イメージングによる鉄鋼関連材料のオンサイト定量分析法の確立

利用成像技术建立钢铁相关材料现场定量分析方法

基本信息

批准号：
22H01837
负责人：
今宿晋
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は、鉄鋼中の介在物、製鋼スラグ中の遊離CaO、MgOをカソードルミネッセンス(CL)イメージングによって定量分析する方法の確立を目指した。鉄鋼中の介在物は伸線・撚線工程での破断、疲労破壊、水素誘起割れ、表面の疵、連続鋳造におけるノズル閉塞などの問題を引き起こすので、介在物分析は鉄鋼生産において重要である。また、製鋼スラグは、生産量の約3分の1が道路用路盤材として再利用されている。製鋼スラグ中にはフリーCaOおよびフリーMgOが含まれており、フリーCaOおよびフリーMgOは水和反応および、その後の二酸化炭素との反応により体積が2倍程度膨張するので、道路を膨張・破壊させる原因となる。そこで、製鋼スラグ中に含まれるフリーCaOおよびフリーMgOを検出することは重要である。Al脱酸を行ったステンレス鋼に含まれる介在物である、MgAl2O4, Al2O3, MgO の凝集体について、350-1000 nmおよび395-575 nmの波長範囲の2種類のCL像を撮影することで、それぞれの介在物を発光色の違いによって識別でき、これぞれの発光している部分を数えることで介在物の個数を求めることができた。製鋼スラグ中には、遊離MgOの他にMgAl2O4、3CaO・MgO2・SiO2などの鉱物相が含まれており、350-1000 nmのおよび420-680 nmの波長範囲の2種類のCL像を撮影することで、遊離MgOを識別できることがわかった。遊離MgOは、350-1000 nmのCL像では、橙色に発光し、420-680 nmのCL像では、発光しなかった。さらに、遊離MgOの発光領域の面積分率から遊離MgOの体積分率が推定できることがわかった。

今年，我们旨在建立一种使用阴极发光（CL）成像的钢，自由CAO和MGO中夹杂物进行定量分析的方法。纳入分析在钢的生产中很重要，因为钢铁中的夹杂物会导致诸如钢丝图和扭曲过程中的断裂，疲劳破裂，氢诱导的裂纹，表面缺陷和连续铸造中的喷嘴闭塞。此外，大约三分之一的钢矿石生产被重复使用为公路床材料。钢炉炉含有自由的CAO和游离MGO，自由CAO和游离MGO的体积膨胀的数量是水合反应以及随后与二氧化碳反应的两倍，从而导致道路扩张和破坏。因此，重要的是要检测钢炉中包含的自由CAO和游离MGO。通过在350-1000 nm和395-575 nm的波长范围内拍摄两种类型的CL图像，以用于MGAL2O4，AL2O3和MGO的含量，它们包含在Al-脱氧不锈钢中，每个包含在每个包含的含量中，都可以通过分配范围来区分每个包含的含量，并可以通过相数的数量来区分，并确定相数的数量。除了自由MGO外，钢材制造矿井还包含诸如MGAL2O4、3CAO，MGO2和SIO2之类的矿物相，并且发现可以通过在350-1000 NM和420-680 NM的波长范围内拍摄两种类型的CL图像来识别自由MGO。免费MGO以350-1000 nm的Cl图像在CL图像中发射橙色，而不是在420-680 nm的CL图像中发出橙色。此外，发现游离MGO的体积分数可以从游离MGO的发光区域的面积分数估计。