JP3338554B2 - 溶融金属の固化分析試料の放射線測定装置 - Google Patents

溶融金属の固化分析試料の放射線測定装置

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JP3338554B2
JP3338554B2 JP10512594A JP10512594A JP3338554B2 JP 3338554 B2 JP3338554 B2 JP 3338554B2 JP 10512594 A JP10512594 A JP 10512594A JP 10512594 A JP10512594 A JP 10512594A JP 3338554 B2 JP3338554 B2 JP 3338554B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属溶融過程から採取
されて固化された成分分析用の分析試料、たとえば電気
炉で溶製される過程で採取された溶鋼分析試料の、放射
線を検出、測定する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】海外の原子炉の修理、廃炉化に伴う工事
等より発生した放射性物質を含む鉄スクラップ(屑鉄)
が、電気炉鋼の原料に混入する可能性があり、海外では
電気炉鋼より放射能が検出されたという事例が生じ始め
ている。電気炉製鋼鋳片が放射能を帯びると、それから
作成された形鋼、および該形鋼から作製された最終製品
も放射能を帯び、それらを使用する人が放射線被曝する
ので、放射能を帯びた電気炉製鋼鋳片の出荷は防止され
なければならない。従来の、鉄スクラップの放射線検出
は、海外では、貨車ごと、あるいはトラックごとに、そ
の通過通路沿いに設置された放射線検出器によって、ス
クラップの放射線物質から発せられるγ線を測定するこ
とによって行われているようである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、鉄スクラップ
の段階で行う従来の放射線検出には、放射能を帯びたス
クラップが鉄スクラップの中央部にあると、放射線検出
器と放射能を帯びたスクラップとの距離が大になって放
射線検出器に到達する放射線量が極めて少なくなるこ
と、放射線が途中の放射線を帯びていない鉄スクラップ
に吸収されること、等のために、放射能を帯びた鉄スク
ラップから放射線を検出し損うことがあること、あるい
は検出しても実際に放射されている放射線レベルを正確
に検出できない、等の問題がある。また、放射線検出器
が周辺機器のノイズや自然界に存在する放射線を検出す
ると、鉄スクラップの実際の放射線量の測定が不正確に
なるという問題がある。このような問題は、鉄スクラッ
プに限らず、非鉄金属、たとえばアルミ等にも存在す
る。本発明の目的は、製品が鋳造されるまでの過程で、
たとえば、電気炉製鋼鋳片が鋳造されるまでの過程で、
放射能を帯びた金属片、たとえば鉄スクラップ、の混入
を確実に検出、測定して、放射能を帯びた鋳片の工場か
らの出荷を防止できる、溶融金属の固化分析試料の放射
線測定装置を提供することにある。本発明のもう一つの
目的は、金属分析試料の放射線量を周辺機器のノイズや
自然界に存在する放射線と区別して高精度に測定できる
放射線測定装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明装置は次の通りである。 (1) 金属溶融過程から採取されて固化された成分分
析用の分析試料を搬送する試料搬送コンベアと、試料搬
送コンベアにて搬送された分析試料を固体発光分光分析
により成分分析計測する計測部と、計測後の分析試料を
計測部から排出する試料排出手段と、計測部からの計測
情報が入力される分析プロセスコンピュータと、前記試
料搬送コンベア、計測部、試料搬出手段の少なくとも一
つの位置または該位置に接続する位置に設置され、分析
試料の放射線を検出し検出信号を出力する放射線検出器
と、放射線検出器と分析プロセスコンピュータとに電気
的に接続され、放射線検出器により測定された放射線量
が異常レベルか否かを判定して分析プロセスコンピュー
タに所定信号を送る放射線測定パーソナルコンピュータ
と、から成る溶融金属の固化分析試料の放射線測定装
置。 (2) 前記放射線測定パーソナルコンピュータが、分
析試料無しの状態で前記放射線検出器が検出する放射線
を検出してその放射線レベルを格納しておき、実際の分
析試料を測定して得た放射線量のレベルから分析試料無
しの状態の前記放射線量のレベルを差し引いた値を前記
分析試料の実際の放射線量と認識する演算手段を備えて
いる(1)記載の溶融金属の固化分析試料の放射線測定
装置。
【0005】
【作用】金属溶融過程から採取されて固化された成分分
析用の分析試料を、たとえば電気炉溶製過程で採取され
る分析試料とすると、上記(1)の装置では、電気炉溶
製過程で採取される分析試料に対して放射線検出、測定
が行われる。鉄スクラップ中に放射能を帯びたスクラッ
プが含まれていると、電気炉で溶融され成分調整中に電
気炉内溶鋼中に均一に混ざり合い、1チャージ中数回採
取される溶鋼サンプル中に必ず含まれる。しかも、溶鋼
サンプルは試料搬送コンベア以後の段階では固体となっ
ているから、放射線検出器を分析試料に近づけることが
できる。その結果、放射能を帯びたスクラップが混入し
ていると、出鋼前の成分分析段階で、確実に放射線が検
出、測定され、その放射線レベルが異常レベルにある
と、出荷停止できる。上記(2)の装置では、分析試料
無しの状態で放射線検出器が検出した放射線レベルは、
周辺機器のノイズや自然界に存在する放射線と等しいの
で、実際の分析試料を測定して得た放射線量のレベルか
ら分析試料無しの状態の放射線量のレベルを差し引いた
分を差し引くことにより、分析試料が実際に持っている
放射能を正確に測定できる。非鉄金属の場合も上記に準
じる。
【0006】
【実施例】図1は、金属溶融過程から採取されて固化さ
れた成分分析用の分析試料としてたとえば電気炉溶製過
程で採取される分析試料を例にとった場合の、本発明の
実施例装置を示している。電気炉溶製過程で採取される
溶鋼分析試料は、直径約30mm、長さ60mm程度の
凝固した固体サンプルで、エアシュータ等により試料搬
送コンベア1上に送られ、試料搬送コンベア1によっ
て、自動サンプリング装置2に投入され、そこでカッタ
にて直径約30mm、長さ約15mmのサンプルに切断
され、切断面を研磨される。分析試料はついで計測部3
に送られ、そこで発光分析装置4により、固体発光分光
分析により鋼中のSi、Mn、P、S、Cu、Ni、C
r、Mo、Ti、Br、Al等が定量分析される。発光
分析装置4は、光源から試料に光をあて、金属が励起し
て発する光のスペクトルが成分ごとに異なることを利用
して成分検出するもので、それ自体は公知のものであ
る。分析結果の情報は、計測部3に電気的に接続された
分析プロセスコンピュータ5に送られる。サンプルのチ
ャージ番号等の情報は炉投入前で分析プロセスコンピュ
ータ5に既に入力される。上記装置によって、電気炉溶
鋼が電気炉出鋼前に自動成分分析され、その結果を見て
電気炉への副資材投入による成分調整が行われる。分析
試料採取は、1チャージにつき通常数回(3回以上)行
われる。計測部3で成分測定された分析試料は、試料排
出手段としての試料排出コンベア6により排出される。
【0007】試料搬送コンベア1、計測部3、試料排出
コンベア6の少なくとも一つの位置またはその位置に接
続する位置9には(図示例では、試料搬送コンベア1、
計測部3、試料排出コンベア6の全ての位置には)、分
析試料に接近できる位置に、放射線を検出しその信号を
出力する放射線検出器7が設置されている。放射線検出
器7は、放射線検出に従来用いられている一般的な放射
線検出器、たとえばサーベイメータ、シンチレーション
カウンタ、を用いることができる。これらの放射線検出
器7は、1300℃もの高温となる溶鋼には近づけるこ
とはできないが、凝固して適度に温度が下がっている分
析試料には近づけることができ、測定精度が向上される
他、γ線のみならずβ線も検出できるようになる。
【0008】放射線検出器7による放射線検出には、通
常数秒〜30秒程度の時間が必要になる。そのため、放
射線検出器7を試料搬送コンベア1あるいは試料排出コ
ンベア6に対して設ける場合は、放射線検出器7を放射
線検出、測定中、コンベアと同速度でコンベア進行方向
に送って試料を放射線検出器7に対して相対的に固定さ
せるか、またはコンベアに沿ってリミットスイッチを設
けて放射線検出、測定中(リミットスイッチが叩かれて
一定期間中)コンベアを停止させて静止の放射線検出器
7に対して試料を停止させるようにする。
【0009】放射線検出器7には、電気的に放射線測定
パーソナルコンピュータ8が接続されており、放射線検
出器7の出力信号が放射線測定パーソナルコンピュータ
8に入力される。放射線測定パーソナルコンピュータ8
と分析プロセスコンピュータ5とは電気的に接続され、
パソコン8の演算結果が分析プロセスコンピュータ5に
送られる。放射線測定パーソナルコンピュータ8では、
放射線検出器7からの信号をアナログ/ディジタル変換
器でディジタル化した信号を入出力インタフェースにて
入力し、それをRAMに一時格納し、それをCPUに送
ってCPUで、放射線検出器7からの信号に対応する放
射線量を、予めRAMまたはROMに格納しておいた所
定の放射線量をCPUに呼出したものと比較して、それ
より多い場合を異常放射線量と判定し、それ以下の場合
は放射線量上問題なしと判定する。放射線測定パーソナ
ルコンピュータ8は、分析試料無しの状態で放射線検出
器7が検出する放射線を検出してその放射線レベルを格
納しておき、実際の分析試料を測定して得た放射線量の
レベルから分析試料無しの状態の前記放射線量のレベル
を差し引いた値を分析試料の実際の放射線量と認識する
演算手段を備えていることが望ましい。
【0010】放射線測定パーソナルコンピュータ8の演
算結果は、分析プロセスコンピュータ5に送られ、種々
の演算処理がなされる。たとえば、分析コンピュータ5
では、たとえば電気炉の異なる部位から採取した成分を
比較するなどにより、溶鋼中の偏析の有無や非均一混合
の有無を判定し、偏析や非均一混合がある場合にはパソ
コン8からの結果が放射線上問題無しであっても再度放
射線検出を行うようにする。また、放射線量上問題有り
の信号が分析コンピュータ5に送られた場合は、所定部
署に連絡され、ロットアウト等の指示がオンラインでな
され、適宜の対策がとられる。その結果、放射能溶鋼の
鋳片の出荷は停止される。
【0011】つぎに、作用を説明する。電気炉製鋼で
は、鉄スクラップの電気炉への投入から溶鋼のタンディ
ッシュへの出鋼までの間の製鋼過程で、数回炉中の溶鋼
を少量分析試料用に取出し、その凝固したものを分析装
置に送って自動分析し、分析結果を見ながら成分調整を
行う。この分析試料に対して放射線検出を行う。この分
析試料に対して放射線検出を行って、原料スクラップ中
に放射能を帯びたスクラップが混在していたか否かを判
断するものは従来存在しない。
【0012】分析試料に対して放射線検出を実行する利
点は、次の通りである。第1に、放射線検出器7を試料
に近づけることができ、試料から発せられた放射線が直
近の検出器にさえぎられることなく到達でき、検出が確
実になるとともに測定条件が最適になって測定精度が向
上する。第2に、溶鋼から試料をとるので、そして溶鋼
の段階では炉内で均一化されているので、しかも均一と
なっていることが成分分析で確認できるので、偏析や非
均一混合による測定の乱れが無く、測定の信頼性が向上
する。第3に、分析試料そのものは小片で放射線量が少
量であるから、測定作業員が放射線被爆を受けるおそれ
は無いかまたは少ない。第4に分析装置に放射線検出器
7を設置して、コンピュータ5、8を運動させるから、
放射線検出、測定、対策がオンラインで行われ、指示遅
れ、対策遅れが生じない。
【0013】放射線測定パーソナルコンピュータ8が、
分析試料無しの状態で放射線検出器7が検出する放射線
を検出してその放射線レベルを格納しておき、実際の分
析試料を測定して得た放射線量のレベルから分析試料無
しの状態の前記放射線量のレベルを差し引いた値を分析
試料の実際の放射線量と認識する演算手段を備えている
場合は、分析試料無しの状態で放射線検出器が検出した
放射線レベルは、周辺機器のノイズや自然界に存在する
放射線と等しいので、実際の分析試料を測定して得た放
射線量のレベルから分析試料無しの状態の放射線量のレ
ベルを差し引いた分を差し引くことにより、分析試料が
実際に持っている放射能を正確に測定できる。
【0014】
【発明の効果】請求項1によれば、分析試料の成分分析
装置への搬送コンベア、計測部、排出コンベアの何れか
少なくとも一つに、放射線検出器を設置して、その出力
を放射線測定パーソナルコンピュータに送って放射線量
が問題になるか否かを判定、その結果を分析プロセスコ
ンピュータに送るようにしたので、放射能を帯びたスク
ラップが電気炉等の溶融金属原料中に含まれていても、
それを確実に検出でき、出荷停止等の適宜の処置を遅れ
なくとることができる。請求項2によれば、放射線測定
パーソナルコンピュータが、分析試料無しの状態で放射
線検出器が検出する放射線を検出してその放射線レベル
を格納しておき、実際の分析試料を測定して得た放射線
量のレベルから分析試料無しの状態の前記放射線量のレ
ベルを差し引いた値を分析試料の実際の放射線量と認識
する演算手段を備えているので、分析試料無しの状態で
放射線検出器が検出した放射線レベルは、周辺機器のノ
イズや自然界に存在する放射線と等しいため、実際の分
析試料を測定して得た放射線量のレベルから分析試料無
しの状態の放射線量のレベルを差し引いた分を差し引く
ことにより、分析試料が実際に持っている放射能を正確
に測定できる。上記では、分析試料として主に溶鋼分析
試料を例にとったが、非鉄の分析試料の場合もこれに準
じる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る溶鋼金属の固化分析試
料の放射線測定装置の系統図である。
【符号の説明】
1 試料搬送コンベア 2 自動サンプリング装置 3 計測部 4 発光分析装置 5 分析プロセスコンピュータ 6 試料排出コンベア 7 放射線検出器 8 放射線測定パーソナルコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 33/20 G01J 3/443 G01N 21/63 G01T 1/167

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属溶融過程から採取されて固化された
    成分分析用の分析試料を搬送する試料搬送コンベアと、 試料搬送コンベアにて搬送された分析試料を固体発光分
    光分析により成分分析計測する計測部と、 計測後の分析試料を計測部から排出する試料排出手段
    と、 計測部からの計測情報が入力される分析プロセスコンピ
    ュータと、 前記試料搬送コンベア、計測部、試料搬出手段の少なく
    とも一つの位置または該位置に接続する位置に設置さ
    れ、分析試料の放射線を検出し検出信号を出力する放射
    線検出器と、 放射線検出器と分析プロセスコンピュータとに電気的に
    接続され、放射線検出器により測定された放射線量が異
    常レベルか否かを判定して分析プロセスコンピュータに
    所定信号を送る放射線測定パーソナルコンピュータと、
    から成る溶融金属の固化分析試料の放射線測定装置。
  2. 【請求項2】 前記放射線測定パーソナルコンピュータ
    が、分析試料無しの状態で前記放射線検出器が検出する
    放射線を検出してその放射線レベルを格納しておき、実
    際の分析試料を測定して得た放射線量のレベルから分析
    試料無しの状態の前記放射線量のレベルを差し引いた値
    を前記分析試料の実際の放射線量と認識する演算手段を
    備えている請求項1記載の溶融金属の固化分析試料の放
    射線測定装置。
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