JPS62269040A - 多孔体の見掛比重測定方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、多孔体の気孔率を算出するために必要な見掛
比重を迅速且つ精度よく測定する方法に関するものであ
る。

本発明で言う多孔体とは、製鉄用の鉄鉱石類。

副原料類、焼結鉱・ペレットなどの塊成鉱類、コークス
および煉瓦類等を含むもので、本発明はこれらの見掛比
重および気孔率測定に広く利用され得るものである。

（従来の技術） 従来、多孔体、例えば製鉄用原料である鉄鉱石やペレッ
トの見掛比重は、ＪＩＳＭ８７１６に規定されている鉄
鉱石類（ペレット）の見掛比重測定法により求められて
きた。近年ではオレイン酸ナトリウム水溶ｇを使用し念
ベレットの体積測定法（日本学術掘興会・製銑第５４委
員会−１６３７）やコークス分野に於いてはＪＩＳＫ２
１５１に規定されているコークス気孔率測定法およびそ
の迅速法（コークス・サーキュラ−９８５（１９８２）
）による測定が試みられている。焼結鉱については、標
準的な見掛比重測定法ならびに気孔率測定法がないため
、パラフィンや粘土を試料表面に破損して浮力を測定す
る方法（鉄と鋼、７５６８年第１５号Ｐ、１５１（１９
８２））や、試料を切断研摩し、その研摩面を画像解析
する方法（鉄と鋼、第６９年第１２号Ｐ、５７５０（１
９８３））による気孔率測定法が試みられている。

しかしながら、これらの製鉄用原料類の見掛」重測定方
法には次のような問題点がある。

即ち、ＪＩＳＭ８７１６に定められている鉄鉱石類（ペ
レット）の見掛比重測定法によれば、焼結鉱が有する大
きな気孔径までは気孔率として測定できない。また、見
掛体積の測定に於いて水銀が使用されるため、作業環境
および測定後の試料処理の面で問題が指摘されている。

水銀に係る作業環境の問題点を解決するためにオレイン
酸ナトリウム水溶液を使用したベレットの体積測定法が
ある。この方法はペレットに限定された体ａ！測定法で
あり、焼結鉱が有する大きな気孔径まで気孔径として測
定できない。仮にこの方法を焼結鉱類の体積測定に準用
しても、焼結鉱は（レットに比べ表面形状が極めて複雑
な九め、オンイン酸ナトリウムならびにケロシンの拭き
取りを均一に行うことも困難である。

コークスの分野ではＪＩＳＫ２１５１に従って気孔率測
定が実施されているが、試料を切り出してこれを煮沸す
るなど大変に手間を要する。そこで、近年、その迅速法
（コークス・サーキュラ−９８５（１９８２）が実施さ
れている。この方法では、水中減圧脱泡後の試料に付着
する表面水のみ除去し、気孔中の水は七の−まま残し次
状態に試料処理を行い、水中に吊して試料の見掛体積全
測定し、試料の見掛比重が算出される。

これらの方法においても水を保持できないような約２■
径以上の大きな気孔については気孔率を求めることがで
きない。特に、破砕処理前の直径５０ｍｔ−超えるよう
な粒度の焼結鉱ではＬｏｗ径程度の大径の気孔が存在す
る場合があり、これまで述べてきた従来法では測定不可
能である。寸た、試料を水中に浸漬させるため、水分吸
収による変質、膨潤および溶解などが起こる工つな試料
、例えば生石灰、スラグ類、岩塩、砂糖などには適用で
きない。

また大きな気孔径を有する焼結鉱の見掛気孔率を測定す
るために、粘土を試料の表面に被覆し、水中に吊して見
掛体積を測定したのち、粘土の体積を計算により補正し
て試料の見掛比重を求める方法が試みられている。しか
し、この方法においてはｖ８結鉱のような複雑な形状の
試料に対して、一定の方法で均一に粘土を被覆すること
が困難であるため、再現性のある高精度の測定は期待で
きない。また粘土の被覆は人手による作業となる之め作
業効率も悪い。さらに測定後の粘土を除去することも難
しく、同一試料の再測定は容易ではない。

１几最近、焼結鉱を切断研摩し、その断面形状の画像解
析により気孔率を求める方法が試みられている。しかし
、焼結鉱のような大きな試料の場合、研摩コストが高く
、画像解析する友めに多大の時間ｔ−要する。

以上のごとく、焼結鉱の見掛比重を測定する場合を例に
し念ように、大きな気孔径と複雑な界面形状を有する多
孔体に従来の鉄鉱石（ベレット）、コークスに適用され
ている方法を採用すると精度面１作業効率の面、コスト
高などのいずれかにおいて問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は前述の従来技術における問題点を解決したもの
で、簡便ｆｉ　１ｊｌｌ＋定操作で且つ精度良く、形状
の不規則な多孔体の見掛比重測定方法を提供することＫ
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨は、多孔体の外表面を不透水性フィルムで
真空密着包装し次のち浮力測定法により見掛体積を算出
し、その見掛体積で該試料の乾燥重量を除することによ
り試料の見掛比重を算出することにある。

即ち、見掛比重は次式によって算出される。

ｄ１＝Ｗ１／ｖ１ Ｖ、＝Ｖ４−Ｗ、／ｄ３＝Ｗ２／ｄ２−Ｗ３／ｄ３ここ
で ｄ、；試料の見掛比重〔ｇ／ｃｒＩＭ〕Ｗ１；試料の乾
重量Ｃ，９１ ｖｌ；試料の見掛体積〔副〕 ｖ４；フィルムを含め几見掛体積〔）〕Ｗ２；水中重量
増分ＩＪ） ｄ２；水の比重〔ｇ／備〕 Ｗ３；フィルム重量ＩＪ’） ｄ３：フィルム比重１／ｃｒＲ：１ 以下、本発明について詳細に説明する。

本発明者らは不規則な形状を有する試料においても、真
空包装すれば試料の外表面とフィルムが良く密着するこ
とに着目し、これを焼結鉱などの複雑な形状を有する多
孔体に適用すれば、多孔体の外形を短時間にしかも再現
性良く決定することができるという特性を見い出し念。

この特性を利用すべく研究した経過を以下に説明する。

真空包装は食品分野に広く普及した技術であり、主にス
ライスノ・ム、薫製品などの少量包装に使用されている
。また最近ではゲルトやナツトのような小型機械部品の
包装にも応用されている。これらの真空包装の目的は、
主として空気を除くことによる腐敗防止や水分の蒸発ま
念は混入の防止、あるいは単に取り扱いやすくするなめ
である。

これに対し、本発明法において重要となるのは試料とフ
ィルムの密Ｈによる均一な外形の決定作用である。

真空包装することによって試料の表面とフィルムが密着
することを確認するために、体積のはつきりわかった球
、立方体および円柱の試料について本発明法により見掛
体積を算用し之結果を第２図に示す。この図はナイロン
−ポリエチレン系のラミネート・フィルムを用い、真空
度を２０および１　ｔｏｒｒにした場合の例である。こ
の結果、真空包装すれば試料の形状にかかわらず試料の
表面はフィルムと良く密着しており、試料の体積はこの
方法によって正確に求められることが判明し念。

以上に述べ次技術的手段全基本とする本発明の見掛比重
測定プロセスの一例を測定手順に従って以下に述べる。

まず試料を乾燥して秤量し、第１図に例示するような真
空包装機の真空室３内に該試料１を不透水性のフィルム
２に包んだ状態で静置し、真空室上部の上蓋４ｔ−閉じ
、真空ポンプ５を作動させ、真空室内を減圧する。所定
の真空度に達した時点でシール装置６でフィルムの開口
部を溶着し、フィルムを密閉する。しかるのち、真空ｒ
ンｆ５を止め、解放バルブ７を開き、真空室内を大気圧
に戻す。以上の操作により、試料の外衣面はフィルムに
包み込まれた状態で密着する。次に、真空包装した該試
ｆ＋を再び秤量し、試料の乾重量との差からフィルムだ
けの重量を亀とめ、フィルムの比重で除することにエリ
フィルム体積を算出する。

こうして真空包装処理と重量測足全終え九試ｙ＃＋は第
３図に例示するような水中浸漬による体積測定可能な装
置にて試料の見掛体積を測定する。真空包装され之試料
１は天秤８に載せた水槽９の水中定位置にスタンド１２
、ストツノ！−１３．糸１４およびプーリーｔ５，１６
を介して吊し九クリップ１０に挾んで保持され、測定さ
れる。かくして秤量し念数値を秤量時の水の比重で除し
て試料の見掛体積を求め、先に求め几フィルムの体積を
減じた後、すでに測定されている試料の乾燥重量を除し
て試料の見掛比重を算出する。なお、第３図の見掛体積
測定装置は一例を示すものであり、水中浸漬時の水面の
上昇分の体積全精度良く測定できれば他の形式でも問題
はない。

（作用） 本発明に多孔体の見掛比重を測定するに際して、多孔体
を不透水性のフィルムを用いて真空密着包装する点に最
も特徴がある。このような方法を採用する場合には、多
孔体の外表面に不透水性のフィルムを一定の条件で密着
させておくことにより、後述するような優れた効果が得
られる。

真空包装によって多孔体試料の外形が定ぼろ時の作用に
ついて第４図の模式図に基いて説明する。

焼結鉱のように大きな開気孔を有する多孔体においては
外衣面と開気孔１７との境界が明確でないため、フィル
ム２と多孔体試料１の密着度によって気孔と見なせる領
域が異なる。即ち、密着度を変えれば、測定する気孔径
の大きさを変えることが可能である。

フィルムの密着度は主としてフィルムの厚さおよび材質
と真空度によって大きく左右される。その−例として真
空度を変えた場合の焼結鉱の気孔率変化を第５図に示す
。真空度の低い場合には大＠な気孔内にはフィルムが侵
入しないので、大きい気孔径（で見掛の体積として測定
されるため、見掛比重が小さくなり、従って気孔率が高
くなる。

−万、高真空で包装すれば大きな気孔の内部にフィルム
が侵入し、見掛の体積が小さく、見掛比重が大きくなり
、従って気孔率は低くなる。この場合、比較的小さい気
孔径に対する気孔率が求まる。

従って試料の外表面に開口する気孔のうち、所定の大き
さの気孔径を見掛の体積と見なして見掛比重を測定する
場合、フィルムの厚さおよびその材質に応じて真空度が
決定される。

なお、真空度を下げ過ぎるとフィルムと試料が密清しな
くなるが、この限界は使用するフィルムの厚さと材質に
よって異なる。好ましい真空度の一例を示すと、食品用
の汎用フィルムであるナイロン−ポリエチレン系ラミネ
ートフィルムでは７０　ｔｏｒｒ以下で真空包装するこ
とが望ましい。

薄いフィルムあるいは柔軟な材質のフィルム全使用する
ことによっても高真空包装と同じ効果が得られる。　ｆ
４１えげフィルム材質にはナイロン、ＩＩＪエチレン１
．ｔ？ＩＪ７’ロビレン、ポリ塩化ビニル、Ｉリスチレ
ンおよび各種ラミネート製品などがあり、それぞれにつ
いてフィルム厚さも選べる之め、フィルムの硬さは広い
範囲で変えることができる・（実施例） 見掛比重は試料の気孔率全算出するためにｆｉ１１定さ
れる。粘土被覆法を従来法ｌと［−、コークスの迅速法
を従来法２として、本発明法と気孔率を比較した結果ｆ
ｔ第６図に示す。試料は２０〜１８０■径の粒度範囲内
の焼結鉱よ０１２個選び、それぞれの試料について本発
明法、従来法１および従来法２の順に見掛比重測定を行
り之、なお、本発明法の測定に際しては不透水性フィル
ムとして厚さ１００μｍのナイロン−ポリエチレン系の
ラミネート・フィルムを用い、真空度を２０　ｔｏｒｒ
とした。従来法１では粘土にプラスチシン（鉄と鋼、第
６８年第１５号Ｐ、１５１（１９８２））を用いた。

気孔率は次式により算出し之。

Ｐ＝１−ｄ、／ｄ ここで　Ｐ　；気孔率〔チ〕 ｄ、：見掛比重Ｃｇ／箇〕 ｄ　；試料の真比重〔９／ｃｒｎ〕 第６図に示すとおり、従来法２では大きい気孔径が測定
できないため、試料の気孔率は本発明法および従来法１
に比べて低く算出される。本発明法と従来法１では測定
し意気孔率の平均ノベルはほぼ同程度であるが、従来法
１においては同一試料の再測定が難しく、本発明法は繰
返し測定が可能であるという点で本発明法の万が優れて
いる。

本発明法において、焼結鉱について同一試料を１０回繰
返しｊ；１］定を行った時の気孔率の平均値および標準
側差を第１表に示す。この表から、真空包装時の条件が
一定であれば、繰返し精度が高く、良い再現性が得られ
ることがわかる。

第　１　表 （発明の効果） 本発明の実施グｊに示すとおり、表面形状の複雑な多孔
体を真空包装後、見掛比重を測定する方法によれば、簡
便にかつ明確に多孔体の外形を定めることができるため
、再現性のある高精度の気孔率測定が可能となった。ま
た比較的大きな塊状試料も切断せずに大きな径の気孔が
測定可能となつ之。さらに測定時に試料を水で濡らさず
に済む之め、水分吸収による変質、溶屏が問題となる試
料も容易に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多孔体の真空密着包装方法を示す例の概略図、
第２図は本発明法で求めた見掛体積と真体積との関係を
示す図、第３図は見掛比重測定裂置例の概略図、第４図
は真空包装し念焼結鉱の例を示す模式図、第５図は本発
明法で求めた気孔率と真空度の関係を示す図、第６図は
従来法と本発明法の気孔率測定結果を示す図である。 １・・・多孔体、　　　　　２・・・不透水性フィルム
、３・・−真空室、　　　　　４・・・上蓋、５・・・
真空ポンプ、　　　６・・・シール装置、７・・・解放
バルブ、　　８・・・天秤、９・・・水槽、　　　　　
　１０・・・クリップ、１１・・・水、　　　　　１２
・・・スタンド、１３・・・ストン”ｓ　　　１４・・
・糸、１５．１６・・・グーリー、 １７・・・開気孔、　　　　１８・・・フィルム溶着部
。 重要小平 １−７伏 新　部　興　治゛　・ １１□（−公き ｔＮ１図 ム ２：不透水性フィルム １２：スタンド 第　４　図　　　　　　　　　　　　　１３゛赴ツバ−
第２図 試Ｍ　）Ａ　ａＨＩ（ｃ７！１’） 第５図 真　≦？ｊも　（亡ｏｒｒ） 手続補正書 昭和Δフ年７　月３θ日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多孔体の外表面を不透水性フィルムで真空密着包装した
   のち浮力測定法により見掛体積を算出し、その見掛体積
   で該試料の乾燥重量を除することにより試料の見掛比重
   を算出することを特徴とする多孔体の見掛比重測定方法
   。