JPS5940165A - 焼結鉱性状の測定方法 - Google Patents

焼結鉱性状の測定方法

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JPS5940165A
JPS5940165A JP15001382A JP15001382A JPS5940165A JP S5940165 A JPS5940165 A JP S5940165A JP 15001382 A JP15001382 A JP 15001382A JP 15001382 A JP15001382 A JP 15001382A JP S5940165 A JPS5940165 A JP S5940165A
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Hiroshi Saito
斎藤 汎
Hideomi Yanaka
谷中 秀臣
Katsuhiro Takemoto
竹元 克寛
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JFE Engineering Corp
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24Earth materials

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は焼結鉱性状の測定方法に関し、焼結鉱のマクロ
相識とミクロ組織の各組成物等を定量化し、これら諸量
にょシ被還元性、還元粉化性等の焼結鉱性状を迅速且つ
精度良く測定せんとするものである。
焼結鉱の物理的性状は焼結鉱組織と密接な関係があるこ
とが知られてお9、このため従来から焼結鉱性状に着目
した性状測定方法が鋪々提案されている。その代表的な
ものとして、例えばコイルを備えた円筒内にザンプルを
装入し、これに含まれるマグネタイトの割合によって起
る共振周波数の変化を利用する所謂バーマグナグ方式や
すンプルの磁化率を利用する方式等があシ、これらの方
式はいずれもヘマタイト、マグネタイト等の鉄酸化物の
みをその定量可能な対象としている点で共通している。
しかしながら焼結鉱の物理的性状は単に鉄酸化物の定量
にのみ依存するものではないと考えられ、従って他の組
織、例えばカルシウム・フェライト。
スラグ、気孔、さらにヘマタイト中の2次へマクイト等
の定量化を伴わない上記方式は奥操業の管理の十分な指
針となシ得るが疑問のあるところである。また、本発明
者等の検討したところによれば、焼結鉱の物理的性状は
そのミクロ的な組織にとどまらずマクロ的な組織にも密
接に関連しておシ、このマクロ組織をも含めた組織の全
体的な解析なしではその物理的性状の測定を十分なし得
ないことが判明した、しかしながら、上記方式を含めた
従来の測定方式はいずれも焼結鉱のミクロ組織、それも
その組織中の一部の組成物を対象としたものであυ、焼
結鉱のマクロ組織を含めたより全体的な組織に着目し、
またこれを解析して焼結鉱性状の測定に応用した例は未
だ見当らない。
本発明はこのような現状に鑑み創案されたもので、その
基本的特徴は以下の点にある。
まず焼結鉱試料の規定された測定範囲を小区画に細分化
して各区画についてミクロ組織の画像を得、画像処理に
よシ各区画像の反射率の差に基づく組織割合を測定して
各区画のへマクイト、マグネタイト、カルシウム・フェ
ライト及びスラグ等の組成物に代表される鉱物のミクロ
組織を求めるとともに、これら全区画の組織割合から測
定範囲全体のミクロ組織割合を求める。一方、鉱石が溶
けずに元の鉱石の原形をとどめている元鉱部、鉱石かい
ちと溶融して凝固した焼結部及び直径が250μ以上の
マクロ気孔に区別されるマクロ組織割合を求めるに当た
9、各区画について、それらのへマクイトi (H) 
、マグネタイト−Jy(M)。
カルシウム・フェライト量(C)及びスラグ景(S)カ
ら、区画面積に対シテ、(H+M+C+8)く10係の
面積比を有する区画は気孔部、(H+M十〇+8)>1
01のうち(H/(H+M+C))>35% で且つ(
H+M )/(H+A1−1−C’ ) > 554の
区画は元鉱部、それ以外の区画を焼結部と判別して、こ
れら全区画の組織割合から測定範囲全体のマクロ組舵割
合を求める。そしてこのようにして求められたマクロ組
織及びマクロ組織中の任意の組成割合に基づき焼結鉱性
状を測定するようにしたものであシ、このようにするこ
とにょシ、焼結鉱組織の全体的な判別及び定量化に基づ
く迅速且つ精度良い性状測定が可能になる。
焼結鉱の常温強度、熱間強度、被還元性、還元粉化性等
の物理的性状はへマクイト、マグネタイト等のミクロ組
織のみならず、元鉱部、マクロ気孔等のマクロ組織にも
強い相関を有することは前述した通pであシ、このため
本発明では焼結鉱のミクロ組織とマクロ組織の両者につ
いてその組成物及び気孔の定値化を行うものである、本
発明者等は既に、本発明と同様、焼結鉱のミクロ組織と
マクロ組織の両者について各組成物等の定量化を行うこ
とによって焼結鉱性状を測定するという方法を提案して
おシ、この方法はマクロ組織とミクロ組織の両者をそれ
ぞれ撮像し、それぞれを画像処理することによって組織
割合を得るというものであった。これに対し、本発明で
はマクロ組織の撮像、画像処理を省略し、ミクロ組織の
画像のみに基づいて、ミクロ組織及びマクロ組織の定量
化を行うことを特徴としておシ、これによシ測定をよp
迅速化することができる。
本発明では、まず試料のミクロ組織の撮像が行われる。
ここでマクロ組織とは、ヘマタイト、マグネタイト、カ
ルシウム・フェライト、スラグ、直径が250μ未満の
ミクロ気孔等が判別可能な程度の組織を意味する◇また
マクロ組織とは元鉱部、焼結部及びマクロ気孔が判別可
能な程度の組り、をいう。ミクロ組織の撮像は試料の測
定範囲を規定し、この測定範囲を小+2両に細分化し、
各区画について行われる。この撮像は50〜400 倍
程度の顕微鏡を介したITVカメラ等によって行われる
。このような撮像までのプロセスの一例をよシ詳細に説
明すると、まず実機焼結鉱から例えば10陥四方前後の
試料をサンプリングしてこれを樹脂に埋め込み、ダイヤ
モンド研摩またはこれに相当する程度の研摩が行われる
。そして測定範囲を9 闘X 9 mmと規定し、これ
を250μ×250μ程度の小区画に分は各区画の撮像
を行うものである、このようにして得られた各画像につ
いて、その反射率の差に基づく組織割合がそれぞれ測定
される。ミクロ組織においては、その組織分に応じて光
の反射率が異なシ、反射率の高い順にヘマタイト、マグ
ネタイト、カルシウム・フェライト、スラグ及び気孔が
識別され、各区画毎のこれらの面積比が求められる。
一方、マクロ組織については、上記ミクロ組織の組織割
合からその組織割合を測定する。
即ち、以上のようにして定員化された各区画のミクロ組
織中の組成割合から各区画がマクロ組織中のいずれの組
織に該当するかの判定が行われる。区画毎に測定された
ヘマタイト敞(H)、マグネタイト量(M) 、カルシ
ウム・フェライトt(C)及びスラグt (8)から、
各区画のマクロ組織を以下のように判定する。
(1)(H+M+C+8)−、lo係の場合は餓孔部。
Ui) (H+M十〇+8 ) > 10チのうち、(
H/(H+M+C))≧35係で且つ(l(−+−M)
/(H+M+C)≧554の場合は元鉱部。
(iii) (H+M+C+8 ) > 10係のうち
、(11)以外の場合は焼結部。
そして、このようにして得られた各区画のマクロ組織か
ら測定範囲全体におけるマクロ組織の組織割合、即ち元
鉱部、焼結部及びマクロ気孔の各割合を定量化する。こ
のように本発明ではマクロ組織割合を実測することなく
マクロ組織実測に要する試料の作成、測定作業等を全く
省略できる。
以上のようにして試料中のミクロ組織及びマクロ組織の
m織割合が求められ、これらの任意の組成割合から焼結
鉱性状が求められるが、上記したようにミクロ及びマク
ロの両組織割合(ミクロ:実測値、マクロ:推定値)が
待られることによυ、焼結鉱竹状と強い相関を有する2
次へマクイトの組織割合金求めることができる、即ち、
元鉱部を除くヘマタイト、つまシ原鉱石のへマクイトが
還元されてマグネタイトになシ焼結によって再びヘマタ
イトに酸化された所謂2次へマクイト(マクロ組成中の
焼結部に含まれる)は還元粉化率と強い相関があるが、
上記2次へマクイトと元鉱部のへマクイトと反射率が同
じであり、従って上記マクロ組織はもとよシミクロ組織
単独の画像処理だけからでは両者を判別することは不可
能でおる、本発明では上記判別された元鉱組織とミクロ
組織中のへマクイト組織とから、(ヘマタイト量)−(
元鉱1)=(2次へマタイト量)(いずれも面積比)に
よって2次へマタイト徴ヲ求めることができる。そして
、以上のようにして求められた各定量分析値、即ちミグ
1口組織中のへマクイト、マグネタイト、カルシ、ラム
・フェライト、スラグ及びミクロ気孔、マクロ組織中の
元鉱部、焼結部及びマクロ気孔、さらに2次へマクイト
の各定−量分析値に基づき焼結鉱の各物理的性状が算定
され、例えば前記マクロ気孔の定kt分析値によって徘
還元率がそれぞれ算定される。
以上のプロセスは具体的には自動化された測定システム
が用いられる。このシステムは顕微鏡、撮像装置、及び
画像処理及びこれに基づく一連の算定を行うための処理
装置を含み、顕微鏡を介して撮像されたミクロ組織の画
像から一連のプロセスを経て各組成物の定量とこれに基
づく物理的性状を算定し、これを表示する。このため前
記処理装置には、各反射率と各組織分との関係等が予め
記憶されておυ、最終的に各組織分に応じた演算にょシ
焼結鉱の性状を示す指数が求められる、第1図はこのよ
うな自動化された測定システムを示すもので、(1)は
顕微鏡、(2)はテレビカメラ、(3)はカメラコント
ローラ、(4)は上記演算処理を行う電子計算機、(5
)はモニターテレビ、(6)はハードコピー、(7)は
ブロック、(8)はラインプリンタ、(9)はディスク
ファイルである。これら測定システムによれば、上記顕
微M (1)による反射像をテレビカメラ(2)によっ
てビデオ信号に変換し、これを電子計算機(4)に送給
する。電子計算機では1視野当た゛シ約6500(1個
に分割した画素によって各々の輝度レベルが検出され、
これに幾伺学的、統計学的演算を加えてミクロ組織の各
組織割合とこれに基づく焼結鉱性状を示す指数が求めら
れる。このような演算結果はモニターテレビ、ハードコ
ピー、プロッター、ラインプリンタ等に表示され、また
測定されたデータはディスクファイル等に保存される、
なお上記試料の撮像に際しては、その撮像前後に標準反
射板による輝度測定を実施し、組織の反射率校正を行う
第2図及び第3図は本発明法を使用し、焼結鉱組織と性
状の関係、を調べた一例を示すものである。このうち第
2図はマクロ気孔定量分析値と被還元率との関係を%ま
た第3図は2次へマクイト定量分析値と還元粉化率との
関係を示すものであシ、これらによれば、それぞれの組
織と性状の間には強い相関が認められる。そして本発明
では、例えば、 (被還元率) = a X (マクロ気孔走部分布1値
)(還元粉化率) = a X (2次へマクイト定量
分析値)−b×(元鉱定狙分析値)+c 秦但し、a、b、c・・・定数 の如き式によシ、各物理的性状が求められる。
以上のように本発明によるときは、焼結鉱の性状を測定
するに当だシ、焼結鉱のミクロ組織のみならずマクp組
織の組成物さらには2次へマクイ)1−もその測定因子
とし、かかる各組織の定量化とこれによる焼結鉱性状の
測定を、ミクロ組織の撮像、その画像処理による組織割
合の定量化、ミクロ組織割合に基づくマクロ組織割合の
定量化によυ焼結鉱の全体的な組織割合を求め、これに
基づき物理的性状を求めるという一連のフロセスを取る
ようにしたので、還元粉化性、被還元性等の焼結鉱性状
を迅速にしかも精度良く測定するととができ、その結果
、実操業へのフィードバックも迅速且つ正確になって良
好な性状の焼結鉱を製造せしめ得るものであるから、工
業上その効果が大きい発明である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施に供される測定システムの一例を
示す説明図である6第2図はマクロ気孔定量分析値と被
還元率との関係を示すものである。第3図は2次へマク
イト定量分析値と還元粉化率との関係を示すものである

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 焼結鉱試料の規定された測定範囲を小区画に細分化して
    各区画についてのミクロ組織の画像を得、各画像の反射
    率の差に基づく組成割合を測定して各区画毎のへマタイ
    ト、マグネタイト、カルシウム・フェライト及びスラグ
    等の組成物に代表されるミクロ組織割合を求めるととも
    に、これら全区画の組織割合から測定範囲全体のミクロ
    組織割合を求め、一方、元鉱、焼結部及び気孔に区別さ
    れるマクロ組織割合を求めるに尚たシ、各区画について
    、それらのへマタイト量()()、マグネタイト魚(M
    )及びカルシウム・フェライト量(C)及びスラグ1(
    S)から、(H+M+C+S)≦10係の区画は気孔部
    、(H+M+C+8)>10係の区画のうち()I/(
    1(+M+C) )≧35%で且つ(I(+M )/(
    H+M+C)≧55チ の区画は元鉱部、それ以外の区
    画は焼結部と判定して、これら全区画の組織割合から測
    定範囲全体のマクロ組織割合を求め、得られたミクロ組
    織及びマク四組織中の任意の組成割合に基づき焼結鉱性
    状を測定するようにしたことを特徴とする焼結鉱性状の
    測定力法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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