JP4885311B2 - X線ctを用いた焼結原料の造粒方法 - Google Patents
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Description
本願は、2008年12月26日に、日本に出願された特願2008−335323号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
(3)上記(2)に記載のX線CTを用いた焼結原料の造粒方法では、前記フィルターは、F=ρf×Lで定義されるフィルター指数Fが0.89以上となるような密度ρfと厚みLとを有していてもよい。
(4)上記(2)に記載のX線CTを用いた焼結原料の造粒方法では、前記X線源の管電圧は、150kV以上であってもよい。
(6)上記(5)に記載のX線CTを用いた焼結原料の造粒方法では、前記造粒物測定工程において、前記X線CTを用いて校正用試料のCT値CTcと空気のCT値CTairとをそれぞれ測定し、前記校正用試料の前記CT値CTcと前記空気の前記CT値CTairと前記校正用試料の密度ρcと前記空気の密度ρairとからρz=ρair+(ρc−ρair)/(CTc−CTair)×(CT−CTair)を用いて前記CT値CTcを見掛密度ρzに変換し、この見掛密度ρzが1.2g/cm3以上となる前記CT断面画像の画素領域を前記造粒物の構成物質とし、全てのCT断面画像の全面積に対する前記構成物質の面積比sを求め、前記撮像間隔h、前記撮像枚数N、前記CT断面画像の1枚当りの全画素数pic、1画素のサイズd及び前記面積比sからV=s×pic×d2×N×hを用いて前記体積Vを求めてもよい。
(8)上記(7)に記載のX線CTを用いた焼結原料の造粒方法では、前記分散剤は、前記焼結原料から前記炭材を除いた原料の質量に対して0.03質量%以上0.15質量%以下の範囲で前記焼結原料に添加されてもよい。
(9)上記(7)に記載のX線CTを用いた焼結原料の造粒方法では、前記分散剤が酸基および/または塩の基を有する高分子化合物であってもよい。
I=I0×exp(−μ・L)・・・(1)
ただし、ρz:造粒物の見掛密度(g/cm3)
ρair:空気の真密度(既知)(ρair=1.3×10−3g/cm3)
ρc:校正用試料の真密度(既知)(g/cm3)
CT:造粒物のCT値(測定値)
CTair:空気のCT値(既知)
CTc:校正用試料のCT値(既知)
なお、上記校正用試料は、特に限られるものではないが、密度のばらつきがなく、取り扱い及び入手が容易なアルミニウム(真密度:2.7g/cm3)が好ましい。
ただし、s:全てのCT断面画像の全面積に対する造粒物の構成物質の面積比(−)
pic:CT断面画像1枚当りの全画素数(個)
d:1画素のサイズ(長さ)(cm)
N:CT断面画像の撮像枚数(枚)
h:CT断面画像の撮像間隔(cm)
なお、乾燥後の造粒物の真密度ρ0は、JIS K 0061で規定される粉粒体真密度測定器を用いた液相置換法(別名「ピクノメータ」)によって測定される。
ただし、M:造粒直後(湿潤状態)の造粒物の重量(測定値)(g)
V:造粒直後(湿潤状態)の造粒物の体積(測定値)(cm3)
ρw:水の真密度(既知)(ρw=1g/cm3)
m:乾燥後の造粒物の重量(測定値)(g)
ρ0:乾燥後の造粒物の真密度(測定値)(g/cm3)
より好ましくは、分散剤の種類、焼結原料の種類及び分散剤と焼結原料との組み合わせに応じて分散剤の添加量を調整する。
ただし、ρf:フィルターの密度(g/cm3)
Lf:フィルターの厚み(cm)
ここで、X線の造粒物試料に対する透過能力は、X線を照射した場合に、X線が造粒物試料を透過できる限界の厚みで表されている。そのため、15mmの試料瓶に充填した造粒物試料を確実に透過するためには、150kV以上の管電圧でX線を発生させる必要がある。
したがって、造粒物試料のX線CT断面画像において、それぞれの平均密度が近い関係にある炭材である粉コークスと空隙部とを高い信頼度で区別できるようなCTの空間分解能を確保できる。さらに、最大15mmの高密度の焼結原料の造粒物に対しても良好なCTの感度を確保することができる。
2 フィルター
3 造粒物試料
4 試料ステージ
5 X線
6 I.I.型検出器
7 試料瓶
Claims (9)
- ドワイトロイド式焼結機による焼結原料の造粒において、
水分を添加して鉄含有原料、副原料、および、炭材からなる焼結原料を造粒する造粒工程と;
前記造粒工程で得られた造粒直後の造粒物の一部を採取し、この採取した造粒物の重量Mを測定し、X線CTを用いて前記造粒物のCT断面画像を撮像し、このCT断面画像から前記造粒物の体積Vを求める造粒物測定工程と;
前記造粒物測定工程後、該造粒物測定工程において採取した前記造粒物を乾燥し、乾燥造粒物の重量mおよび前記乾燥造粒物の真密度ρ0を測定する乾燥物測定工程と;
前記造粒物測定工程で測定した前記重量M、前記体積V、および、前記乾燥物測定工程で測定した前記重量m、前記真密度ρ0 、ならびに、水の真密度ρwから、次式{S=((M−m)×M/m)/(ρw ×(V−(m/ρ0)))}で定義される水分飽和度Sを求め、この水分飽和度Sが0.9以上1.05以下の範囲になるように、前記造粒工程において焼結原料に水分を添加する際の、該水分の量を調整する水分調整工程と;
を有することを特徴とするX線CTを用いた焼結原料の造粒方法。 - 前記造粒物測定工程において、前記X線CTのX線源からX線を発生させ、フィルターを介し、前記造粒物に対して所定面内の複数角度から前記X線を照射し、前記複数角度からの照射X線の強度と透過X線の強度とを測定し、前記照射X線の前記強度と前記透過X線の前記強度とから求められたCT値CTcにより前記CT断面画像を構成することを特徴とする請求項1に記載のX線CTを用いた焼結原料の造粒方法。
- 前記フィルターは、F=ρf×Lで定義されるフィルター指数Fが0.89以上となるような密度ρfと厚みLとを有することを特徴とするX線CTを用いた請求項2に記載の焼結原料の造粒方法。
- 前記X線源の管電圧は、150kV以上であることを特徴とするX線CTを用いた請求項2に記載の焼結原料の造粒方法。
- 前記造粒物測定工程において、前記CT断面画像は、前記CT断面画像の撮像面に垂直な方向の撮像間隔h毎に撮像枚数Nだけ撮像されることを特徴とするX線CTを用いた請求項1に記載の焼結原料の造粒方法。
- 前記造粒物測定工程において、前記X線CTを用いて校正用試料のCT値CTcと空気のCT値CTairとをそれぞれ測定し、前記校正用試料の前記CT値CTcと前記空気の前記CT値CTairと前記校正用試料の密度ρcと前記空気の密度ρairとからρz=ρair+(ρc−ρair)/(CTc−CTair)×(CT−CTair)を用いて前記CT値CTcを見掛密度ρzに変換し、この見掛密度ρzが1.2g/cm3以上となる前記CT断面画像の画素領域を前記造粒物の構成物質とし、全てのCT断面画像の全面積に対する前記構成物質の面積比sを求め、前記撮像間隔h、前記撮像枚数N、前記CT断面画像の1枚当りの全画素数pic、1画素のサイズd及び前記面積比sからV=s×pic×d2×N×hを用いて前記体積Vを求めることを特徴とする請求項5に記載のX線CTを用いた焼結原料の造粒方法。
- 前記造粒工程において、前記水分とともに分散剤を添加して前記焼結原料を造粒することを特徴とする請求項1に記載のX線CTを用いた焼結原料の造粒方法。
- 前記分散剤は、前記焼結原料から前記炭材を除いた原料の質量に対して0.03質量%以上0.15質量%以下の範囲で前記焼結原料に添加されることを特徴とする請求項7に記載のX線CTを用いた焼結原料の造粒方法。
- 前記分散剤が酸基および/または塩の基を有する高分子化合物であることを特徴とする請求項7に記載のX線CTを用いた焼結原料の造粒方法。
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