JP5684675B2 - 分析方法及び分析装置 - Google Patents
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Description
始めに、図1を参照して、本発明の一実施形態である分析装置の構成について説明する。
図5は、図1に示す分析装置1の変形例の構成を示すブロック図である。図5に示すように、本変形例では、図1に示す分析装置1におけるダストフィルタ3と紫外蛍光式SO2分析計4との間に脱水器7が設置され、紫外蛍光式SO2分析計4の後段に赤外吸収式SO2分析計8が配置され、紫外蛍光式SO2分析計4,赤外吸収式CO・CO2分析計5,及び赤外吸収式SO2分析計8にコンピュータ9が電気的に接続されている。この構成では、脱水器7は、バルブによって分岐された配管に設置されおり、検量線試料を測定する際に用いられ、未知の金属試料を分析する場合には用いられない。赤外吸収式SO2分析計8は、通常用いられる非分散型の赤外吸収式のSO2分析計によって構成されている。
CCOR%は補正後の炭素分析値であり、CIR%は赤外吸収式CO・CO2分析計5によって得られた信号強度を脱水器7を用いて作成された検量線によって読み取った炭素分析値であり、SIR%は赤外吸収式SO2分析計8によって得られた信号強度を脱水器7を用いて作成された検量線によって読み取った硫黄分析値であり、SUV%は紫外蛍光式SO2分析計4によって得られた硫黄分析値であり、Kは以下に示す数式(2)から求められる値である。
CW%は脱水器7を用いずに検量線試料を測定した際の赤外吸収式CO・CO2分析計5によって得られた信号強度と炭素濃度との検量線の濃度切片であり、C0%は脱水器7を用いて検量線試料を測定した際の赤外吸収式CO・CO2分析計5によって得られた信号強度と炭素濃度との検量線の濃度切片であり、SW%は脱水器7を用いずに検量線試料を測定した際の赤外吸収式SO2分析計8によって得られた信号強度と硫黄濃度との検量線の濃度切片であり、SW%は脱水器7を用いて検量線試料を測定した際の赤外吸収式SO2分析計8によって得られた信号強度と硫黄濃度との検量線の濃度切片である。
図7は、図1に示す分析装置1の変形例の構成を示すブロック図である。図7に示すように、本変形例では、ダストフィルタ3と紫外蛍光式SO2分析計4との間に脱水器7が配置され、紫外蛍光式SO2分析計4と赤外吸収式CO・CO2分析計5との間に赤外吸収式SO2分析計8が配置され、紫外蛍光式SO2分析計4と赤外吸収式SO2分析計8とにコンピュータ9が電気的に接続されている。このような分析装置1では、紫外蛍光式SO2分析計4による硫黄分析値と赤外吸収式SO2分析計8による硫黄分析値との差が分析ガス中の水分量に応じて変動する。すなわち、紫外蛍光式SO2分析計4による硫黄分析値と赤外吸収式SO2分析計8による硫黄分析値との差は脱水器7の劣化状態に応じて変動する。従って、この分析装置1では、紫外蛍光式SO2分析計4による硫黄分析値と赤外吸収式SO2分析計8による硫黄分析値との差を指標とすることによって、脱水器7の劣化状態を常時把握することが可能となり、脱水試薬の交換時期の適正化を実現することができる。なお、図8に示すように、図7に示す分析装置1における紫外蛍光式SO2分析計4及び赤外吸収式CO・CO2分析計5を並列に配置してもよい。
実施例1として、図1に示す分析装置1を用いて、以下に示す表1の鉄鋼標準試料中における炭素成分及び硫黄成分の含有量を以下に示す表2記載の条件でそれぞれ測定した。実施例2として、図2に示す分析装置1を用いて同様の測定を行った。炭素及び硫黄の検量線を作成した結果を図11及び図12に示す。また、図12の極低炭素濃度域を拡大した図を図13に示す。本実施例1,2では、加熱炉1と赤外吸収式CO・CO2分析計5として炭素・硫黄分析装置EMIA−520(堀場製作所製)を使用し、紫外蛍光式SO2分析計4として大気中硫黄酸化物濃度測定装置APSA−370(堀場製作所製)を使用した。比較例1として、図9に示す従来の分析装置を用いて同様に鉄鋼標準試料を測定した。比較例2として、図9に示す従来の分析装置において、脱水器7を用いずに同様に鉄鋼標準試料を測定した。比較例1と比較例2の測定結果を図14に示す。
実施例3として、図5に示す分析装置1を用いて、極低炭素鋼試料を表2に示す条件で測定した。赤外吸収式CO・CO2分析計5によって得られた補正前の分析値と数式(1)で補正した分析値とを図15に示す。図15に示すように、実施例3においては、脱水器7を用いない場合には水分の影響で炭素分析値が高くなってしまうが、分析値を補正することにより極低炭素鋼においても炭素成分と硫黄成分とを同時に定量できることが知見された。
実施例4として、図7に示す分析装置1を用いて2000個の鉄鋼試料の測定を1000試料ずつ2回に分けて実施した。30測定毎にダストフィルタ3の洗浄と数回の捨て測定とを行った。赤外吸収式SO2分析計8の分析値と紫外蛍光式SO2分析計4の分析値との差に数式(2)から求められる係数Kを乗算した炭素補正値の推移を図16及び図17に示す。どちらの図においても炭素補正値は測定を重ねるごとに増加している。これは、脱水器7に使われる脱水試薬の劣化が進行していていることを意味している。例えば、図17では200回付近で試薬の劣化が著しく進行していることが定量的に観測できる。これにより、実施例4によれば、測定の都度、試薬の劣化程度を把握し、試薬交換の時期の適正化を実現できることが確認できた。
2 加熱炉
3 ダストフィルタ
4 紫外蛍光式SO2分析計
5 赤外吸収式CO・CO2分析計
6 金属試料
7 脱水器
8 赤外吸収式SO2分析計
9 コンピュータ
Claims (5)
- 金属試料を酸素中で燃焼させ、該金属試料中の炭素成分と硫黄成分とをガス化させることにより、該金属試料中の炭素成分及び硫黄成分の含有量を分析する分析方法において、
ガス化した炭素成分と硫黄成分とを含む分析ガスに赤外線を照射し、該赤外線の吸収量を測定することによって、前記金属試料中における炭素成分の含有量を測定する炭素分析工程と、
前記分析ガスに紫外線を照射し、紫外線の照射に伴い発生する蛍光の強度を測定することによって、前記金属試料中における硫黄成分の含有量を測定する硫黄分析工程と、
前記分析ガスに赤外線を照射し、該赤外線の吸収量を測定することによって、前記金属試料中における硫黄成分の含有量を測定する第2硫黄分析工程と、
前記硫黄分析工程によって測定された硫黄成分の含有量と前記第2硫黄分析工程によって測定された硫黄成分の含有量との差分値から前記分析ガス中の水分量を推定し、推定結果に基づいて前記炭素分析工程によって測定された炭素成分の含有量を補正する補正工程と、
を含むことを特徴とする分析方法。 - 前記硫黄分析工程は、点灯周波数が2Hz以上、100Hz以下の範囲内にあるパルス光源を紫外線源として用い、蛍光の強度のピーク値のみを測定する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の分析方法。
- 前記分析ガス中に含まれる水分を除去する脱水工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の分析方法。
- 前記硫黄分析工程によって測定された硫黄成分の含有量と前記第2硫黄分析工程によって測定された硫黄成分の含有量との差分値に基づいて、前記脱水工程の脱水能力を監視する工程を含むことを特徴とする請求項3に記載の分析方法。
- 金属試料を酸素中で燃焼させ、該金属試料中の炭素成分と硫黄成分とをガス化させることにより、該金属試料中の炭素成分及び硫黄成分の含有率を分析する分析装置において、
ガス化した炭素成分と硫黄成分とを含む分析ガスに赤外線を照射し、該赤外線の吸収量を測定することによって、前記金属試料中における炭素成分の含有量を測定する非分散型赤外線ガス分析計と、
前記分析ガスに紫外線を照射し、紫外線の照射に伴い発生する蛍光の強度を測定することによって、前記金属試料中における硫黄成分の含有量を測定する紫外蛍光ガス分析計と、
前記紫外蛍光ガス分析計によって測定された硫黄成分の含有量と前記非分散型赤外線ガス分析計によって測定された硫黄成分の含有量との差分値から前記分析ガス中の水分量を推定し、推定結果に基づいて前記非分散型赤外線ガス分析計によって測定された炭素成分の含有量を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする分析装置。
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