JP2001183313A - Method and apparatus for detecting inclusion - Google Patents

Method and apparatus for detecting inclusion

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JP2001183313A
JP2001183313A JP36454299A JP36454299A JP2001183313A JP 2001183313 A JP2001183313 A JP 2001183313A JP 36454299 A JP36454299 A JP 36454299A JP 36454299 A JP36454299 A JP 36454299A JP 2001183313 A JP2001183313 A JP 2001183313A
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JP
Japan
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radiation
sample
intensity
inclusion
measurement
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JP36454299A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Yamamoto
山本  公
Tomohiro Matsushima
朋裕 松島
Naoki Matsuura
直樹 松浦
Tadahiro Abe
忠廣 安部
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JFE Steel Corp
Rigaku Corp
Original Assignee
Rigaku Industrial Corp
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for detecting an inclusion capable of detecting the inclusion existing in a solid sample such as a steel or the like non-destructively. SOLUTION: The method for detecting the inclusion comprises the steps of irradiating a sample with a radioactive ray such as preferably a γ ray or an X-ray, measuring the intensity of the elastically scattered radiation by the sample and/or the intensity of the inelastically scattered radiation, and detecting the inclusion existing in the sample based on the obtained intensity. The apparatus for detecting the inclusion is also provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体試料内部に存
在する介在物の検出方法および検出装置に関し、特に
は、鉄鋼スラブなどの鋼内部に存在する介在物の検出方
法および検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for detecting inclusions present in a solid sample, and more particularly to a method and a device for detecting inclusions present in a steel such as a steel slab.

【0002】[0002]

【従来の技術】溶鋼を連続鋳造して得られる鉄鋼スラブ
の表面および表面下数mmの領域に存在する介在物は、ス
ラブを圧延する際のいわゆるへげと呼ばれる表面欠陥の
原因となる。このため、介在物の存在の有無および存在
箇所の非破壊検出法の開発が望まれている。
2. Description of the Related Art Inclusions present on the surface and several mm below the surface of a steel slab obtained by continuous casting of molten steel cause surface defects called so-called ridges when the slab is rolled. For this reason, the development of a non-destructive detection method for the presence or absence of an inclusion and the location of the inclusion is desired.

【0003】一方、固体の内部の介在物の検出方法とし
ては、固体に超音波を照射し、介在物で反射される超音
波を検出する方法が挙げられるが、この方法は、超音波
を試料まで伝達するための水などの媒体を必要とし、ま
た検出器を固体に接触させる必要があるため、高温であ
るスラブに適用することはできない。非接触方式の固体
内部の介在物の検出方法としては、レーザー超音波法が
挙げられる。
On the other hand, as a method of detecting inclusions inside a solid, there is a method of irradiating a solid with ultrasonic waves and detecting ultrasonic waves reflected by the inclusions. It is not applicable to hot slabs because it requires a medium, such as water, to communicate to the slab, and requires the detector to be in contact with a solid. As a method of detecting inclusions in a solid body by a non-contact method, a laser ultrasonic method can be used.

【0004】この方法は、集光したレーザー光を固体に
照射し、固体表面域に発生する弾性波の介在物による変
動を、固体表面に別のレーザー光を照射し、反射位置の
変化として測定するものであるが、スラブのように表面
が鏡面でないものはレーザー光の反射強度が低くまた表
面の凹凸によって反射位置が大きく変わるため適用する
ことはできない。
According to this method, a solid is irradiated with a condensed laser beam, and the variation of an elastic wave generated on the surface of the solid due to inclusions is measured by irradiating another laser beam to the solid surface and changing the reflection position. However, a slab having a non-mirror surface, such as a slab, cannot be applied because the reflection intensity of laser light is low and the reflection position greatly changes due to surface irregularities.

【0005】以上述べたように、従来、高温かつ表面凹
凸の大きい鉄鋼スラブのような固体試料の内部に存在す
る介在物を非破壊で検出することは極めて困難であっ
た。
As described above, conventionally, it has been extremely difficult to non-destructively detect inclusions present inside a solid sample such as a steel slab having a high temperature and large surface irregularities.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点を解決し、鋼などの固体試料の内部に存
在する介在物を検出することが可能な介在物検出方法お
よび介在物検出装置を提供することを目的とし、さらに
は、従来困難であった鉄鋼スラブのような高温かつ表面
凹凸の大きい固体試料を非破壊で内部に存在する介在物
を検出することが可能な介在物検出方法および介在物検
出装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and includes an inclusion detection method and an inclusion capable of detecting inclusions present inside a solid sample such as steel. The object of the present invention is to provide a detection device, and furthermore, it is possible to non-destructively detect inclusions present inside a solid sample having a high temperature and large surface irregularities, such as a steel slab, which was conventionally difficult. It is an object to provide a detection method and an inclusion detection device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、試料に放
射線を照射し、該放射線の試料による弾性散乱放射線の
強度および/または非弾性散乱放射線の強度を測定し、
得られた強度に基づき試料内部に存在する介在物を検出
することを特徴とする介在物検出方法である。前記した
第1の発明においては、前記放射線がγ線またはX線で
あることが好ましい。
According to a first aspect of the present invention, a sample is irradiated with radiation, and the intensity of elastic scattered radiation and / or the intensity of inelastic scattered radiation of the radiation from the sample is measured.
An inclusion detection method characterized by detecting inclusions present inside a sample based on the obtained intensity. In the first aspect, it is preferable that the radiation is γ-ray or X-ray.

【0008】また、前記した第1の発明においては、
(1) 前記放射線の照射領域を複数とするか、または(2)
前記弾性散乱放射線の強度の測定領域および/または非
弾性散乱放射線の強度の測定領域を複数とするか、また
は(3) 前記放射線の照射領域を複数とし、かつ前記弾性
散乱放射線の強度の測定領域および/または非弾性散乱
放射線の強度の測定領域を複数とすることが好ましい。
[0008] In the first aspect of the present invention,
(1) a plurality of irradiation areas of the radiation, or (2)
Either a plurality of measurement regions of the intensity of the elastic scattered radiation and / or a measurement region of the intensity of the inelastic scattered radiation, or (3) a plurality of irradiation regions of the radiation, and a measurement region of the intensity of the elastic scattered radiation It is preferable that a plurality of measurement regions for the intensity of the inelastic scattered radiation are provided.

【0009】また、前記した第1の発明においては、前
記した試料に照射する放射線としてX線を用いる場合
は、X線が、波長が3Å以下である短波長X線であるこ
とが好ましい。また、前記した第1の発明においては、
前記放射線の試料による弾性散乱放射線のエネルギー−
強度分布におけるピーク領域の積分強度および/または
非弾性散乱放射線のエネルギー−強度分布におけるピー
ク領域の積分強度を測定し、得られた積分強度に基づき
試料中の介在物を検出することが好ましい。
In the first aspect of the present invention, when X-rays are used as radiation for irradiating the sample, the X-rays are preferably short-wavelength X-rays having a wavelength of 3 ° or less. In the first aspect,
Energy of elastic scattered radiation by the radiation sample-
It is preferable to measure the integrated intensity of the peak region in the intensity distribution and / or the integrated intensity of the peak region in the energy-intensity distribution of the inelastic scattered radiation, and to detect inclusions in the sample based on the obtained integrated intensity.

【0010】さらに、前記した第1の発明は、前記した
試料が鋼などの固体試料である試料の分析に好適に用い
られる。第2の発明は、放射線源1および放射線源1と
試料の間に配設した放射線照射領域を定めるコリメータ
ー2を有する放射線照射系3と、試料からの散乱放射線
の検出器4および検出器4と試料の間に配設した測定領
域を定めるコリメーター5および検出器4で検出された
試料からの散乱放射線の強度の計数・演算装置6を有す
る計測系7を備えたことを特徴とする介在物検出装置で
ある。
Further, the first invention is suitably used for analyzing a sample in which the sample is a solid sample such as steel. The second invention is a radiation irradiation system 3 having a radiation source 1 and a collimator 2 disposed between the radiation source 1 and the sample to define a radiation irradiation area, a detector 4 for detecting scattered radiation from the sample, and a detector 4 A measurement system having a collimator for defining a measurement area disposed between the sample and a sample, and a device for counting and calculating the intensity of scattered radiation from the sample detected by the detector; It is an object detection device.

【0011】前記した第2の発明においては、前記放射
線源1がγ線源(1A)またはX線源(1B)であることが好ま
しい。また、前記した第2の発明においては、複数の前
記した放射線照射系および/または複数の前記した計測
系を備えることが好ましい。すなわち、前記した第2の
発明においては、前記した放射線照射領域、測定領域と
して複数の放射線照射領域および/または複数の測定領
域を対象とし、複数の放射線照射領域のそれぞれに対応
する複数の前記した放射線照射系および/または複数の
測定領域のそれぞれに対応する複数の前記した計測系を
備えることが好ましい。
In the second aspect, it is preferable that the radiation source 1 is a γ-ray source (1A) or an X-ray source (1B). Further, in the second invention, it is preferable to include a plurality of the radiation irradiation systems and / or a plurality of the measurement systems. That is, in the second invention described above, the radiation irradiation area and the measurement area are targeted at a plurality of radiation irradiation areas and / or a plurality of measurement areas, and the plurality of radiation irradiation areas corresponding to the plurality of radiation irradiation areas, respectively. It is preferable to provide a radiation irradiation system and / or a plurality of measurement systems corresponding to a plurality of measurement regions, respectively.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明は、前記した課題を解決するために、γ線
あるいはX線などの放射線を試料に照射し、照射した放
射線が試料によって散乱して生じる弾性散乱放射線の強
度および/または非弾性散乱放射線の強度を測定するこ
とによって固体内部の介在物を検出するものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. In order to solve the above-mentioned problems, the present invention irradiates a sample with radiation such as γ-rays or X-rays, and irradiates the sample with the radiated radiation. The inclusion is detected by measuring the intensity.

【0013】以下、放射線としてγ線を用いた場合につ
いて説明する。固体に特定エネルギーを有するγ線を照
射すると、γ線は固体中で減衰を受けつつ所定の深さま
で侵入し、この間にγ線は固体中の原子によって散乱さ
れ散乱線が発生する。図5に、固体にγ線を照射した時
の散乱線の強度分布を示す。
The case where γ-rays are used as radiation will be described below. When a solid is irradiated with γ-rays having a specific energy, the γ-rays enter the predetermined depth while being attenuated in the solid. During this time, the γ-rays are scattered by atoms in the solid to generate scattered radiation. FIG. 5 shows the intensity distribution of scattered radiation when the solid is irradiated with γ-rays.

【0014】図5に示すように、散乱線にはエネルギー
を失わずに散乱される弾性散乱放射線(レーリー散乱
線)と、固体の組成によって定まる一定のエネルギーを
失って散乱される非弾性散乱放射線(コンプトン散乱
線)がある。本発明は、これらの散乱線の強度から試料
内部に存在する介在物を検出する介在物検出方法および
介在物検出装置を提供するものである。
As shown in FIG. 5, scattered radiation is elastic scattered radiation (Rayleigh scattered radiation) scattered without losing energy, and inelastic scattered radiation scattered by losing a certain energy determined by the composition of a solid. (Compton scattered radiation). The present invention provides an inclusion detection method and an inclusion detection device for detecting inclusions present inside a sample from the intensity of these scattered radiations.

【0015】弾性散乱放射線の強度Icoは、下記式(1)
によって表される。
The intensity I co of the elastically scattered radiation is given by the following equation (1).
Represented by

【0016】[0016]

【数1】 (Equation 1)

【0017】ここで、Ie は一個の電子の散乱強度、e
は電子の電荷、cは光速度、mは電子の質量、χは散乱
角、fは原子散乱因子、Zは原子番号、λは入射γ線の
波長を示す。原子散乱因子fは前記式(3) 、(4) で示す
ように原子に固有のものであるので、固体試料中に試料
のマトリックス成分と異なる介在物が存在すれば、測定
される弾性散乱放射線の強度は変化する。
Here, I e is the scattering intensity of one electron, e
Is the electron charge, c is the speed of light, m is the mass of the electron, χ is the scattering angle, f is the atomic scattering factor, Z is the atomic number, and λ is the wavelength of the incident γ-ray. Since the atomic scattering factor f is inherent to atoms as shown in the above formulas (3) and (4), if there is an inclusion different from the matrix component of the sample in the solid sample, the elastic scattering radiation to be measured is Varies in intensity.

【0018】したがって、この弾性散乱放射線の強度の
変化より、γ線が侵入できかつ散乱線が検出できる試料
内部の深さにおいて、介在物を検出することが可能にな
る。一方、非弾性散乱放射線の強度Iincoは下記式(5)
によって表される。
Therefore, from the change in the intensity of the elastic scattered radiation, inclusions can be detected at a depth inside the sample where γ rays can penetrate and scattered rays can be detected. On the other hand, the intensity I inco of the inelastic scattered radiation is given by the following equation (5).
Represented by

【0019】[0019]

【数2】 (Equation 2)

【0020】したがって、弾性散乱放射線の場合と同様
に、固体試料中に試料のマトリックス成分と異なる介在
物が存在すれば、測定される非弾性散乱放射線の強度は
変化し、非弾性散乱放射線の強度の変化より、γ線が侵
入できかつ散乱線が検出できる試料内部の深さにおい
て、介在物を検出することが可能になる。なお、検出で
きる試料内部の深さは、用いるγ線のエネルギー、試料
の組成によって決まるγ線に対する質量吸収係数によっ
て異なるが、例えば鋼試料に対してエネルギーが59.5ke
V のγ線(241Am )を用いた時には約2mmである。
Therefore, similarly to the case of elastic scattered radiation, if there is an inclusion different from the matrix component of the sample in the solid sample, the intensity of the measured inelastic scattered radiation changes, and the intensity of the inelastic scattered radiation changes. It is possible to detect inclusions at a depth inside the sample where γ-rays can penetrate and scattered rays can be detected from the change. The detectable depth inside the sample depends on the energy of the γ-ray used and the mass absorption coefficient for the γ-ray determined by the composition of the sample. For example, the energy is 59.5 ke for a steel sample.
When V gamma rays ( 241 Am) are used, the diameter is about 2 mm.

【0021】本発明においては、前記した弾性散乱放射
線の強度および/または非弾性散乱放射線の強度を測定
することにより、試料内部に存在する介在物を検出する
ものである。弾性散乱放射線、非弾性散乱放射線はどち
らを用いてもよいが、測定する試料の弾性散乱能、非弾
性散乱能の大きい方を用いるのが好ましい。
In the present invention, inclusions present inside the sample are detected by measuring the intensity of the elastic scattered radiation and / or the intensity of the inelastic scattered radiation. Either the elastic scattered radiation or the inelastic scattered radiation may be used, but it is preferable to use the larger of the elastic scatterability and the inelastic scatterability of the sample to be measured.

【0022】また、本発明においては、弾性散乱放射線
の強度および非弾性散乱放射線の強度の両者を測定し、
その強度比を用いてもよい。次に、図2に、本発明の介
在物検出装置の一例を側断面図によって示す。なお、図
2において、1(1A)はγ線源である放射線源、2は入射
コリメーターであるコリメーター、3は放射線照射系、
4は試料からの散乱放射線の検出器、5は測定領域を定
める取り出しコリメーターであるコリメーター、6は検
出器4で検出された試料からの散乱放射線の強度の計数
・演算装置、7は計測系、8は制御装置、9は入射放射
線、10は散乱放射線、11は試料移動テーブル、12は試料
移動テーブル移動装置、12a は試料移動テーブル移動用
のロッド、12b はロッド12a の駆動装置、13は測定位置
を指示するための制御信号、Sは試料である。
In the present invention, both the intensity of elastic scattered radiation and the intensity of inelastic scattered radiation are measured,
The intensity ratio may be used. Next, FIG. 2 shows an example of the inclusion detection device of the present invention in a side sectional view. In FIG. 2, 1 (1A) is a radiation source which is a γ-ray source, 2 is a collimator which is an incident collimator, 3 is a radiation irradiation system,
4 is a detector for scattered radiation from the sample, 5 is a collimator that is a take-out collimator that defines a measurement area, 6 is a device for counting and calculating the intensity of scattered radiation from the sample detected by the detector 4, and 7 is a measurement. System, 8 is a control device, 9 is incident radiation, 10 is scattered radiation, 11 is a sample moving table, 12 is a sample moving table moving device, 12a is a rod for moving the sample moving table, 12b is a driving device for the rod 12a, 13 Is a control signal for indicating a measurement position, and S is a sample.

【0023】図2に示す介在物検出装置においては、制
御装置8からの試料移動テーブル移動装置12への制御信
号13によって測定位置の制御を行う。本発明の介在物検
出装置は、下記に示す(1) 放射線照射系3、(2) 計測系
7から構成されている。 (1) 放射線照射系3: 放射線源1および放射線源1と試料Sの間に配設し
た放射線照射領域を定めるコリメーター2を有する。
In the inclusion detecting device shown in FIG. 2, the measurement position is controlled by a control signal 13 from the control device 8 to the sample moving table moving device 12. The inclusion detection device of the present invention includes the following (1) a radiation irradiation system 3 and (2) a measurement system 7. (1) Radiation irradiation system 3: has a radiation source 1 and a collimator 2 disposed between the radiation source 1 and the sample S to define a radiation irradiation area.

【0024】(2) 計測系7: 試料Sからの散乱放射線の検出器4、検出器4と試
料Sの間に配設した測定領域を定めるコリメーター5、
および検出器4で検出された試料Sからの散乱放射線
の強度の計数・演算装置6を有する。なお、前記したよ
うに、入射側、検出側のコリメーター2、5は、それぞ
れ、放射線の照射領域、検出器への入射領域すなわち測
定領域を限定するためのものであり、測定する介在物の
大きさによって好ましいコリメーターを設置することが
できる。
(2) Measuring system 7: Detector 4 for scattered radiation from sample S, collimator 5 disposed between detector 4 and sample S to define a measurement area,
And a device 6 for counting and calculating the intensity of scattered radiation from the sample S detected by the detector 4. Note that, as described above, the collimators 2 and 5 on the incident side and the detection side are for limiting the irradiation area of radiation and the incident area to the detector, that is, the measurement area, respectively. A preferable collimator can be installed depending on the size.

【0025】検出器4としては、半導体検出器を用いる
ことができるが、測定の位置分解能を上げ、より小さな
介在物の検出を行うためには、一つの放射線照射領域に
対して、複数の測定領域を設ける、すなわち複数の検出
器および検出器側の複数のコリメーターを備えることが
好ましい。また、放射線の照射領域を複数とする、すな
わち複数の放射線源および入射側の複数のコリメータを
備えることが好ましい。
As the detector 4, a semiconductor detector can be used. However, in order to increase the measurement position resolution and detect smaller inclusions, a plurality of measurement areas are required for one radiation irradiation area. It is preferred to provide an area, that is to say a plurality of detectors and a plurality of collimators on the detector side. Further, it is preferable that a plurality of radiation irradiation areas are provided, that is, a plurality of radiation sources and a plurality of collimators on the incident side are provided.

【0026】また、本発明においては、位置分解能を有
する検出素子を用いてもよい。このような検出系を用い
ることは、位置分解能を向上させると共に、一度の測定
で複数の領域を測定し、高速で所定の面積の測定を行う
ことを可能とする。さらに、本発明においては、照射系
および検出系を一体にした装置を、鉄鋼スラブなど移動
する試料を幅方向に走査するための移動テーブルに載
せ、移動する試料面を幅方向および長手方向に測定する
ことにより、試料の全面を迅速に測定することができ
る。
In the present invention, a detecting element having a positional resolution may be used. The use of such a detection system can improve the position resolution, measure a plurality of regions by one measurement, and measure a predetermined area at high speed. Further, in the present invention, the apparatus integrating the irradiation system and the detection system is placed on a moving table for scanning a moving sample such as a steel slab in the width direction, and the moving sample surface is measured in the width direction and the longitudinal direction. By doing so, the entire surface of the sample can be measured quickly.

【0027】図3に、上記した本発明の介在物検出装置
の一例を側断面図によって示す。図3において、14は取
り出しコリメーター5および検出器4から構成される検
出系、15は放射線照射系3および検出系14の収納ケー
ス、16a 、16b は収納ケース(放射線照射系3および検
出系14)移動用の移動テーブル、17は移動テーブル駆動
装置、18は制御装置、19は測定位置を指示するための制
御信号を示し、その他の符号は図2と同様の内容を示
す。
FIG. 3 is a side sectional view showing an example of the above-described inclusion detecting device of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 14 denotes a detection system including a take-out collimator 5 and a detector 4, 15 denotes a storage case for the radiation irradiation system 3 and the detection system 14, and 16a and 16b denote storage cases (the radiation irradiation system 3 and the detection system 14). 2) Moving table for moving, 17 is a moving table driving device, 18 is a control device, 19 is a control signal for instructing a measurement position, and other symbols are the same as those in FIG.

【0028】また、移動テーブル16a 、16b は、照射放
射線および散乱放射線の経路となる開口部を除いて一体
となったテーブルである。すなわち、図3に示す介在物
検出装置においては、放射線照射系3および検出系14が
収納ケース15に収納され、制御装置18からの移動テーブ
ル駆動装置17への制御信号19によって放射線照射系3お
よび検出系14を試料Sの幅方向(図3の紙面垂直方向)
に移動(トラバース)し、測定位置の制御を行う。
The moving tables 16a and 16b are integrated tables except for an opening serving as a path for irradiation radiation and scattered radiation. That is, in the inclusion detection device shown in FIG. 3, the radiation irradiation system 3 and the detection system 14 are stored in the storage case 15, and the radiation irradiation system 3 and the detection system 14 are controlled by the control signal 19 from the control device 18 to the moving table driving device 17. The detection system 14 is moved in the width direction of the sample S (the direction perpendicular to the plane of FIG. 3).
(Traverse) to control the measurement position.

【0029】以上、主として放射線および放射線源とし
てγ線およびγ線源を用いる場合について説明したが、
本発明においては、放射線(入射線)および放射線源
(入射線源)としてX線およびX線源を用いる場合も同
様の作用、効果が得られる。図4に、放射線源としてX
線源を用いた本発明の介在物検出装置の一例を、平面図
(拡大部分平面図)(a) および側断面図(b) によって示
す。
In the above, the case where γ-rays and γ-ray sources are mainly used as radiation and radiation sources has been described.
In the present invention, the same operation and effect can be obtained when an X-ray and an X-ray source are used as radiation (incident radiation) and radiation source (incident radiation source). FIG. 4 shows that X
An example of the inclusion detection device of the present invention using a radiation source is shown in a plan view (enlarged partial plan view) (a) and a side sectional view (b).

【0030】図4において、1(1B)はX線源である放射
線源を示し、4は複数の検出器41,2,4i,n-1,4n
から構成される検出器、5は検出器側の複数のコリメー
ター51,2,5i,n-1,5n から構成されるコリメータ
ー、10,101 ,10i ,10n は散乱放射線、20は放射線
(X線)の照射領域、301,30i,30n は測定領域内の複数
の測定領域を示し、その他の符号は図2と同様の内容を
示す。
[0030] In FIG. 4, 1 (1B) shows the radiation source is an X-ray source, 4 a plurality of detectors 4 1, 4 2, 4 i , 4 n-1, 4 n
Detector composed of a plurality of collimators 5 1 of 5 detector side, 5 2, 5 i, 5 n-1, a collimator consists of 5 n, 10,10 1, 10 i , 10 n Represents scattered radiation, 20 represents a radiation (X-ray) irradiation region, 30 1 , 30 i, and 30 n represent a plurality of measurement regions in the measurement region.

【0031】なお、図4に示す介在物検出装置において
は、検出器および検出器側のコリメーターをそれぞれn
基配列しているが、図示を簡明化した。本発明において
は、放射線としてX線を用いる場合、X線の侵入深さを
考慮し、波長が3Å以下の短波長X線を試料に照射する
ことが好ましい。
In the inclusion detecting apparatus shown in FIG. 4, the detector and the collimator on the detector side are each n.
Although the bases are arranged, the illustration is simplified. In the present invention, when X-rays are used as radiation, it is preferable to irradiate the sample with short-wavelength X-rays having a wavelength of 3 ° or less in consideration of the penetration depth of the X-rays.

【0032】[0032]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体
的に説明する。 (実施例1)本実施例においては、前記した図2に示す
介在物検出装置を用いた。厚さ20mmの鋼試料に直径およ
び深さの異なる開空孔を開け、アルミナを充填し、さら
にその上に厚さの異なる鉄板を載せることによって、鋼
内部に介在物を有する模擬試料を作成した。
EXAMPLES The present invention will be described below more specifically based on examples. (Embodiment 1) In this embodiment, the above-described inclusion detecting device shown in FIG. 2 was used. A simulated sample with inclusions inside the steel was created by drilling open holes with different diameters and depths in a steel sample with a thickness of 20 mm, filling it with alumina, and placing iron plates with different thicknesses on it. .

【0033】次に、これらの試料に、241Am より放出さ
れるγ線を照射し、半導体検出器を用いて弾性散乱γ線
強度および非弾性散乱γ線強度を測定した。表1に、用
いた試料の仕様および得られた非弾性散乱γ線強度(ピ
ーク領域の積分強度)を示す。また、図1に、試料中の
アルミナの厚さおよび試料上部の鉄板厚さと非弾性散乱
γ線強度(ピーク領域の積分強度)との関係を、試料中
のアルミナの直径が1mmの場合について示す。
Next, these samples were irradiated with gamma rays emitted from 241 Am, and the elastic scattering gamma ray intensity and the inelastic scattering gamma ray intensity were measured using a semiconductor detector. Table 1 shows the specifications of the sample used and the obtained inelastic scattered γ-ray intensity (integrated intensity in the peak region). FIG. 1 shows the relationship between the thickness of the alumina in the sample, the thickness of the iron plate above the sample, and the inelastic scattered γ-ray intensity (the integrated intensity in the peak region) when the diameter of the alumina in the sample is 1 mm. .

【0034】図1に示すとおり、本発明の介在物検出方
法、介在物検出装置によって、試料内部に存在する介在
物を明確に検出することが可能であることが分かった。
As shown in FIG. 1, it has been found that the inclusion detection method and the inclusion detection device of the present invention make it possible to clearly detect the inclusions present inside the sample.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】(実施例2)本実施例においては、前記し
た図4に示す介在物検出装置を用いた。前記した実施例
1で用いた試料(試料No.1〜3 )に、W管球より放射さ
れるX線を照射し、検出器(計数管)でWKα線(波
長:0.2 Å)の弾性散乱X線強度および非弾性散乱X線
強度を測定した。
(Embodiment 2) In this embodiment, the above-described inclusion detecting apparatus shown in FIG. 4 was used. The sample (sample Nos. 1 to 3) used in Example 1 is irradiated with X-rays emitted from a W tube, and a detector (counter) is used to elastically scatter WKα rays (wavelength: 0.2 °). X-ray intensity and inelastic scattered X-ray intensity were measured.

【0037】表2に、用いた試料の仕様および得られた
非弾性散乱X線強度(ピーク領域の積分強度)の平均値
を示す。表2に示すとおり、本発明の介在物検出方法、
介在物検出装置によって、試料内部に存在する介在物を
明確に検出することが可能であることが分かった。
Table 2 shows the specifications of the samples used and the average values of the obtained inelastic scattered X-ray intensities (integrated intensity in the peak region). As shown in Table 2, the inclusion detection method of the present invention,
It has been found that the inclusion detection device can clearly detect inclusions present inside the sample.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】(実施例3)前記した図3に示す介在物検
出装置を用い、鉄鋼スラブの試料に、241Am より放出さ
れるγ線を照射し、半導体検出器を用いて非弾性散乱γ
線強度を測定した。上記した測定においては、スラブ試
料表面を走査し、非弾性散乱γ線強度(ピーク領域の積
分強度)が所定値以上のピークの数から介在物の個数を
求め、さらに、上記したピークの内、強度が測定条件に
よって決定される所定値以上のピークを50μm 以上の介
在物と判別した。
(Example 3) A sample of a steel slab was irradiated with γ-rays emitted from 241 Am using the inclusion detecting device shown in FIG. 3 described above, and inelastic scattering γ was irradiated using a semiconductor detector.
The line intensity was measured. In the above-described measurement, the surface of the slab sample is scanned, and the number of inclusions is determined from the number of peaks in which the inelastic scattered γ-ray intensity (integrated intensity of the peak region) is equal to or greater than a predetermined value. A peak whose intensity was equal to or greater than a predetermined value determined by the measurement conditions was determined to be an inclusion having a size of 50 μm or more.

【0040】次に、上記したスラブ試料の表層1mmを酸
溶解し、得られた残渣についてレーザー回折法により介
在物の粒径を測定した。表3に、上記した両者の方法で
得られた介在物の粒径測定結果を示す。表3に示すよう
に、本発明によって得られた結果は、酸溶解−レーザー
回折法で得られた結果と良く一致しており、本発明によ
って鉄鋼スラブなど固体試料内部に存在する介在物を明
確に検出できることが分かった。
Next, 1 mm of the surface layer of the above slab sample was dissolved in an acid, and the particle size of the inclusions was measured for the obtained residue by a laser diffraction method. Table 3 shows the results of measuring the particle size of the inclusions obtained by both the methods described above. As shown in Table 3, the results obtained by the present invention are in good agreement with the results obtained by the acid dissolution-laser diffraction method, and the present invention clearly shows inclusions present inside a solid sample such as a steel slab. It was found that it could be detected.

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、非破壊で、鋼など固体
試料の内部に存在する介在物を検出することが可能とな
った。また、本発明は高温の固体、表面の凹凸の大きい
固体にも適用可能であるため、鉄鋼スラブの内部に存在
する介在物の検出も可能となり、鉄鋼スラブの圧延など
の加工処理後に介在物が原因となって発生する表面欠陥
を未然に防止することが可能となった。
According to the present invention, non-destructive inclusions present in a solid sample such as steel can be detected. In addition, since the present invention can be applied to high-temperature solids and solids with large surface irregularities, it is also possible to detect inclusions present inside the steel slab, and to eliminate inclusions after processing such as rolling of the steel slab. It has become possible to prevent surface defects that occur as a cause.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】試料中のアルミナの厚さ、試料上部の鉄板厚さ
と非弾性散乱γ線強度との関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the thickness of alumina in a sample, the thickness of an iron plate above the sample, and the inelastic scattering γ-ray intensity.

【図2】本発明の介在物検出装置の一例を示す説明図
(側断面図)である。
FIG. 2 is an explanatory view (side sectional view) showing an example of the inclusion detection device of the present invention.

【図3】本発明の介在物検出装置の一例を示す説明図
(側断面図)である。
FIG. 3 is an explanatory view (side sectional view) showing an example of the inclusion detection device of the present invention.

【図4】本発明の介在物検出装置の一例を示す説明図
〔平面図(拡大部分平面図):(a) 、側断面図:(b) 〕
である。
FIG. 4 is an explanatory view showing an example of the inclusion detecting device of the present invention (a plan view (enlarged partial plan view): (a), a side sectional view: (b)).
It is.

【図5】固体にγ線を照射した時の散乱γ線の強度分布
(散乱γ線のエネルギー−強度)を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing an intensity distribution of scattered γ-rays (energy-intensity of scattered γ-rays) when the solid is irradiated with γ-rays.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 放射線源 1A γ線源(放射線源) 1B X線源(放射線源) 2 コリメーター(入射コリメーター) 3 放射線照射系 4,41,2,4i,n-1,4n 試料からの散乱放射線の
検出器 5,51,2,5i,n-1,5n コリメーター(取り出し
コリメーター) 6 計数・演算装置 7 計測系 8、18 制御装置 9 入射放射線 10,101 ,10i ,10n 散乱放射線 11 試料移動テーブル 12 試料移動テーブル移動装置 12a ロッド 12b ロッドの駆動装置 13、19 制御信号 14 検出系 15 収納ケース 16a 、16b 移動テーブル 17 移動テーブル駆動装置 20 放射線(X線)の照射領域 301,30i,30n 測定領域内の複数の測定領域
1 radiation source 1A gamma ray source (radiation source) 1B X-ray source (radiation source) 2 collimator (incidence collimator) 3 irradiation system 4,4 1, 4 2, 4 i , 4 n-1, 4 n samples detector 5,5 1, 5 2, 5 i , 5 n-1, 5 n collimator (extraction collimator) 6 counting and calculation device 7 measuring system 8,18 controller 9 incident radiation 10 of the scattered radiation from, 10 1 , 10 i , 10 n Scattered radiation 11 Sample moving table 12 Sample moving table moving device 12a Rod 12b Rod driving device 13, 19 Control signal 14 Detection system 15 Storage cases 16a, 16b Moving table 17 Moving table driving device 20 Radiation (X-ray) irradiation area 30 1 , 30 i, 30 n Multiple measurement areas within the measurement area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松島 朋裕 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 松浦 直樹 大阪府高槻市赤大路町14−8 理学電機工 業株式会社内 (72)発明者 安部 忠廣 東京都渋谷区千駄ヶ谷4−14−4 株式会 社リガク内 Fターム(参考) 2G001 AA01 AA02 AA09 AA10 BA14 BA16 CA01 CA02 EA03 EA08 FA14 GA04 JA11 KA03 KA20 LA02 SA02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Tomohiro Matsushima 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Pref. Kawasaki Steel Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Naoki Matsuura 14-8 Akaoji-cho, Takatsuki-shi, Osaka Inside Rigaku Electric Industry Co., Ltd. LA02 SA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料に放射線を照射し、該放射線の試料
による弾性散乱放射線の強度および/または非弾性散乱
放射線の強度を測定し、得られた強度に基づき試料内部
に存在する介在物を検出することを特徴とする介在物検
出方法。
1. A sample is irradiated with radiation, the intensity of elastic scattered radiation and / or the intensity of inelastic scattered radiation by the sample is measured, and inclusions present inside the sample are detected based on the obtained intensity. A method for detecting inclusions.
【請求項2】 前記放射線がγ線またはX線であること
を特徴とする請求項1記載の介在物検出方法。
2. The method according to claim 1, wherein the radiation is γ-rays or X-rays.
【請求項3】 (1) 前記放射線の照射領域を複数とする
か、または(2) 前記弾性散乱放射線の強度の測定領域お
よび/または非弾性散乱放射線の強度の測定領域を複数
とするか、または(3) 前記放射線の照射領域を複数と
し、かつ前記弾性散乱放射線の強度の測定領域および/
または非弾性散乱放射線の強度の測定領域を複数とす
る、ことを特徴とする請求項1または2記載の介在物検
出方法。
(1) a plurality of irradiation regions of the radiation, or (2) a plurality of measurement regions of the intensity of the elastic scattered radiation and / or a plurality of measurement regions of the intensity of the inelastic scattered radiation, Or (3) a plurality of radiation irradiation regions, and a measurement region of the intensity of the elastic scattered radiation and / or
3. The method for detecting an inclusion according to claim 1, wherein a plurality of measurement regions for the intensity of the inelastic scattered radiation are provided.
【請求項4】 放射線源(1) および放射線源(1) と試料
の間に配設した放射線照射領域を定めるコリメーター
(2) を有する放射線照射系(3) と、試料からの散乱放射
線の検出器(4) および検出器(4) と試料の間に配設した
測定領域を定めるコリメーター(5) および検出器(4) で
検出された試料からの散乱放射線の強度の計数・演算装
置(6) を有する計測系(7) を備えたことを特徴とする介
在物検出装置。
4. A collimator for defining a radiation source and a radiation irradiation area disposed between the radiation source and the sample.
A radiation irradiation system (3) with (2), a detector (4) for scattered radiation from the sample, and a collimator (5) and detector that define the measurement area placed between the detector (4) and the sample An inclusion detection device comprising a measurement system (7) having a device (6) for counting and calculating the intensity of scattered radiation from the sample detected in (4).
【請求項5】 前記放射線源(1) がγ線源(1A)またはX
線源(1B)であることを特徴とする請求項4記載の介在物
検出装置。
5. The radiation source (1) is a gamma ray source (1A) or an X-ray source (1A).
5. The device for detecting inclusions according to claim 4, wherein the device is a radiation source.
【請求項6】 複数の前記した放射線照射系および/ま
たは複数の前記した計測系を備えたことを特徴とする請
求項4または5記載の介在物検出装置。
6. The inclusion detection apparatus according to claim 4, further comprising a plurality of radiation irradiation systems and / or a plurality of measurement systems.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001272360A (en) * 2000-01-20 2001-10-05 Kawasaki Steel Corp Method and device for measuring oxygen amount per unit area of steel band amount in internal oxidized layer formed in steel band
CN102507608A (en) * 2011-09-29 2012-06-20 西安空间无线电技术研究所 Method for determining intermediate-low energy electronic inelastic scattering
JP2015215262A (en) * 2014-05-12 2015-12-03 一般財団法人電力中央研究所 Method and device for non-destructive inspection

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