JPS60203841A - 焼結鉱およびペレツトのx線透過試験方法 - Google Patents

焼結鉱およびペレツトのx線透過試験方法

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JPS60203841A
JPS60203841A JP59061704A JP6170484A JPS60203841A JP S60203841 A JPS60203841 A JP S60203841A JP 59061704 A JP59061704 A JP 59061704A JP 6170484 A JP6170484 A JP 6170484A JP S60203841 A JPS60203841 A JP S60203841A
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JP
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sintered ore
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JP59061704A
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Isamu Taguchi
勇 田口
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
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    • G01N23/046Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
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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】 (M業上の利用分野) この発明は、製鉄原料である焼結鉱、ベレットの試料に
X?fMを照射し試料を断層的に非破壊試験する方法に
関するものである。
(従来技術) 最近X線撮影装置とコンピュータとを組合せて人体の一
部の横断面を撮像するいわゆるX線透過型コンピュータ
断層撮影法(CT法: ConputerizedTo
mography )が開発され、従来観察ができなか
った内部組織に対しても鮮明な映像が得られるため、医
療分野において広く活用されている。
一方、工学の分野、特に材料関係では材料の欠陥を検出
するために非破壊試験の一つである放射線透過試験が広
く用いられている。しかし従来の放射線透過試験では試
料の全厚みにわたる投影像が撮像され、任意断面の断面
像を得ることはできず、従って試料の内部を詳細に試験
することはできなかった。
また、試料内部の組織、欠陥などをマクロ的に試1議す
る場合、試料を薄くスンイシングすることが行われてい
る。しかし試料の材質によっては脆くてスシイシングが
困難であったシ、あるいはスライシング時に切断面の破
壊あるいは変質などが生じて、試料内部の状態をそのま
ま保存できない場合もある。
このような事情から本発明者はCT法を工学分野に適用
することに着目し、先に無機物よシなる試料の任意横断
面に放射線を透過する試験方法について発明し、特願昭
55−143719号として特許出願した。本発明は前
記発明をさらに発展させ、焼結鉱およびベレットの製鉄
原料の試験にも適用し得るようにしたものである。
(発明の目的) 本発明は、製鉄原料の組成を非破壊状態で観察し得るよ
りにしたものである。
(発明の構成、作用) 本発明は、焼結鉱およびベレットの試料の所定の横断面
に対して、管電圧140〜420 KV %管電流2〜
120mAで発生させたX#を、1m以下の径の1個以
上のコリメーターで絞って照射して透過X線の強度を検
出し、該操作を前記所定横断面に対し多数の方向から順
次繰返し、得られた透過X勝の強度から横断面の画像を
合成することを特徴とするものである。以下回向によp
本発明について畦細に説明する。
第1図は焼結鉱、ベレット等の試料1の横断面2を本発
明方法によシ試験している状態を示す説明図である。3
は高圧X線ビーム8の走査面、4゜4′はその走査始点
、5はX線照射装置で管電圧140〜420KV%管電
流2〜120mAで発生させ、1■以下のコリメーター
で絞ったものを使用する。6はX1w検出器で、−BG
O(BiとGeの酸化物)半導体検出器、シンチレーシ
ョン計数管、GiVi(ガイガー・ミュラー)計数管等
通常用いられている検出器を使用することができる。
第2図は本発明による断面画像を得るための機構の一例
を示すもので、7はX線照射装置5から照射されるxi
t−@接計測するX線検出器で、この検出器によりX線
発生量の経時変化全補正する。
9は増幅器、lOはアナログ・ディジタル変換器、11
は演算制御装置で、バッファメモリ12、中央演算装置
13、プログラムストア14、主メモリ15、続出装置
16等から構成され−〔いる。
17はディジタル・アナログ変換器、18は増幅器、1
9はディスプレイ装置である。
本発明において焼結鉱およびベレットの試料1の横断面
について断面画像を得るには、先ずXlfM照射装置5
とX線検出器6とをX森ビーム8が試料lの所定横断面
2を通るように調定する。そこでX勝照射装置5とX線
検出器6の対を走査始点4.4′を起点として走査面3
に沿って移動させ、この移動中、X勝検出器6によ多試
料lを透過したX線を検出する。このときX線検出器7
によシX線照射装匝5からのxhを直接検出する。これ
らのX線の検出値a、bは第2図に示すように増幅器9
およびアナログ・ディジタル変換器loを経て演算制御
装置11のバッファメモリ12に入力され、検出値aと
bとの比が走査始点4,4′からのX?fM検出器6の
移動距離と対応して記憶される。すなわち走査方向に沿
った透過X線の強度が記憶されることになる。さらに該
バッファメモリ12に記憶された強度は中央演算装置1
3において試料の横断面2に逆投影されるように演其処
理芒れる。例えは第3図(、)に示すように、検出され
た1M度■は走査方向Sに対して直角方向に沿い横断面
上に強度工に比例して一様に配分される。配分された値
は画像が再生されたときの画像の濃淡を表わすもので、
例えは16段階のグレイスクールでディスプレイ装置1
9に表示される。
このようにして横断面2について1回目の走査を終ると
X厭照射装置t5とX線検出器6の対を走査面3上で試
料1を中心に回転し、X線ビーム8を前回とは別の方向
から照射して前回と同様の短資を行う。このように角度
を少しづつ変えて(例えは6つつ回転させ)試料lの横
断面2にX線ビーム8を照射し、順次第3図(a) (
b) (c)・・・・・−・・に示すような逆投影像を
得、さらにこれらの逆投影像を中央演算装置13におい
て演算処理により厘ね合せ、その結果を主メモリ15に
記憶させる。厘ね合わされた像は第4図に示すように焼
#i鉱およびベレットの試料l中に含まれる物質のうち
、目■゛シとする物質(例えは酸化鉄)Fが任在する位
置に酸化鉄1!l!Gが生じる。画像は例えは512X
512の画素によシ構成され、それぞれの画素は前記の
ように16段階のグレイスクールで表示される。王メモ
リ15には2次元配置の番地にそれぞれの番地に対応す
る画素が記憶される。なお1画素の大きさは例えは0.
2 W X O,21111である。主メモリ15に記
憶された画像は読出装置16によシ読出され、ディジタ
ル・アナログ変換器17でアナログ信号に変換され、さ
らに増幅器18を経てディスプレイ装置1t19に入力
され、その結果試料1の横断面2の画像が表示される。
なお演算制御装置13における演昇処理はプログラムス
トア14から読み出されたプログラムに従って実行され
る。
本発明はX線ビームとして管電圧140〜420KV。
管電流2〜120mAで発生させたX線を、径1m以下
のコリメーターで絞ったものt使用することが特徴であ
る。その理由はつぎのとおりである。まず′U電圧と管
電流について述べる。焼結鉱やペレットの成分、欠陥な
どはバラツキが多く、111!]の試料を調べるだけで
は全体の判定にならない。経験的には4cm以上〜40
cm以下のバケツ状の容器に入れ、その横前面を調量し
3〜500個位の試料の平均値を出す必要がある。その
透過試験を10分間以内に実施できるには、X#JIを
高圧化する必要がある。管電圧を140KV以上とした
場合に上記の条件を満たした。ま/ζ現在、市販されて
いるX線発生装置のうちで、時間的に安定しており、こ
うした測定装置に使用できる装置は、420KVまでな
ので、それを上限とした。なお、X線発生装置において
管電圧と管電流値は関連しておp1互いに任意には定め
られない。市販のものの管電圧140〜420KVに対
応する管電流は2〜120mAである。なお、XM兄生
方式には連続式とパルス式があるがいずれも採用可能で
ある。
次にコリメートについて述べる。コリメーターヲ径1m
以下と規定したのは焼結鉱やペレットの解析においては
1−以下の分解能かめれば実用−化できるからである。
すなわち焼結鉱やペレットにおいて重要な機械的強度は
微細組織、特に気孔に関係し、最低l−までの微細組城
を調査する必要があることが知られている。従って分解
能1mm以下で測定する必要が生じるので、X線のコリ
メーターの径は少くとも1mとして、Xwを1−以下に
叙ることか必要である。しかし分解能を下げ過ぎると、
測定に長時間を要するので得東でない場合がある。なお
コリメー奔は所謂第一世代OCTではl&源、l検出器
であるので1個でよいが、第二世代以降のCTでは2個
以上を必要とする。
以上、試料のX線CT法に基づく断層撮影法については
1線源、1検出′U方式の第一世代OCTを例にして腕
間したが、flriiiil CT (1)第二、第三
、第四世代のeTも本先明の範囲に入ることは勿論であ
る。すなわち現在の医療用CTのようにX線ビームを狭
いファン状にし、複数の検出器を用いてxfa透過量を
測定したり、あるいは広いファン状X緋と300個以上
の多数の検出器列を組合せ、X線源の回転運動の今で多
方向からの試料の透過X鈑イメージを採取する方法、逓
しには6001固以上の多数開の検出器を全円ノーに並
べ、X線源のみ回転させ、一度で試料の透過イメージを
採取する方法などでりる。
(芙IM例) 次に本%明の実=911を示す。
実施例1:第5図は本発明方法によシ製鉄原料である焼
結鉱を試験した例で、その断面を模式的に示したもので
ある。用いた試料の横断面の大きさは4 cm X 5
 ttnであシ、また使用したX1CT装置は管電圧4
20KV、管電流3mAで発生させた狭いファン状のX
線を径1鱈以下の8個のコリメーターで絞る第2世代の
装置であった。走査時間は600秒、画像マトリックス
は240X240、検出器はBGOであった。第5図に
おいてAの部分はxHの透過量が少い個H[で、基礎的
実験から酸化鉄(ヘマタイトまたはマグネタイト)であ
ることがわかった。またBの部分はAの部分に次いでX
線の透過量が少い1固H「で、同じく基質的芙恢からカ
ルシウム7エライトであることがわかった。
またCの部分は比軟的X線の透過量が大きな個D1でス
ラグであることがわかった。なおりLD部分は気孔であ
る。このように本発明方法によれは焼結鉱の内部構造を
非破壊状態で明確に知ることができる。
実施例2:第6図は本発明方法によシ褒鉄原料であるベ
レットを試験した例でその断面を模式的に示したもので
ある。ベレットは第6図の最大のもので径11w程度で
ある。X#CT装置はX線を管電圧300KV、管電流
10mAで発生させ、コリメーター&0.5−で絞って
照射するものであった。測定時間は120秒、画像マト
リックスは256X256、検出器はBGOでおった。
第6図においてAは内部にクラックのあるベレット、B
はクラックのないベレットである。このような試料はく
ずれ易く断面を切断して調査してもクラックの有無を確
認し得ないこ、とが多い。しかしクラックの有無はその
機械的強度に大きく関係するのでベレ、トヲ高炉に装入
する場合には予め充分に藺食しておかなければならない
が、本@明方法は非破壊状態でクラックの有無を確認で
きるので、ベレットの試験方法として極めて1効である
なお、これらの場合、試料lの横断面全面を画IJJf
i示せずに、透過X線の強度の2次元分布によシ横断面
部分を拡大衣示するようにしてもよい。
またXHのビーム径を威シ、かつ烏感度の検出器を使用
するこによ、9,0.1−位までの小さqの検出が可能
でメジ、この限界は検出管の悪友を高めることさえでき
れば更に小さくなることは勿論である。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、従来、試験が困難
であった焼結鉱、ベレット等の組成、クラック等を非破
壊状態で確認することができ、従ってその効果は多大で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実例を示す説明図、第2図は本発明を
実施する装置の実例を示すブ目ツク図、第3図は本発明
における像の逆投影法の説明図、第4図は逆投影法によ
p像が形成される原理を示す説明図、第5図および第6
図は本発明方法によシ得られた焼結鉱、ベレットの断ノ
ー写真を模式的に示した図である。 l:試料、 2:横断面、 3:走置面、4 、4’ 
:走査始点、 5:X線照射装置、 6:X線検出器、
7:X栂検出器、8:X麿ビーム、9:増幅器、lO:
アナログ・ディジタル変換器、11:演算制御装置、1
2:バッ7アメモリ、13:中央演算装置、14ニブロ
グラムストア、15:主メモリ、16:読出装置、17
:ディジタル・アナログ斌換器、18:増幅器、 19
:ディスプレイ装置。 出願人 h日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 第1図 第2日 1δ 19 第3図 2 (a) 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 焼結鉱およびベレットの試料の所定の横断面に対し、管
    !圧140〜420KV、管電流2〜120mAで発生
    させたX線を、1■以下の径の1個以上のコリメーター
    で絞って照射し、横断面を走査して、透過)11強度を
    検出し、該操作を前記所定横断面に対し多数の方向から
    順次繰返し、得られた透過X蛛強度から横断面の画像を
    合成することを特徴とする焼結鉱およびベレットのX線
    透過試験方法。
JP59061704A 1984-03-29 1984-03-29 焼結鉱およびペレツトのx線透過試験方法 Pending JPS60203841A (ja)

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JP59061704A JPS60203841A (ja) 1984-03-29 1984-03-29 焼結鉱およびペレツトのx線透過試験方法

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JPS54130891A (en) * 1978-04-03 1979-10-11 Agency Of Ind Science & Technol Tomograph using analogue picture memory
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