JPH11132954A - 発光分光分析法による鋼中の窒素の定量分析方法 - Google Patents
発光分光分析法による鋼中の窒素の定量分析方法Info
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- JPH11132954A JPH11132954A JP9311097A JP31109797A JPH11132954A JP H11132954 A JPH11132954 A JP H11132954A JP 9311097 A JP9311097 A JP 9311097A JP 31109797 A JP31109797 A JP 31109797A JP H11132954 A JPH11132954 A JP H11132954A
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Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋼中の窒素を発光分光分析法で分析する際
に、共存元素の影響のない精度の良い分析方法を提供す
る。 【構成】 Fe−Nの2元系合金試料の検量線を用いて
Fe−Nに1種又は2種以上の共存元素を含む多元系合
金試料のN含有量N0を求め、当該共存元素の含有量X
iと影響係数Liの積で定義する誤差量Niの総和ΣN
iを求めて式(1)から多元系合金のN含有量NAを発
光分光分析法により定量する。 NA =N0−ΣNi =N0−Σ(Xi×Li)…(1) 本発明では、多元系合金の鋼中のN含有量が0.01重
量%以下であっても精度の高い定量分析が可能であり、
共存元素がC≦2重量%(0%を含む),Si≦2重量
%(0%を含む),P≦0.2重量%(0%を含む),
Co≦1重量%(0%を含む)の範囲で優れた分析精度
が得られる。
に、共存元素の影響のない精度の良い分析方法を提供す
る。 【構成】 Fe−Nの2元系合金試料の検量線を用いて
Fe−Nに1種又は2種以上の共存元素を含む多元系合
金試料のN含有量N0を求め、当該共存元素の含有量X
iと影響係数Liの積で定義する誤差量Niの総和ΣN
iを求めて式(1)から多元系合金のN含有量NAを発
光分光分析法により定量する。 NA =N0−ΣNi =N0−Σ(Xi×Li)…(1) 本発明では、多元系合金の鋼中のN含有量が0.01重
量%以下であっても精度の高い定量分析が可能であり、
共存元素がC≦2重量%(0%を含む),Si≦2重量
%(0%を含む),P≦0.2重量%(0%を含む),
Co≦1重量%(0%を含む)の範囲で優れた分析精度
が得られる。
Description
【0001】
【発明に属する技術分野】本発明は、発光分光分析法に
よる鋼中のN(窒素)の定量分析方法に関する。
よる鋼中のN(窒素)の定量分析方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼中のNの定量分析方法には、JIS
G1228(1980年)に規定されているようにいく
つかの方法がある。それらの中で比較的簡便で分析精度
も良好な分析方法として、不活性ガス搬送融解−熱伝導
度法が一般的に用いられている。この方法は、鋼試料を
高周波加熱により融解し、発生した窒素ガスを不活性ガ
スにより搬送し、熱伝導度検出器により定量するもので
ある。一方、鋼材の製造における工程管理等において必
要とされる迅速分析では、一般に、固体試料を用いた発
光分光分析法が行われている。この方法は、アーク放電
やスパーク放電を励起発光源とし、試料から発生した各
元素のスペクトル線の強度を基に定量を行うものであ
り、C,Si,Mn等ほとんどの元素分析が可能であ
る。
G1228(1980年)に規定されているようにいく
つかの方法がある。それらの中で比較的簡便で分析精度
も良好な分析方法として、不活性ガス搬送融解−熱伝導
度法が一般的に用いられている。この方法は、鋼試料を
高周波加熱により融解し、発生した窒素ガスを不活性ガ
スにより搬送し、熱伝導度検出器により定量するもので
ある。一方、鋼材の製造における工程管理等において必
要とされる迅速分析では、一般に、固体試料を用いた発
光分光分析法が行われている。この方法は、アーク放電
やスパーク放電を励起発光源とし、試料から発生した各
元素のスペクトル線の強度を基に定量を行うものであ
り、C,Si,Mn等ほとんどの元素分析が可能であ
る。
【0003】
【発明が解決しょうとする課題】Nの定量分析に関して
は、比較的簡便な不活性ガス融解法が行われているが、
N以外の他の元素と同時分析ができないため分析作業が
複雑化し、分析時間を要するために鋼材の製造における
工程管理、例えば転炉・脱ガス等の精練操業時に必要と
される迅速分析には適用が困難であった。一方、鋼材の
製造等で工程管理上迅速分析必要な場合には、発光分光
分析法が適用されているもののNの定量分析には適用さ
れていない。発光分光分析法によるNの定量分析が困難
な主な理由は、発光によるNのスペクトルが短波長の紫
外域にあるため発光分光分析装置の集光レンズに吸収さ
れやすいこと、スペクトル強度に対するバックグランド
の比率が大きく測定感度自体が低いことにある。近年、
集光レンズの改良により紫外領域のスペクトルまで分光
可能となり、一部発光分光分析法によるNの定量が行わ
れるようになっているが、数100ppmといった比較
的高いN含有量の鋼材、例えばステンレス鋼等を対象と
されており、要求される分析精度も厳しくないものに限
られていた。
は、比較的簡便な不活性ガス融解法が行われているが、
N以外の他の元素と同時分析ができないため分析作業が
複雑化し、分析時間を要するために鋼材の製造における
工程管理、例えば転炉・脱ガス等の精練操業時に必要と
される迅速分析には適用が困難であった。一方、鋼材の
製造等で工程管理上迅速分析必要な場合には、発光分光
分析法が適用されているもののNの定量分析には適用さ
れていない。発光分光分析法によるNの定量分析が困難
な主な理由は、発光によるNのスペクトルが短波長の紫
外域にあるため発光分光分析装置の集光レンズに吸収さ
れやすいこと、スペクトル強度に対するバックグランド
の比率が大きく測定感度自体が低いことにある。近年、
集光レンズの改良により紫外領域のスペクトルまで分光
可能となり、一部発光分光分析法によるNの定量が行わ
れるようになっているが、数100ppmといった比較
的高いN含有量の鋼材、例えばステンレス鋼等を対象と
されており、要求される分析精度も厳しくないものに限
られていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、迅速分析が可
能な発光分光分析法において高い精度のN分析法を提供
するために、Fe−Nの2元系合金試料の検量線を用い
てFe−Nに1種又は2種以上の共存元素を含む多元系
合金試料のN含有量N0を求め、当該共存元素の含有量
Xiと影響係数Liの積で定義する誤差量Niの総和Σ
Niを求めて式(1)から多元系合金のN含有量NAを
発光分光分析法により定量する。 NA =N0−ΣNi =N0−Σ(Xi×Li)…(1) また、N分析値に及ぼす影響が大きい共存元素C,S
i,P,Coを含有する場合には、多元系合金試料のN
含有量N0を求め、当該共存元素の含有量Xiと影響係
数Liの積で定義する誤差量の総和Σ(Xi×Li)を
求めて式(2)から多元系合金のN含有量NAを発光分
光分析法により定量する。 NA =N0−Σ(Xi×Li) =N0−(Xc×Lc+Xsi×Lsi+Xp×Lp+Xco×Lco)…(2) 本発明では、多元系合金の鋼中のN含有量が0.01重
量%以下であっても精度の高い定量分析が可能であり、
共存元素がC≦2%(0%を含む),Si≦2%(0%
を含む),P≦0.2%(0%を含む),Co≦1%
(0%を含む)の範囲では優れた分析精度が得られる。
能な発光分光分析法において高い精度のN分析法を提供
するために、Fe−Nの2元系合金試料の検量線を用い
てFe−Nに1種又は2種以上の共存元素を含む多元系
合金試料のN含有量N0を求め、当該共存元素の含有量
Xiと影響係数Liの積で定義する誤差量Niの総和Σ
Niを求めて式(1)から多元系合金のN含有量NAを
発光分光分析法により定量する。 NA =N0−ΣNi =N0−Σ(Xi×Li)…(1) また、N分析値に及ぼす影響が大きい共存元素C,S
i,P,Coを含有する場合には、多元系合金試料のN
含有量N0を求め、当該共存元素の含有量Xiと影響係
数Liの積で定義する誤差量の総和Σ(Xi×Li)を
求めて式(2)から多元系合金のN含有量NAを発光分
光分析法により定量する。 NA =N0−Σ(Xi×Li) =N0−(Xc×Lc+Xsi×Lsi+Xp×Lp+Xco×Lco)…(2) 本発明では、多元系合金の鋼中のN含有量が0.01重
量%以下であっても精度の高い定量分析が可能であり、
共存元素がC≦2%(0%を含む),Si≦2%(0%
を含む),P≦0.2%(0%を含む),Co≦1%
(0%を含む)の範囲では優れた分析精度が得られる。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明は、これまで迅速分析が可
能な発光分光分析法において、分析精度が劣っていた
0.01%以下のNを含有する多元系合金においても精
度が高いNの定量分析方法を提供する。例えば普通鋼鋼
材等のNの定量分析で要求される0.01%以下のN含
有量にも対応可能である。本発明者らは、発光のスペク
トルの詳細な検討を行いNの分析精度の低下には分析試
料中に共存する他の元素がNの分析値に影響を及ぼして
いることを見出した。さらに、影響度の大きな共存元素
の種類を見出すとともに、その共存元素の含有量とN分
析値への影響度を補正することで、優れた分析精度を有
する分析方法を得ることができた。すなわち、 発光分
光分析法でC,Si,Mn,P,S,Cu,Ni,C
r,Mo,V,Ti,Nb,Co,Zr,W,Alの各
第3元素(各元素をiと称する)を含むFe−N−iの
3元系合金試料のNの発光強度を測定し、あらかじめ作
成したFe−Nの2元系合金試料のNの検量線より測定
値N 0を求める。 Fe−Nの2元系合金試料の真のN
含有量は不活性ガス搬送融解−熱伝導度法で求め、N0
−(真のN含有量)をN誤差量Niとした。
能な発光分光分析法において、分析精度が劣っていた
0.01%以下のNを含有する多元系合金においても精
度が高いNの定量分析方法を提供する。例えば普通鋼鋼
材等のNの定量分析で要求される0.01%以下のN含
有量にも対応可能である。本発明者らは、発光のスペク
トルの詳細な検討を行いNの分析精度の低下には分析試
料中に共存する他の元素がNの分析値に影響を及ぼして
いることを見出した。さらに、影響度の大きな共存元素
の種類を見出すとともに、その共存元素の含有量とN分
析値への影響度を補正することで、優れた分析精度を有
する分析方法を得ることができた。すなわち、 発光分
光分析法でC,Si,Mn,P,S,Cu,Ni,C
r,Mo,V,Ti,Nb,Co,Zr,W,Alの各
第3元素(各元素をiと称する)を含むFe−N−iの
3元系合金試料のNの発光強度を測定し、あらかじめ作
成したFe−Nの2元系合金試料のNの検量線より測定
値N 0を求める。 Fe−Nの2元系合金試料の真のN
含有量は不活性ガス搬送融解−熱伝導度法で求め、N0
−(真のN含有量)をN誤差量Niとした。
【0006】N誤差量と各共存元素(i元素)の含有量
Xiの関係は、図1〜8に示すようにC,Si,P,C
o以外の元素については、XiにかかわらずNiはゼロ
と見なすことができ、 C,Si,P,Coが共存する
ときにはNiがゼロでないので補正を行った。なお、N
iが正の値を示のは、共存元素のスペクトルがNのスペ
クトルに一部重畳する等の現象によるものと推察され
る。また、図1〜図4よりNiとXiが一次の関係にあ
ることがわかるので、これらの比(各図における直線の
勾配)を影響係数LiとするとXi×Liを誤差量(共
存元素iに対する補正量)と見なすことができる。共存
元素それぞれに対して補正量を求めると式(1)により
共存元素の影響を補正したNの定量分析が可能となる。 NA =N0−ΣNi =N0−Σ(Xi×Li)…(1) とくに、共存元素としてC,Si,P,Coのいずれか
を含む場合は式(2)により精度の高いNの定量分析が
可能となる。 NA =N0−Σ(Xi×Li) =N0−(Xc×Lc+Xsi×Lsi+Xp×Lp+Xco×Lco)…(2) 本発明以外の共存元素を含む場合、あるいは共存元素の
含有量が過剰な場合には前記と同様な補正を行う必要が
ある。
Xiの関係は、図1〜8に示すようにC,Si,P,C
o以外の元素については、XiにかかわらずNiはゼロ
と見なすことができ、 C,Si,P,Coが共存する
ときにはNiがゼロでないので補正を行った。なお、N
iが正の値を示のは、共存元素のスペクトルがNのスペ
クトルに一部重畳する等の現象によるものと推察され
る。また、図1〜図4よりNiとXiが一次の関係にあ
ることがわかるので、これらの比(各図における直線の
勾配)を影響係数LiとするとXi×Liを誤差量(共
存元素iに対する補正量)と見なすことができる。共存
元素それぞれに対して補正量を求めると式(1)により
共存元素の影響を補正したNの定量分析が可能となる。 NA =N0−ΣNi =N0−Σ(Xi×Li)…(1) とくに、共存元素としてC,Si,P,Coのいずれか
を含む場合は式(2)により精度の高いNの定量分析が
可能となる。 NA =N0−Σ(Xi×Li) =N0−(Xc×Lc+Xsi×Lsi+Xp×Lp+Xco×Lco)…(2) 本発明以外の共存元素を含む場合、あるいは共存元素の
含有量が過剰な場合には前記と同様な補正を行う必要が
ある。
【0007】
【実施例】表1に示す化学成分を有する試験鋼種1〜1
5から、直径約30mm円柱状試験片を採取し、焦点距
離50cmの分光器とフッ化マグネシウムの集光レンズ
を備えた発光分光分析装置にて定量分析を行った。表1
に示すNの含有量は、不活性ガス搬送融解−熱伝導度法
によつて求めた値であり、これを真のN含有量値として
いる。表2はNの定量分析結果を示している。比較例
は、Fe−Nの2元系合金検量線を用いた従来法の結果
であり、本発明例は、共存元素の影響を補正するために
前記の式(2)から求めた結果である。各測定値は、1試
料に対して2回の分析を行った平均値である。測定値は
測定の日時により変動する場合があるので10日間繰り
返して分析を行い、繰り返しによる精度も調査した。N
測定値の精度は、測定値と真の含有量値との差である誤
差から判断すると、比較例では0.0005%〜0.0
025%の誤差が生じるのに対し、本発明例の誤差は最
大でも0.0005%であり、測定の精度が向上してい
ることがわかる。さらに、10日間の繰り返し精度につ
いて標準偏差から判断すると、本発明例では最大でも
0.0004%であり、繰り返し精度においても優れて
いることがわかる。
5から、直径約30mm円柱状試験片を採取し、焦点距
離50cmの分光器とフッ化マグネシウムの集光レンズ
を備えた発光分光分析装置にて定量分析を行った。表1
に示すNの含有量は、不活性ガス搬送融解−熱伝導度法
によつて求めた値であり、これを真のN含有量値として
いる。表2はNの定量分析結果を示している。比較例
は、Fe−Nの2元系合金検量線を用いた従来法の結果
であり、本発明例は、共存元素の影響を補正するために
前記の式(2)から求めた結果である。各測定値は、1試
料に対して2回の分析を行った平均値である。測定値は
測定の日時により変動する場合があるので10日間繰り
返して分析を行い、繰り返しによる精度も調査した。N
測定値の精度は、測定値と真の含有量値との差である誤
差から判断すると、比較例では0.0005%〜0.0
025%の誤差が生じるのに対し、本発明例の誤差は最
大でも0.0005%であり、測定の精度が向上してい
ることがわかる。さらに、10日間の繰り返し精度につ
いて標準偏差から判断すると、本発明例では最大でも
0.0004%であり、繰り返し精度においても優れて
いることがわかる。
【0008】
【表1】
【0009】
【表2】
【0010】
【発明の効果】以上のように、本発明の分析発光分光分
析法では、共存元素が存在する多元系合金においても迅
速にかつ高精度のNの定量分析が可能となる。さらに、
本発明では測定の日時によらず繰り返し精度に優れてい
るので鋼材の製造等の工程管理に対しても有用である。
本発明は、従来困難であった0.01%以下のNの定量
分析においてとくに有用である。
析法では、共存元素が存在する多元系合金においても迅
速にかつ高精度のNの定量分析が可能となる。さらに、
本発明では測定の日時によらず繰り返し精度に優れてい
るので鋼材の製造等の工程管理に対しても有用である。
本発明は、従来困難であった0.01%以下のNの定量
分析においてとくに有用である。
【図1】 C 含有量とN誤差量の関係を示す図である。
【図2】 Si含有量とN誤差量の関係を示す図であ
る。
る。
【図3】 P 含有量とN誤差量の関係を示す図である。
【図4】 Co含有量とN誤差量の関係を示す図であ
る。
る。
【図5】 Ti,Al,Cu含有量とN誤差量の関係を
示す図である。
示す図である。
【図6】 Mo,Nb,Zr含有量とN誤差量の関係を
示す図である。
示す図である。
【図7】 Mn,Ni,Cr含有量とN誤差量の関係を
示す図である。
示す図である。
【図8】 S,W,V含有量とN誤差量の関係を示す図で
ある。
ある。
フロントページの続き (72)発明者 肥後 裕一 広島県呉市昭和町11番1号 日新製鋼株式 会社技術研究所内
Claims (4)
- 【請求項1】 Fe−Nの2元系合金試料の検量線を用
いてFe−Nに1種又は2種以上の共存元素を含む多元
系合金試料のN含有量N0を求め、当該共存元素の含有
量Xiと影響係数Liの積で定義する誤差量Niの総和
ΣNiを求めて式(1)から多元系合金のN含有量NA
を求めることを特徴とする発光分光分析法による鋼中の
窒素の定量分析方法。 NA =N0−ΣNi =N0−Σ(Xi×Li)…(1) - 【請求項2】 請求項1記載の共存元素がC,Si,
P,Coの1種又は2種以上の多元系合金試料のN含有
量N0を求め、当該共存元素の含有量Xiと影響係数L
iの積で定義する誤差量の総和Σ(Xi×Li)を求め
て式(2)から多元系合金のN含有量NAを求めること
を特徴とする発光分光分析法による鋼中の窒素の定量分
析方法。 NA =N0−Σ(Xi×Li) =N0−(Xc×Lc+Xsi×Lsi+Xp×Lp+Xco×Lco)…(2) - 【請求項3】 請求項1又は2記載の多元系合金の鋼中
のN含有量が0.01重量%以下である発光分光分析法
による鋼中の窒素の定量分析方法。 - 【請求項4】 請求項1,2又は3記載の多元系合金の
共存元素が重量%でC≦2%(0%を含む),Si≦2
%(0%を含む),P≦0.2%(0%を含む),Co
≦1%(0%を含む)である発光分光分析法による鋼中
の窒素の定量分析方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9311097A JPH11132954A (ja) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | 発光分光分析法による鋼中の窒素の定量分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9311097A JPH11132954A (ja) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | 発光分光分析法による鋼中の窒素の定量分析方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11132954A true JPH11132954A (ja) | 1999-05-21 |
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ID=18013110
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JP9311097A Withdrawn JPH11132954A (ja) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | 発光分光分析法による鋼中の窒素の定量分析方法 |
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JP (1) | JPH11132954A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104390826A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-04 | 西南铝业(集团)有限责任公司 | 一种6016铝合金光谱标准样品的制备方法 |
EP3139155A4 (en) * | 2014-07-09 | 2017-07-05 | JFE Steel Corporation | Method for analyzing nitrogen in metal samples, device for analyzing nitrogen in metal samples, method for adjusting nitrogen concentration in molten steel, and steel production method |
CN108508176A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-09-07 | 太原重工股份有限公司 | 合金中氮含量的分析测定方法 |
-
1997
- 1997-10-28 JP JP9311097A patent/JPH11132954A/ja not_active Withdrawn
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US10641711B2 (en) | 2014-07-09 | 2020-05-05 | Jfe Steel Corporation | Method for analyzing nitrogen in metal sample, apparatus for analyzing nitrogen in metal sample, method for adjusting nitrogen concentration in molten steel, and method for manufacturing steel |
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