではないが、鋼（Ｓ４５Ｃ）であれば低コストで作製できるので好ましい。
【００１８】
熔体流入口である開口部１ａは、熔体が有する温度にて徐々に焼失又は熔失可能な蓋材３で封鎖される。これにより、サンプリングカップ１が熔体に投入された後、ある程度時間が経過してから蓋材３が焼失又は熔失し、封鎖状態が解除された開口部１ａを介して熔体がサンプリングカップ１内に流入する。
【００１９】
蓋材３が焼失又は熔失するまでに、複数の層のうちのサンプリング対象となる層（目的層）に開口部１ａを到達させることができれば、サンプリング冶具１０の投入の際に、目的層の上に存在している他の層の熔体がサンプリングカップ１に流入することはない。よって、目的層の熔体のみのサンプリングが可能になる。
【００２０】
蓋材３が焼失又は熔失するのに要する時間は、熔体の温度や蓋材３の材質、厚み等によってある程度予側可能であるが、工業炉においては熔体の温度は常に一定とは限らないので、蓋材３の焼失又は熔失にかかる時間にはばらつきがある。従って、熔体がサンプリングカップ１に流入し始めるタイミングは特定が困難であり、サンプリングカップ１が熔体で満たされるタイミングも特定が困難である。
【００２１】
そこで、本発明では、支持棒２の手元側からサンプリングカップ１の内部に至るまで延在する絶縁された２種類の金属線４を設けている。そして、それらの手元側の端部は記録計（電位計）５の端子５ａに電気的に接続すると共に、サンプリングカップ１側の端部は絶縁材を剥ぎ取って金属線を２種類ともサンプリングカップ１内で露出させ、且つ２種類の金属線同士は互いに離間させている。サンプリングカップ１の材質が導電性である場合は、２種類の金属線４のサンプリングカップ１側の端部はサンプリングカップ１にも接しないようにする。
【００２２】
上記構成により、２種類の金属線４に生じる電位差を記録計（電位計）５で測定することができ、その測定結果からサンプリングカップ１に熔体が流入し始めたこと、及び熔体の流入が完了したことを判断することができる。これに関して図３を参照しながら説明する。図３の上側の図は、サンプリング冶具１０を熔体に挿入して表面異物層とマット層との間に存在しているスラグ層の熔体をサンプリングし、その後、熔体から引き抜くまでの一連の動作ａ〜ｆを示す概要図である。また、図３の下側の図は、２種類の金属線４に生じる起電力の経時的変化を示すグラフであり、前述した一連の動作ａ〜ｆのそれぞれは、このグラフの時間軸である横軸に対応して並べられている。
【００２３】
具体的に説明すると、先ず蓋材３で封鎖されている空のサンプリングカップ１を熔体表面に向けて降下し（ａ）、更に熔体表面に存在している表面異物層を経てスラグ層の厚み方向の略中心部までサンプリングカップ１を沈める（ｂ）。これらａ〜ｂの段階では、蓋材３はまだ焼失又は熔失していない。即ち、ａ〜ｂの段階はサンプリングカップ１に熔体が流入する前なので、２種類の金属線４のサンプリングカップ１側の端部は互いに電気的に接続していない。よって、手元の記録計（電位計）５では、図３の期間Iで示すように電位差はゼロで記録される。尚、表面異物層とは、スラグ層とマット層とからなる熔体の表面に、固体状、又は固体と熔体との混合状態で浮遊している物質の総称であり、これには例えば酸化物や精鉱の燃え残り等が含まれる。
【００２４】
ある程度時間が経過し、蓋材３が焼失又は熔失して熔体がサンプリングカップ１内に流入し始めると、熔体は２種類の金属線４に降りかかるようにして開口部１ａから流れ込む（ｃ）。この時、２種類の金属線４のサンプリングカップ１側の端部は、互いに電気的に接続したり途切れたりという状況が断続的に発生する。電気的に接続した状況では２種類の金属線４の間にはゼーベック効果により電位差が発生し、電気的に接続されていない状況ではこの電位差は発生しない。
【００２５】
その結果、手元の記録計（電位計）５では、図３の期間IIで示すように、電位が発生したり発生しなかったりという状況が鋸歯状となって記録される。従って、電位差ゼロの状態から鋸歯状の電位差が現れる時点であるｔ１を確認することによって、蓋材３が焼失又は熔失したと判断することができる。
【００２６】
さらに熔体の流入が進むと、２種類の金属線４のサンプリングカップ１側の端部が両方とも熔体に浸漬された状態になる（ｄ）。その結果、該端部は常時電気的に接続した状況になるので、手元の記録計（電位計）５では、図３の期間IIIで示すようにほぼ一定の値で落着く状況（ほぼ一定の電位）が記録される。従って、鋸歯状の電位差が一定の電位差に変化する時点であるｔ２を確認することによって、サンプリングカップ１内が熔体で満たされたと判断することができる。その後は、サンプリングカップ１を表面異物層を経て熔体から引き抜いて（ｅ）、サンプリングが完了する（ｆ）。
【００２７】
尚、サンプリングカップ１内に設置する２種類の金属線４の端部のうち、いずれか一方をサンプリングカップ１の底部（例えばサンプリングカップ１の下半分）に配置し、他方をサンプリングカップ１の熔体流入口である開口部１ａ近傍（例えばサンプリングカップ１の上半分）に設置するのが好ましい。これにより、２種類の金属線４のサンプリングカップ１側の端部をサンプリングカップ１の高さ方向に離間させることができるので、サンプリングカップ１内が熔体で満たされたことをより確実に判断することができる。
【００２８】
また、２種類の金属線４を設置する方法としては、前記したように絶縁が解除された状態であって、相互に接触せずしかもサンプリングカップ１が導電性である場合はこれにも接触しなければ、任意の方法で取り付けてよい。例えば、サンプリングカップ１が円筒状であってその直径がサンプリングカップ１内で延在する２種類の金属線４の絶縁が剥ぎ取られた部分の長さに比べて充分大きく、且つサンプリングカップ１内でふらつかない状態で設置できるのであれば、絶縁が剥ぎ取られた状態のままペンチなどで適宜折り曲げることによって、２種類の金属線４の端部が目的位置に来るように調節すればよい。
【００２９】
一方、２種類の金属線４の端部がサンプリングカップ１内で容易にふらつくようであれば、１本又は複数本のアルミナパイプなどの支持部材（図示せず）をサンプリングカップ１に固定し、その中に２種類の金属線４を挿通して２種類の金属線４の端部が目的位置に来るように固定すればよい。尚、この場合は、２種類の金属線４の端部の非絶縁状態が維持されていることに留意する必要がある。
【００３０】
ゼーベック効果については熱電対温度計の原理として広く一般に知られており、本発明の２種類の金属線４にも、市販の熱電対の中から使用温度範囲が適切なものを選んで使用してもかまわないが、その場合は、溶接によって接続されている熱電対の先端をわざわざ分離する必要がある。また、本発明は、正確な温度を測定することを目的とするものではないので、かかる目的のために作製されている熱電対を使用するのはコスト的にも不利であり、あまり好ましいとはいえない。
【００３１】
２種類の金属線４の材質は、サンプリングに要する時間である約１分程度高温の熔体に浸漬しても構造的（致命的に）に破損、損傷することがなく、且つ、目的とするサンプリング層のセトリングの程度を確認するための指標となる成分を含んでいないのであればどんなものでも構わないが、熱電対の補償導線が特に好ましい。
【００３２】
補償導線であれば、例えば、アルメル−クロメル、鉄−コンスタンタン、銅−コンスタンタン、クロメル−コンスタンタンなどの様々な組み合わせの中から選定することができる上、２種類の金属線が既に束ねられて一定の絶縁がなされており、手元側でもサンプリングカップ内でも手軽に設置することができるからである。しかも、補償導線は熱電対に比較してコスト的に安く、熱電対の場合に必要な先端を分離する手間も不要である。尚、アルメルとはＮｉ−Ｃｒ合金を主成分とする合金の通称であり、クロメルとはＮｉ−Ａｌ合金を主成分とする合金の通称であり、コンスタンタンとはＣｕ−Ｎｉ合金を主成分とする合金の通称である。
【００３３】
蓋材３の材質については、熔体に浸漬した後、目的層に到達するまでに焼失又は熔失しないものであれば何でもよい。サンプリングカップ１の開口部１ａをシート状の蓋材３で覆う場合、一重で不充分であれば、二重、三重と適宜積層数を増やして蓋材３の最適な厚みを定めればよい。また、逆に目的層に到達しても焼失又は熔失に時間が掛かりすぎる場合は、より焼失又は熔失しやすい素材に変更したり薄くしたりすればよい。このように、同一の目的層で蓋材３の素材及び厚み（シート状の蓋材の場合は積層数）を変えてサンプリング及び分析するテストを繰り返して、把握したい組成のばらつきが許容値以下になる蓋材３の素材及び厚み（シート状の蓋材の場合は積層数）を選定すればよい。
【００３４】
より詳しく説明すると、蓋材３の材料として、焼失又は熔失しにくい素材及び厚み（シート状の蓋材の場合は積層数）のものからテストを始め、同一の材料で複数回テストした後、より焼失又は熔失しにくい材料に変えて同様に複数回テストすることを繰り返す。前記したように、目的層の中心部までの深さは、種々の方法によって確認することが可能であるため、上記テストにおいては常に一定の深さまでサンプリングカップ１を挿入し、熔体の流入終了を確認した後に引き上げてサンプリングした熔体を分析する操作を作業的に無理のない要領で繰り返す。
【００３５】
このようにして、各材料毎に分析した値のばらつきを求め、ばらつきのより少ない素材及び厚み（シート状の蓋材の場合は積層数）であって、且つより短い時間でサンプリングできたものを、適切な蓋材の素材及び厚み（シート状の蓋材の場合は積層数）として選定することができる。発明者らは、この要領で銅製錬操業における自熔炉のセトリング機構（通称セトラー部）で適切な蓋材３の素材及び厚み（積層数）を確認したところ、ガムテープを４重にして使用することで良好にサンプリングできることを確認した。
【００３６】
尚、蓋材３の材質には、サンプリング対象の組成に影響を与えないものを選定することが好ましい。蓋材３が焼失又は熔失してもサンプリングした熔体の分析に悪影響を及ぼさないからである。同様に、２種類の金属線４の材質も、サンプリング対象の組成に影響を与えないものを選定することが好ましい。例えば、銅製錬操業においては、セトリング効果を確認する上で、銅の成分を把握することが重要である。従って、蓋材３及び２種類の金属線４の材質には銅が含まれていないことが好ましい。
【００３７】
２種類の金属線４は、熔体に浸漬した際、その一部が熔出したり劣化したりしても、起電力の絶対値にはほとんど影響しない。従って、金属線の断線などによって起電力が得られなくなったり、あるいは絶縁材の不良によって起電力が出続けたりするなどの不具合が無ければ繰返し使用することができる。上記不具合などが発生すれば、単に２種類の金属線４を交換するだけでよい。
【００３８】
以上、詳細に説明したとおり、本発明の熔体サンプリング冶具を使用すれば、目的層以外の層の熔体が混入すること無く、実質的に目的層の熔体のみをサンプリングすることが可能で、しかも低コストであることがわかる。
【００３９】
また、上記説明においては、目的層の熔体のうち、層厚み方向のほぼ中心部に存在している熔体をサンプリングする方法について述べたが、本発明の熔体サンプリング冶具のサンプリングカップの高さを調整し、目的層に隣接する他の層との界面位置を把握する技術を組合せれば、目的層を更に層厚み方向に区分してサンプリングすることもできる。例えば、目的層の中心部と目的層の界面部とを別々にサンプリングすることができる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
【００４１】
［実施例］
図２に示すような熔体サンプリング冶具１０を使用して熔体のサンプリングを実施した。サンプリング対象の熔体は、銅製錬操業の自熔炉のセトラー部（セトリング機構）において分離生成される、１２５０℃程度のスラグとした。サンプリング冶具１０の支持棒２には長さ５ｍの一般的な鋼（Ｓ４５Ｃ）製パイプを用い、その先端部に直径５０ｍｍ高さ５０ｍｍの一般的な鋼（Ｓ４５Ｃ）製サンプリングカップ１を取り付けた。
【００４２】
サンプリングカップ１の開口部１ａには、蓋材３として、幅５０ｍｍの一般的な荷造り用ガムテープ（ニチバン製１０２Ｎ系）を４重に積層することによって封鎖した。尚、当該ガムテープには当然のことながら銅が含まれていない。２種類の金属線４には補償導線を用いた。具体的には、プラス脚がクロメル、マイナス脚がアルメルのものを使用した。
【００４３】
上記サンプリング冶具１０を熔体に挿入し、目的層までサンプリングカップ１を沈めてサンプリング対象の熔体を採取した後、熔体から抜き出した。この間の記録計（電位計）５の記録結果を図４のグラフに示す。図４は、図３の下側のグラフと同様に、横軸に時間、縦軸に電位を示しており、ｔ０は目的層の層厚み方向の中心部にサンプリングカップ１が到達した時点を示している。また、ｔ１及びｔ２は、それぞれ記録計（電位計）５の指示が振れ始めた時点及び記録計（電位計）５の指示の振れが止まった時点である。ｔ３はサンプリングカップ１を熔体から抜き出した時点である。尚、自熔炉のセトラー部の上部からサンプリング冶具１０を挿入し始めてから目的層の層厚み方向の中心部に到達するまで約３０秒を要した。
【００４４】
図４から分かるように、熔体において目的層の層厚み方向の中心部にサンプリング冶具１０が到達した後、ｔ１までの期間Iでは起電力は０を示しており、ガムテープの蓋材３は焼失していないことが確認できる。ｔ１からｔ２までの期間IIでは起電力は鋸歯状に振れており、ガムテープの蓋材が焼失又は熔失してサンプリングカップ１内に熔体が流入し始めたことが分かる。ｔ２以降の期間IIIで起電力は安定しており、サンプリングカップ１への熔体の流入が完了したと判断できる。尚、ｔ０からｔ３までに要した時間は、約２０秒であった。
【００４５】
上記サンプリングを同日の操業において１０回繰返し、採取した１０種類のサンプル中の銅組成を分析したところ、ばらつきの範囲は３％以内に収まっており、平均値は１.５重量％だった。また、その後の操業で排出されたスラグの銅組成を分析したところ、１.４重量％であり、サンプリング結果と、１／１０程度の誤差しかなかった。
【００４６】
［比較例］
上記実施例で使用したサンプリング冶具１０から補償導線を取り外し、更に蓋材３をしなかった以外は上記実施例と同じ条件で同日の操業でサンプリングした。その結果、採取した１０種類のサンプル中の銅組成を分析したところ、ばらつきの範囲は１２％であり、実施例と比べて４倍程度大きくばらついた。また、平均値は１.１重量％であり、その後の操業で排出されたスラグの銅組成と比較して３／１０の誤差を生じた。即ち、実施例に比べて３倍の誤差があった。尚、実施例及び比較例における銅の分析値は、蛍光Ｘ線によって測定した。
【符号の説明】
【００４７】
１    サンプリングカップ
２    支持棒
３    蓋材
４    ２種類の金属線
５    記録計（電位計）
１０  サンプリング冶具
【図１】
2011085308.tif 000003
【図２】
2011085308.tif 000004
【図３】
2011085308.tif 000005
【図４】
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