(57)【要約】      （修正有）【課題】サンプルを確実にかつ短時間でせん断することができるとともに、装置自体もシンプルな構造であって安価に製作でき、操作及びメンテナンスも容易な発光分光分析試料のせん断装置及びこの装置を用いたせん断処理方法を提供すること。【解決手段】径小の首部を挟んで一体となった流入部１９及び分析部２０からなる発光分光分析試料を、前記首部にて分離するせん断装置であって、前記流入部を作業面上に突出させた姿勢で分析部を保持する試料保持部９を設けた受け台４を有し、該受け台上に、試料軸方向に対し交差する方向に摺動する押圧ヘッド８を有するせん断用押圧機構を設置したことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
径小の首部を挟んで一体となった流入部及び分析部からなる発光分光分析試料を、前記首部にて分離するせん断装置であって、前記流入部を作業面上に突出させた姿勢で分析部を保持する試料保持部を設けた受け台を有し、該受け台上に、試料軸方向に対し交差する方向に摺動する押圧ヘッドを有するせん断用押圧機構を設置したことを特徴とする発光分光分析試料のせん断装置。
【請求項２】
試料保持部近傍の押圧機構に対向する位置に、せん断分離された流入部を受けるカバー及びシュート部を設けるとともに、試料保持部の下方にも、落下する分析部を受ける別のシュート部を設けたことを特徴とする請求項１記載の発光分光分析試料のせん断装置。
【請求項３】
せん断用押圧機構は、油圧シリンダであり、押圧ヘッドはピストンロッドの先端に装着したことを特徴とする請求項１又は２記載の発光分光分析試料のせん断装置。
【請求項４】
受け台は、操作盤を備えた台車方式であり、任意の位置に移動・固定可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の発光分光分析試料のせん断装置。
【請求項５】
請求項１〜４記載のせん断装置を用いて径小の首部を挟んで一体となった流入部及び分析部を有する発光分光分析試料をせん断するに際し、試料を赤熱状態で受け台の試料保持部にセットしてから、押圧機構を駆動して押圧ヘッドを試料流入部に衝突させて首部位置にてせん断し、分離した流入部と分析部とを別個に捕集処理することを特徴とする発光分光分析試料のせん断処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属、特に製鋼の溶鋼処理における成分分析を行うための発光分光分析装置に供給する分析試料のせん断装置及びこの装置を用いたせん断処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶鋼の成分分析をオンサイトにて迅速に行うために発光分光分析装置が使用されているが、この装置で使用する試料（サンプル）は、測温サンプリング装置にプローブをセットし、これを溶鋼中に浸漬することによって採取される。採取したサンプルは分析面を研磨後に発光分光分析装置にセットされ、分析を行う。
このような発光分光分析試料を得る場合、その採取方式によっては必ず分析試料の形状を所定のものに整える必要がある。例えば、特許文献１に記載された「溶融金属試料採取装置」により採取された試料は、径小の首部を挟んで一体となった流入部及び分析部を有する形状であり、これを分析に供するときには、首部でせん断して流入部と分析部を分離し、一方の分析部側を研磨して分析試料とする。
【０００３】
図４に特許文献１による試料採取の具体例を示すが、円筒状のプローブ本体２１は、紙管２２、２３によって包囲されたサンプラー２４を収納しており、該サンプラー２４は、溶融金属を流入させる流入室を形成する流入容器２５と、該流入容器２５の流入室と径小の連通孔２６を介して連通する採取室を形成する採取容器２７から構成される。流入容器２５の側部にはノズル状の流入口２８が設けられ、該流入口２８を通して溶融金属は流入容器の流入室に流入する。また、流入室内には脱酸剤３１（例えば、Ａｌ）が充填されている。更に、前記連通孔２６は、薄板状の閉止部材２９（例えば、Ｔｉからなる）によって閉塞されており、該閉止部材２９は流入室に流入した溶融金属が直ちに採取室に侵入しないように閉止するものである。
【０００４】
この試料採取装置を用いて試料を採取する場合には、プローブ本体２１全体を薄紙等の保護膜３０にて被覆して溶融金属中に浸漬するが、溶融金属中において該保護膜３０は喪失して流入口２８から流入容器２５の流入室内に溶融金属が流入する。流入室内に充満した溶融金属は、脱酸剤３１を溶融しつつ分散混合し、室内をガス抜きするとともに均質な脱酸処理された状態に維持する。閉止部材２９によって採取室への溶融金属の侵入を阻止されている間に上述のガス抜きと脱酸処理が完了し、その後閉止部材２９が溶融し連通孔２６が開口すると、採取室に溶融金属が流入しそこで凝固する。凝固後にサンプラー部分から取り出された分析試料（サンプル）Ｓは、図４（ｂ）に示すように、径の小さい首部１８（連通孔位置に相当）を挟んで、一方に流入容器の流入室内で得られた部分（これを本発明では流入部１９という）、他方に採取容器の採取室内で凝固して得られたコップ状部分（これを本発明では分析部２０という）が一体となっている。実際の分析試験に供する際には、上記のサンプルＳを首部１８の位置でせん断して得られた分析部２０を研磨したものを使う。
【特許文献１】特開平５−２７３１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような流入部と分析部からなるサンプルを首部の位置で分離する場合、従来においては、機械的な切断装置によって切断するか、もしくは人手にてサンプルを置き台にセットし、ハンマーによる打撃によってせん断していた。しかし、機械的な切断装置は、複雑な構造で高価であることから実用性に欠け、また、人手によるせん断は正確さと作業効率の面で問題があり、いずれもせん断手段としては最適とは言い難い。
本発明は、このような従来の問題点を解消することを課題とし、サンプルを所定位置にて確実にかつ短時間でせん断することができるとともに、装置自体もシンプルな構造であって安価に製作でき、操作及びメンテナンスも容易な発光分光分析試料のせん断装置及びこの装置を用いたせん断処理方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明のせん断装置は、径小の首部を挟んで一体となった流入部及び分析部からなる発光分光分析試料を、前記首部にて分離するせん断装置であって、前記流入部を作業面上に突出させた姿勢で分析部を保持する試料保持部を設けた受け台を有し、該受け台上に、試料軸方向に対し交差する方向に摺動する押圧ヘッドを有するせん断用押圧機構を設置したことを特徴とし、受け台上に突出する流入部を摺動する押圧ヘッドでせん断する。
また、上記の装置において、試料保持部近傍の押圧機構に対向する位置に、せん断分離された流入部を受けるカバー及びシュート部を設けるとともに、試料保持部の下方にも、落下する分析部を受ける別のシュート部を設けたことにより、流入部及び分析部それぞれ別々に収納回収することができる。
更に、前記せん断用押圧機構は、油圧シリンダであり、押圧ヘッドはピストンロッドの先端に装着したものを用いることが、また、受け台は、操作盤を備えた台車方式であり、任意の位置に移動・固定可能であることが好ましい。
次に、本発明のせん断処理方法は、上記のせん断装置を用いて径小の首部を挟んで一体となった流入部及び分析部を有する発光分光分析試料をせん断するに際し、試料を赤熱状態で受け台の試料保持部にセットしてから、押圧機構を駆動して押圧ヘッドを試料流入部に衝突させて首部位置にてせん断し、分離した流入部と分析部とを別個に捕集処理することを特徴とし、確実かつ迅速に流入部と分析部を分離せん断し、分析工程への円滑な試料の供給を可能にする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るせん断装置によれば、流入部と分析部を短時間（数秒で）に正確に分離することができ、発光分光分析試料を迅速に分析装置へ供給し得るとともに、単純な構造であるため、故障も少なくメンテナンスも容易である。しかも、分離した流入部と分析部とを別個に自動回収し得る利点もある。更に、本発明のせん断処理方法によれば、赤熱状態でサンプルをせん断するため、小さい押圧力で迅速にせん断できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を図面に示す最良の実施形態に基づいて説明する。
図１〜図３は、本発明に係るせん断装置の一実施例であり、図１は平面図、図２は正面図、図３は側面図である。図示するように、せん断装置本体１は、全体が縦フレーム２及び水平フレーム３にて箱型に形成され、上面に矩形の受け台４、下面に車輪５を有する台車６を配置することによって構成されている。受け台４上のほぼ中央部には押圧機構、例えばせん断用油圧シリンダ７が設置され、そのピストンロッド先端には押圧ヘッド８が取り付けられ、かつ、押圧方向の受け台４の端部寄りには被せん断材料である試料をセットする試料保持部９が設けられている。該試料保持部９は、サンプルとほぼ同一径の穴形状に形成されおり、図４（ｂ）に示すような径小の首部１８を挟んで一体となった流入部１９及び分析部２０からなるサンプルＳのうち、分析部２０のみを保持するものであり、流入部１９は受け台４の作業面上に突出させた姿勢となっている。
【０００９】
また、受け台４における試料保持部９の側面と前方には、首部位置でせん断された場合に押圧ヘッド８の摺動によって飛ばされた流入部やせん断破片を受けるカバー１０が設けられるとともに、該カバー１０下部に沿って一端側が下向きに延びる流入部用シュート部１１が設置されている。カバー１０に当って落下した流入部やせん断破片は、該シュート部１１によって自動的に適宜の収納部へ送られる。一方、試料保持部９の下方（受け台の裏面側）には、せん断された試料の分析部を受けてこれを装置外方に送るための分析部用シュート部１２が配置されており、図示の如く、該シュート部１２は試料保持部９の下方から受け台の側方に向って下向きに傾斜して延びている。それぞれのシュート部１１、１２は、せん断された流入部と分析部を別個に所定の位置に分離移動させればよく、図示した以外の方向に設置し得る。
【００１０】
更に、台車上にはせん断操作に必要な各種機器類、即ちオイルタンク１３、モータ１４、及びせん断シリンダ用の油圧ユニット（高・低圧ポンプ、電磁切替弁、高低圧切替弁、リリーフ弁、計器類等のシリンダに必要なせん断動作及び戻り動作を行わせるための機構）が載置されており、上部水平フレーム３の一側面には操作の開始や停止を指示するための主スイッチ及び補助スイッチを有する主操作盤１５及び補助操作盤１６が取り付けられ、また、台車後部側には制御盤１７が配置されている。図示の例ではこのように必要な機器類や操作盤及び制御盤などを全て載置した台車方式の例を示したが、このように台車方式とすることで任意の位置に移動・停止が可能となる利便性が達成されたが、本発明はこれに限定することなく固定式のせん断装置とすることもできる。
【００１１】
また、図示の例では、せん断用の押圧機構として油圧シリンダを示したが、これは油圧シリンダが制御性及び応答性に優れることから最適であるとして採用したものであるが、勿論、本発明においては、油圧シリンダに限ることなく、同様な機能を果たすものであれば他の公知の機械的な手段を採用することも可能である。なお、図示した油圧シリンダを採用する場合、例えばサンプルを赤熱状態（約６００℃以上）でせん断すると、比較的小さな押圧力（例えば、１００ｋＮ程度の油圧シリンダ推力）でせん断できる。６００℃未満ではサンプルが硬化してしまい、容易にせん断できず、場合によってはカッターによる切断とならざるを得ず、得策ではない。
【００１２】
上記の図１〜図３のせん断装置を用いて実際のせん断を行う工程を説明する。
まず、測温サンプリング装置にプローブを装着して溶鋼中に浸漬してサンプリングを行ない、得られたサンプルをプローブから取り出す。赤熱状態（上記したように約６００℃以上であることが好ましい）のサンプルを図１〜図３に示す本発明に係るせん断装置の試料保持部９内に、サンプルの分析部側を差し込む。このサンプルの装入操作は人手によってもあるいは自動的な供給手段を用いてもよい。このときプローブから取り出したときに分析部を被覆していたスリーブは外しておく。
この状態の詳細は図５（ａ）に示すが、サンプルＳは受け台４に開口された穴形状の試料保持部に分析部２０のみが差し込まれ、首部１８の位置で保持され、上部の流入部１９を受け台４の面上に突出する姿勢に維持される。図５ではこのような姿勢でサンプルＳを安定して保持するために、試料保持部に二重のガイド部材を設けている。即ち、受け台４の試料保持位置の穴に上部フランジが支持されるように第１ガイド３２を差し込み、更に該第１ガイド３２に同様な状態で支持される薄肉の第２ガイド３３を設けておく。該第２ガイド３３の内径は、サンプルＳの流入部１９の外径より僅かに小さくかつ分析部２０の外径より僅かに大きくしておけばよい。
次に、図５（ａ）の状態で操作盤のスイッチ操作で油圧ユニットを動作させることにより、シリンダの押圧ヘッド８を矢印方向に一定ストローク量摺動させることで、サンプルＳの流入部１９に押圧ヘッド８を衝突させ、図５（ｂ）に示すように、首部１８の位置で流入部１９と分析部２０をせん断分離する。せん断され分離された流入部１９及び分析部２０は、それぞれシュート部１１、１２を経て自動的に落下回収される。分析部２０は水冷された後、研磨装置によって分析面を研磨され、オンサイトの発光分光分析装置に供せられる。押圧ヘッド８は原位置に復帰し、次回のせん断に備える。なお、第２ガイド３３を一定回数使用して取替える場合には、図５（ｂ）においてサンプルＳをセットしていない状態で、第２ガイド３３を第１ガイド３２より引き抜いて新しいガイドと交換すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るせん断装置の一実施例を示す平面図。
【図２】図１の正面図。
【図３】図２の側面図であり、内部のモータ及び油圧ユニットは省略している。
【図４】（ａ）は本発明の対象となるサンプルを採取するための従来の分析試料採取装置の例を示すプローブ部分の詳細断面図、（ｂ）はこれによって得られたサンプルの具体例を示す図。
【図５】（ａ）は本発明に係るせん断装置にサンプルをセットした状態を示す詳細図、（ｂ）はサンプルをせん断したときの状態を示す詳細図。
【符号の説明】
【００１４】
１    装置本体                      ２    縦フレーム
３    水平フレーム                  ４    受け台
５    車輪                          ６    台車
７    油圧シリンダ                  ８    押圧ヘッド
９    試料保持部                    １０  カバー
１１  流入部用シュート部            １２  分析部用シュート部
１３  オイルタンク                  １４  ポンプ用モータ
１５  主操作盤                      １６  補助操作盤
１７  制御盤                        Ｓ    サンプル
１８  首部                          １９  流入部
２０  分析部                        ２１  プローブ本体
２２、２３  紙管                    ２４  サンプラー
２５  流入容器                      ２６  連通孔
２７  採取容器                      ２８  流入口
２９  閉止部材                      ３０  保護膜
３１  脱酸剤                        ３２  第１ガイド
３３  第２ガイド
【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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