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JP6596459B2 - Apparatus and method for estimating boron concentration of alloy iron - Google Patents
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JP6596459B2 - Apparatus and method for estimating boron concentration of alloy iron - Google Patents

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Description

本発明は、合金鉄のホウ素の濃度を推定する推定装置及び推定方法に関する。   The present invention relates to an estimation device and an estimation method for estimating the boron concentration of alloy iron.

鋼板に残存するホウ素の濃度を測定するための技術として、従来種々のものが提案されている。例えば、特許文献1には、中性子線源を有する中性子照射器と、中性子反射材で構成され、処理対象であるステンレス鋼板を載置する平板状の反射材台とを備え、中性子線源より発せられ且つ反射材台により散乱減速させられた熱中性子のうち、ステンレス鋼板を透過する熱中性子の数を計数することによって、ステンレス鋼板中のホウ素等の中性子吸収物質の含有率を測定する測定装置が開示されている。この測定装置の場合、中性子照射器と反射材台とでステンレス鋼板を隙間なく挟持することができるため、そのステンレス鋼板におけるホウ素の含有率を精度良く測定することができる。   Various techniques for measuring the concentration of boron remaining on a steel sheet have been proposed. For example, Patent Document 1 includes a neutron irradiator having a neutron source and a flat reflector base made of a neutron reflector, on which a stainless steel plate to be processed is placed, and is emitted from the neutron source. A measuring device that measures the content of neutron absorbing substances such as boron in a stainless steel plate by counting the number of thermal neutrons that pass through the stainless steel plate among the thermal neutrons that are scattered and decelerated by the reflector base It is disclosed. In the case of this measuring apparatus, since the stainless steel plate can be held between the neutron irradiator and the reflector base without any gap, the boron content in the stainless steel plate can be accurately measured.

特開2000−193610号公報JP 2000-193610 A

ところで、鉄鋼の副原料となる合金鉄に多くのホウ素が含まれている場合、それを用いて製造される鋼材の性能に影響を与えることがあるため、製造後の鋼材のホウ素濃度のみではなく、合金鉄のホウ素濃度を管理する必要性も認められる。しかしながら、合金鉄の場合、鋼板のように板状の形態を有することは稀であり、通常は様々な形状をなしているため、上述した従来の測定装置では、中性子照射器と反射材台とで隙間なく挟持することはできず、正確に測定を行うことは困難である。   By the way, when a lot of boron is contained in the iron alloy, which is an auxiliary raw material of steel, it may affect the performance of the steel produced using it, so not only the boron concentration of the steel after production. The need to control the boron concentration of the alloy iron is also recognized. However, in the case of alloy iron, it is rare to have a plate-like form like a steel plate, and since it usually has various shapes, in the conventional measuring apparatus described above, a neutron irradiator, a reflector base, Therefore, it is difficult to accurately measure it.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、合金鉄のホウ素濃度を簡便に推定することができる推定装置及び推定方法を提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a situation, The main objective is to provide the estimation apparatus and estimation method which can estimate the boron concentration of alloy iron simply.

本発明者等は、合金鉄の形状が様々であることを考慮して、合金鉄を粉砕して粉状にし、それを所定形状の容器に充填した上で、ホウ素濃度の測定を行うことを検討したが、コスト等を考慮すると好ましくないと考え、以下を発明した。   In consideration of the various shapes of the iron alloy, the present inventors measured the boron concentration after pulverizing the iron alloy and filling it into a container of a predetermined shape. Although it examined, it considered that it was not preferable when cost etc. were considered, and invented the following.

本発明の一の態様の合金鉄のホウ素濃度の推定装置は、高速中性子を放射する中性子線源と、前記中性子線源によって放射された高速中性子を熱中性子に変換するための減速材と、合金鉄を収容する収容空間を有し、前記減速材によって変換された熱中性子が放射される収容ケースと、前記収容空間を通過してきた熱中性子の数を計数する計数手段と、前記計数手段により計数された熱中性子の数、及び予め定められている前記収容空間を通過する熱中性子の数と前記収容空間中のホウ素重量との関係に基づいて、前記収容空間中のホウ素重量を特定する特定手段と、前記特定手段により特定された前記収容空間中のホウ素重量、及び前記合金鉄の重量に基づいて、前記合金鉄のホウ素濃度を推定する推定手段とを備える。   An apparatus for estimating the boron concentration of iron alloy according to one aspect of the present invention includes a neutron source that emits fast neutrons, a moderator for converting fast neutrons emitted by the neutron source into thermal neutrons, an alloy A storage case for storing iron, a storage case from which thermal neutrons converted by the moderator are radiated, a counting means for counting the number of thermal neutrons passing through the storage space, and a counting by the counting means Specific means for identifying the weight of boron in the accommodation space based on the number of thermal neutrons that have been determined and the relationship between the predetermined number of thermal neutrons passing through the accommodation space and the weight of boron in the accommodation space And estimating means for estimating the boron concentration of the alloy iron based on the weight of boron in the accommodation space specified by the specifying means and the weight of the alloy iron.

上記態様において、前記合金鉄は、出荷状態の合金鉄であることが好ましい。   In the above aspect, the alloy iron is preferably an alloy iron in a shipping state.

また、上記態様において、前記収容空間は、直方体形状をなしていることが好ましい。   Moreover, the said aspect WHEREIN: It is preferable that the said storage space has comprised the rectangular parallelepiped shape.

また、本発明の一の態様の合金鉄のホウ素濃度の推定方法は、合金鉄を収容する収容空間を備えた収容ケースに対して熱中性子を放射するステップと、前記収容空間を通過してきた熱中性子の数を計数するステップと、計数した熱中性子の数、及び予め定められている前記収容空間を通過する熱中性子の数と前記収容空間中のホウ素重量との関係に基づいて、前記収容空間中のホウ素重量を特定するステップと、特定した前記収容空間中のホウ素重量、及び前記合金鉄の重量に基づいて、前記合金鉄のホウ素濃度を推定するステップとを有する。   The method for estimating the boron concentration of alloy iron according to one aspect of the present invention includes a step of radiating thermal neutrons to a storage case having a storage space for storing the alloy iron, and heat that has passed through the storage space. Based on the step of counting the number of neutrons, the counted number of thermal neutrons, and the predetermined number of thermal neutrons passing through the accommodation space and the weight of boron in the accommodation space, the accommodation space And determining the boron concentration of the alloy iron based on the specified boron weight in the containing space and the weight of the alloy iron.

本発明に係る合金鉄のホウ素濃度の推定装置及び推定方法によれば、合金鉄のホウ素濃度を簡便に推定することができる。   According to the apparatus and method for estimating boron concentration of alloy iron according to the present invention, the boron concentration of alloy iron can be easily estimated.

実施の形態に係るホウ素濃度推定装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the boron concentration estimation apparatus which concerns on embodiment. 実施の形態に係るホウ素濃度推定装置が備える濃度推定装置本体部の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the concentration estimation apparatus main-body part with which the boron concentration estimation apparatus which concerns on embodiment is provided. 熱中性子の計数値と収容空間中のホウ素重量との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the count value of a thermal neutron, and the boron weight in accommodation space. ホウ素濃度推定処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of a boron concentration estimation process.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す各実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための方法及び装置を例示するものであって、本発明の技術的思想は下記のものに限定されるわけではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において種々の変更を加えることができる。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, each embodiment shown below illustrates the method and apparatus for actualizing the technical idea of this invention, Comprising: The technical idea of this invention is not necessarily limited to the following. Absent. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope described in the claims.

(ホウ素濃度推定装置の構成)
図1は、本実施の形態に係るホウ素濃度推定装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、ホウ素濃度推定装置(以下、「濃度推定装置」という)1は、濃度推定装置本体部1aと、濃度推定装置本体部1aから入力された情報に基づいて合金鉄のホウ素濃度の推定を行う制御装置1bとを備えている。制御装置1bは、計数部50、演算部60、記憶部70及び表示部80を備えている。なお、制御装置1bとしては、例えばパーソナルコンピュータを用いることができる。
(Configuration of boron concentration estimation device)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a boron concentration estimation apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a boron concentration estimation device (hereinafter referred to as “concentration estimation device”) 1 includes a concentration estimation device main body 1a and boron of iron alloy based on information input from the concentration estimation device main body 1a. And a control device 1b for estimating the concentration. The control device 1b includes a counting unit 50, a calculation unit 60, a storage unit 70, and a display unit 80. For example, a personal computer can be used as the control device 1b.

濃度推定装置本体部1aは、ホウ素濃度推定の処理対象に対して熱中性子を照射するための中性子照射器10と、その処理対象である合金鉄Fを収容する収容ケース20と、収容ケース20を通過した熱中性子を検出するための中性子検出器30と、収容ケース20に収容された合金鉄Fの重量を測定するための秤量器40とを備えている。ここで、収容ケース20は、中性子照射器10と中性子検出器30との間に配置され、これら中性子照射器10及び中性子検出器30と隙間なく接して設けられている。   The concentration estimation apparatus main body 1a includes a neutron irradiator 10 for irradiating thermal neutrons to a boron concentration estimation processing target, a storage case 20 that stores the alloy iron F that is a processing target, and a storage case 20 A neutron detector 30 for detecting the passing thermal neutrons and a weighing unit 40 for measuring the weight of the alloy iron F accommodated in the accommodation case 20 are provided. Here, the storage case 20 is disposed between the neutron irradiator 10 and the neutron detector 30 and is provided in contact with the neutron irradiator 10 and the neutron detector 30 without a gap.

以下、濃度推定装置本体部1aの構成要素の詳細について説明する。図2は、濃度推定装置本体部1aの構成を示す断面図である。
中性子照射器10は、筐体11と、その筐体11内に設けられた中性子線源12及び高速中性子を減速させて熱中性子に変換させるための減速材13とを備えている。筐体11は、収容ケース20側の面が開放された中空直方体形状をなしており、その内部に直方体形状の収容空間を有している。この筐体11は、カドミウム板等の中性子を遮蔽可能な板状部材で構成されている。これにより、上記の開放面以外から中性子が外方へ漏洩することを防止することができる。
Details of the components of the concentration estimation apparatus main body 1a will be described below. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the concentration estimation apparatus main body 1a.
The neutron irradiator 10 includes a housing 11, a neutron beam source 12 provided in the housing 11, and a moderator 13 for decelerating fast neutrons and converting them into thermal neutrons. The housing 11 has a hollow rectangular parallelepiped shape in which the surface on the housing case 20 side is opened, and has a rectangular parallelepiped housing space inside. The housing 11 is composed of a plate-like member capable of shielding neutrons such as a cadmium plate. Thereby, it can prevent that a neutron leaks outside from said open surface other than.

中性子線源12は、高速中性子を全方向に放射する線源であり、例えば、カリホルニウム252(Cf−252)中性子密封線源等で構成されている。この中性子線源12は、筐体11内において、収容ケース20が設けられている側とは反対側の壁の内壁に取り付けられている。また、減速材13は、ポリエチレン板で構成されており、筐体11の開放面を覆うように、収容ケース20と接触して設けられている。   The neutron source 12 is a source that radiates fast neutrons in all directions, and is composed of, for example, a californium 252 (Cf-252) neutron sealed source. This neutron beam source 12 is attached to the inner wall of the wall on the opposite side of the housing 11 from the side on which the housing case 20 is provided. Moreover, the moderator 13 is comprised with the polyethylene board, and is provided in contact with the storage case 20 so that the open surface of the housing | casing 11 may be covered.

収容ケース20は、アルミニウム製の板状部材で構成された筐体21を備えている。この筐体21は、上側の面が開放された中空直方体形状をなしており、その内部に直方体形状の収容空間21aを有している。ホウ素濃度推定の処理対象である合金鉄Fは、筐体21の開放面から挿入され、収容空間21a内に収容される。本実施の形態において処理対象とされる合金鉄Fとしては、シリコンマンガン(SiMn)を挙げることができる。但し、フェロシリコン(FeSi)及びフェロマンガン(FeMn)等の他の合金鉄を処理対象としてもよい。   The housing case 20 includes a housing 21 made of a plate member made of aluminum. The casing 21 has a hollow rectangular parallelepiped shape with the upper surface open, and has a rectangular parallelepiped-shaped accommodation space 21a therein. Alloy iron F, which is a processing target for estimating the boron concentration, is inserted from the open surface of the casing 21 and accommodated in the accommodating space 21a. Examples of the alloy iron F to be processed in the present embodiment include silicon manganese (SiMn). However, other alloy irons such as ferrosilicon (FeSi) and ferromanganese (FeMn) may be treated.

なお、合金鉄は、製造工程において、厚さ数cm程度の板状にして冷却された後に、クラッシャーで粉砕されて数十mm程度の粒径の塊となり、出荷される。そのサイズ・形状はまちまちであり、例えば、100mmを超える粒径のものもあれば、20mm程度のものもある。収容ケース20が有する収容空間21aは、このようにサイズ・形状がまちまちな合金鉄の大部分を収容可能な程度のサイズ・形状を有している。これにより、多くの合金鉄を出荷状態のまま処理対象とすることが可能になる。   In the manufacturing process, the iron alloy is cooled in the form of a plate having a thickness of about several centimeters, and then crushed by a crusher to form a lump having a particle size of about several tens of millimeters before being shipped. There are various sizes and shapes. For example, there are particles having a particle diameter exceeding 100 mm and those having a particle diameter of approximately 20 mm. The accommodation space 21a of the accommodation case 20 has a size and shape that can accommodate most of the alloy irons having various sizes and shapes. Thereby, it becomes possible to make many alloy irons to be processed as shipped.

上述した収容ケース20は、図1に示すように、秤量器40と接続されている。秤量器40は、収容ケース20の収容空間21a内に合金鉄Fが収容された場合、その合金鉄Fの重量を測定する。この秤量器40は、制御装置1bの演算部60とも接続されており、合金鉄Fの重量の測定結果を示す信号を演算部60に対して出力する。   The housing case 20 described above is connected to a weighing device 40 as shown in FIG. The weighing device 40 measures the weight of the alloyed iron F when the alloyed iron F is accommodated in the accommodating space 21a of the accommodating case 20. The weighing instrument 40 is also connected to the calculation unit 60 of the control device 1b, and outputs a signal indicating the measurement result of the weight of the alloy iron F to the calculation unit 60.

中性子検出器30は、筐体31と、その筐体31内に設けられた熱中性子検出管32とを備えている。筐体31は、中空直方体形状をなしており、その内部に直方体形状の収容空間を有している。この収容空間内に取り付けられる熱中性子検出管32としては、例えばHe3検出管を用いることができる。この熱中性子検出管32は、収容ケース20を通過してきた熱中性子を検出する。中性子検出器30は、図1に示すように、制御装置1bの計数部50と接続されており、熱中性子検出管32による熱中性子の検出結果を示す信号を計数部50に対して出力する。   The neutron detector 30 includes a housing 31 and a thermal neutron detector tube 32 provided in the housing 31. The casing 31 has a hollow rectangular parallelepiped shape, and has a rectangular parallelepiped-shaped accommodation space therein. For example, a He3 detector tube can be used as the thermal neutron detector tube 32 mounted in the accommodation space. The thermal neutron detector tube 32 detects thermal neutrons that have passed through the housing case 20. As shown in FIG. 1, the neutron detector 30 is connected to the counting unit 50 of the control device 1 b and outputs a signal indicating the thermal neutron detection result by the thermal neutron detection tube 32 to the counting unit 50.

計数部50は、中性子検出器30から入力された信号に基づいて熱中性子の数を計数し、その計数結果を示す信号を演算部60に出力する。演算部60は、計数部50から入力された信号と、記憶部70に記憶されているコンピュータプログラム及び各種データとを用いて、後述するように合金鉄Fのホウ素濃度を推定し、その推定結果を示す信号を表示部80に出力する。表示部80は、その推定結果を示す情報を画面上に表示する。   The counting unit 50 counts the number of thermal neutrons based on the signal input from the neutron detector 30 and outputs a signal indicating the counting result to the calculation unit 60. The calculation unit 60 estimates the boron concentration of the alloy iron F using the signal input from the counting unit 50, the computer program and various data stored in the storage unit 70, as will be described later, and the estimation result. Is output to the display unit 80. The display unit 80 displays information indicating the estimation result on the screen.

中性子照射器10が備える中性子線源12から放射された高速中性子は、中性子照射器10の筐体11内を伝播し、減速材13に衝突して減速する。この衝突が繰り返されることにより、高速中性子は熱中性子に変換される。このようにして生じた熱中性子は、収容ケース20に入射し、収容ケース20の収容空間21a内を伝播する。その後、収容ケース20を通過した熱中性子は中性子検出器30によって検出され、その数が、計数部50によって計数される。   Fast neutrons radiated from the neutron beam source 12 included in the neutron irradiator 10 propagate through the casing 11 of the neutron irradiator 10, collide with the moderator 13 and decelerate. By repeating this collision, fast neutrons are converted into thermal neutrons. The thermal neutrons generated in this way enter the storage case 20 and propagate in the storage space 21a of the storage case 20. Thereafter, the thermal neutrons that have passed through the housing case 20 are detected by the neutron detector 30, and the number thereof is counted by the counting unit 50.

収容ケース20の収容空間21aにおいて、中性子の吸収断面積が他の元素と比べて格段に大きいホウ素が存在する場合、熱中性子の多くはそのホウ素に吸収されるため、当該収容空間21aを通過する熱中性子の数が減少する。本実施の形態の場合、この収容空間21aには合金鉄Fが収容されるため、この合金鉄Fに含まれるホウ素により熱中性子の多くが吸収されることになる。収容ケース20の収容空間21a内に、熱中性子を吸収する元素としてホウ素以外のものが存在していたとしても、その元素に吸収される熱中性子の数は極めて僅かである。そのため、熱中性子の数の減少は、収容空間21a中に存在するホウ素によるものが支配的であるといえる。したがって、収容空間21aを通過した熱中性子の数と、その収容ケース20の収容空間21a中に存在するホウ素の重量とには一定の関係が成立すると考えられる。後述するように、本実施の形態では、この関係を利用して合金鉄Fのホウ素濃度の推定を行う。   In the accommodation space 21a of the accommodation case 20, when boron having a remarkably large neutron absorption cross-section compared to other elements is present, most of the thermal neutrons are absorbed by the boron, and thus pass through the accommodation space 21a. The number of thermal neutrons decreases. In this embodiment, since the alloy iron F is accommodated in the accommodating space 21a, most of the thermal neutrons are absorbed by the boron contained in the alloy iron F. Even if elements other than boron are present in the accommodation space 21a of the accommodation case 20 as elements that absorb thermal neutrons, the number of thermal neutrons absorbed by the elements is extremely small. Therefore, it can be said that the decrease in the number of thermal neutrons is dominated by boron existing in the accommodation space 21a. Therefore, it is considered that a certain relationship is established between the number of thermal neutrons that have passed through the storage space 21a and the weight of boron present in the storage space 21a of the storage case 20. As will be described later, in this embodiment, the boron concentration of the alloy iron F is estimated using this relationship.

上記の収容ケース20を通過した熱中性子の数と収容ケース20の収容空間21a中に存在するホウ素の量との関係(以下、検量線という)は、次のようにして求められる。
まず、合金鉄Fのサンプルを複数用意し、それらのサンプルのそれぞれについて以下の処理を行う。
(1)ICP発光分光分析法によって各サンプルのホウ素濃度を測定する。
(2)測定されたホウ素濃度及びサンプルの重量に基づいて、サンプルに含まれるホウ素の重量を測定する。
(3)サンプルを収容ケース20の収容空間21a内に収容する。
(4)中性子線源12から高速中性子を放射し、これを減速材13にて熱中性子に変換させて、収容ケース20に入射させる。
(5)収容空間21aを通過してきた熱中性子を中性子検出器30にて検出し、その検出結果に基づいて計数部50にて熱中性子の数を計数する。
上記(2)及び(5)の結果を2次元空間上にプロットすることにより検量線が得られる。図3は、その検量線の一例を示すグラフである。このグラフにおいて、縦軸は収容空間21a中のホウ素重量(mg)を、横軸は熱中性子の計数値(千個/分)をそれぞれ示している。ここでは、収容空間21a内に収容される合金鉄に含まれるホウ素の重量と、収容空間21a中のホウ素重量とが一致するものと仮定している。このような検量線を示すデータは、制御装置1bの記憶部70に記憶され、後述するホウ素濃度推定処理の際に参照される。
The relationship (hereinafter referred to as a calibration curve) between the number of thermal neutrons that have passed through the housing case 20 and the amount of boron present in the housing space 21a of the housing case 20 is obtained as follows.
First, a plurality of samples of alloy iron F are prepared, and the following processing is performed for each of these samples.
(1) The boron concentration of each sample is measured by ICP emission spectroscopy.
(2) The weight of boron contained in the sample is measured based on the measured boron concentration and the weight of the sample.
(3) The sample is accommodated in the accommodating space 21 a of the accommodating case 20.
(4) Fast neutrons are emitted from the neutron beam source 12, converted into thermal neutrons by the moderator 13, and incident on the housing case 20.
(5) Thermal neutrons that have passed through the accommodation space 21a are detected by the neutron detector 30, and the number of thermal neutrons is counted by the counting unit 50 based on the detection result.
A calibration curve is obtained by plotting the results of (2) and (5) above in a two-dimensional space. FIG. 3 is a graph showing an example of the calibration curve. In this graph, the vertical axis represents the weight (mg) of boron in the accommodation space 21a, and the horizontal axis represents the thermal neutron count value (1,000 pieces / minute). Here, it is assumed that the weight of boron contained in the alloy iron accommodated in the accommodation space 21a matches the weight of boron in the accommodation space 21a. Data indicating such a calibration curve is stored in the storage unit 70 of the control device 1b and is referred to in the boron concentration estimation process described later.

(濃度推定装置の動作)
次に、上述したように構成されている濃度推定装置1の動作について、フローチャートを参照しながら説明する。
図4は、本実施の形態の濃度推定装置によって実行されるホウ素濃度推定処理の手順を示すフローチャートである。まず、処理対象として出荷状態の合金鉄Fを用意し、これを収容ケース20の収容空間21a内に収容する。その後、秤量器40によってその合金鉄Fの重量Wが測定される(S101)。その結果得られた重量Wを示す信号は、秤量器40から演算部60に出力される。
(Operation of concentration estimation device)
Next, the operation of the concentration estimation apparatus 1 configured as described above will be described with reference to a flowchart.
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of boron concentration estimation processing executed by the concentration estimation apparatus of the present embodiment. First, alloy iron F in a shipping state is prepared as a processing target, and this is accommodated in the accommodation space 21 a of the accommodation case 20. Thereafter, the weight W of the alloy iron F is measured by the weighing instrument 40 (S101). A signal indicating the weight W obtained as a result is output from the weigher 40 to the calculation unit 60.

次に、中性子線源12から高速中性子が放射される(S102)。このようにして放射された高速中性子の一部は、減速材13に衝突して減速し、熱中性子に変換される。その熱中性子の一部は、収容ケース20の収容空間21aを通過する際に、収容空間21a中に存在している元素に衝突して吸収される。上述したように、ホウ素は中性子の吸収断面積が他の元素と比べて格段に大きいため、収容空間21a中の元素に吸収される熱中性子のほとんどはホウ素に衝突して吸収されることになる。他方、当該元素に吸収されずに収容空間21aを通過した熱中性子は、中性子検出器30によって検出される(S103)。   Next, fast neutrons are emitted from the neutron source 12 (S102). A part of the fast neutrons thus radiated collides with the moderator 13 and decelerates, and is converted into thermal neutrons. A part of the thermal neutron collides with an element present in the accommodation space 21a and is absorbed when passing through the accommodation space 21a of the accommodation case 20. As described above, since boron has a much larger neutron absorption cross section than other elements, most of the thermal neutrons absorbed by the elements in the accommodation space 21a collide with the boron and are absorbed. . On the other hand, thermal neutrons that have passed through the accommodation space 21a without being absorbed by the element are detected by the neutron detector 30 (S103).

上述した熱中性子の検出は一定時間(例えば、1分間)にわたって行われ、その検出結果を示す信号が中性子検出器30から計数部50に対して出力される。計数部50は、入力された信号に基づいて、収容ケース20の収容空間21aを通過した熱中性子の数Nを計数し(S104)、その計数結果を示す信号を演算部60へ出力する。   The above-described detection of thermal neutrons is performed for a predetermined time (for example, 1 minute), and a signal indicating the detection result is output from the neutron detector 30 to the counting unit 50. The counting unit 50 counts the number N of thermal neutrons that have passed through the accommodation space 21a of the accommodation case 20 based on the input signal (S104), and outputs a signal indicating the counting result to the calculation unit 60.

演算部60は、計数部50から入力された信号に基づいて、収容ケース20の収容空間21aを通過した熱中性子の数Nを取得し、それを記憶部70に記憶されている検量線に当てはめることによって、収容空間21a中のホウ素重量Wbを特定する(S105)。   The computing unit 60 acquires the number N of thermal neutrons that have passed through the accommodation space 21 a of the accommodation case 20 based on the signal input from the counting unit 50, and applies this to the calibration curve stored in the storage unit 70. Thus, the boron weight Wb in the accommodation space 21a is specified (S105).

次に、演算部60は、秤量器40から入力された信号に基づいて、収容空間21a内の合金鉄の重量Wを取得し、その重量Wと、S105にて得られたホウ素重量Wbとを用いて、以下の式1により合金鉄のホウ素濃度を推定する(S106)。
合金鉄のホウ素濃度(ppm)=Wb/W … 式1
このようにして推定された合金鉄のホウ素濃度は、表示部80の画面に表示される(S107)。
Next, the calculation unit 60 acquires the weight W of the alloy iron in the accommodation space 21a based on the signal input from the weighing instrument 40, and calculates the weight W and the boron weight Wb obtained in S105. Using the following formula 1, the boron concentration of the alloy iron is estimated (S106).
Boron concentration (ppm) of alloy iron = Wb / W ... Formula 1
The boron concentration of the alloy iron estimated in this way is displayed on the screen of the display unit 80 (S107).

上述したように、本実施の形態の場合、合金鉄を収容ケース20の収容空間21a内に収容し、その収容空間21aを通過した熱中性子の数に基づいて、その合金鉄のホウ素濃度を推定している。そのため、合金鉄のサイズ・形状がまちまちであっても、収容空間21a内に収まるのであれば、ホウ素濃度の推定を行うことができる。したがって、合金鉄を出荷状態のまま処理対象とすることができるため、粉砕して粉体にする等の手間は不要となり、効率的にホウ素濃度の測定を行うことが可能になる。合金鉄の場合、電気炉における1回の出湯においてホウ素濃度が連続して変化するという傾向があるため、例えば出湯開始付近で得られたものと出湯終了付近で得られたものとでは、ホウ素濃度に大きな違いが生じる場合がある。そのため、異なるタイミングで得られた複数の合金鉄についてホウ素濃度の推定を行い、例えばその平均値をとって1ロットの合金鉄のホウ素濃度とする等の対応が必要になる。したがって、本実施の形態のように効率的にホウ素濃度の推定を行うことができることには大きなメリットが認められる。   As described above, in the case of the present embodiment, the alloy iron is accommodated in the accommodating space 21a of the accommodating case 20, and the boron concentration of the alloy iron is estimated based on the number of thermal neutrons that have passed through the accommodating space 21a. is doing. For this reason, even if the size and shape of the iron alloy varies, the boron concentration can be estimated as long as it falls within the accommodation space 21a. Accordingly, since the iron alloy can be processed as it is in the shipping state, the trouble of pulverizing the powder into powder is not required, and the boron concentration can be measured efficiently. In the case of alloyed iron, since the boron concentration tends to change continuously in one tapping in an electric furnace, for example, the boron concentration obtained near the start of tapping and that obtained near the end of tapping There may be significant differences in For this reason, it is necessary to estimate the boron concentration of a plurality of alloy irons obtained at different timings, and take measures such as taking the average value to obtain the boron concentration of one lot of alloy iron. Therefore, a great merit is recognized in that the boron concentration can be estimated efficiently as in the present embodiment.

(その他の実施の形態)
上述した実施の形態においては、収容ケース20の収容空間21aが直方体形状をなしているが、本発明はこれに限定されるわけではなく、処理対象となる合金鉄が収容可能であれば他の形状であってもよい。但し、推定誤差を少なくするためにも、処理対象となる合金鉄を収容したときに隙間ができる限り小さくなる形状であることが好ましい。出荷状態の合金鉄は、厚さ数cm程度の板状のものが破砕されたものであることを考慮すると、この収容空間21aは、当該数cmよりも若干大きな幅を有する直方体形状等であることが好ましい。なお、処理対象の合金鉄Fのサイズが小さい場合も上記の隙間が比較的大きくなるため推定誤差が大きくなることがあり得る。その場合において、収容ケース20の収容空間21a内に複数個の合金鉄Fを収容可能なときは、その複数個の合金鉄Fを収容することが好ましい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the storage space 21a of the storage case 20 has a rectangular parallelepiped shape. However, the present invention is not limited to this, and any other alloy iron that can be processed can be stored. It may be a shape. However, in order to reduce the estimation error, it is preferable that the gap is as small as possible when the alloy iron to be processed is accommodated. In consideration of the fact that the alloy iron in a shipping state is a plate-shaped member having a thickness of about several centimeters, the accommodating space 21a has a rectangular parallelepiped shape having a width slightly larger than the several centimeters. It is preferable. Note that, even when the size of the alloy iron F to be processed is small, the gap may be relatively large, so that the estimation error may be large. In that case, when a plurality of alloy irons F can be accommodated in the accommodation space 21a of the accommodation case 20, it is preferable to accommodate the plurality of alloy irons F.

また、上述した実施の形態では、処理対象として出荷状態の合金鉄を用いているが、本発明はこれに限定されるわけではなく、収容ケース20の収容空間21a内に収容可能な合金鉄であれば他のものであっても構わない。例えば、製造工程においてクラッシャーで粉砕される前の板状のものを処理対象としてもよく、出荷状態の合金鉄をより小さな形状に加工したものを処理対象としてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the alloy iron in a shipping state is used as a processing target, but the present invention is not limited to this, and the alloy iron that can be accommodated in the accommodating space 21a of the accommodating case 20 is used. Others are acceptable. For example, a plate-like object before being crushed by a crusher in the manufacturing process may be a processing target, or a processed alloy iron in a shipped state may be a processing target.

なお、処理対象の合金鉄Fに多くの水分が含まれる場合、推定誤差が大きくなることがあり得る。そのため、合金鉄Fに含まれる水分量に応じて定められた補正係数を用いて推定結果を補正したり、その水分量に応じて異なる検量線を用意して推定処理を行ったり等の対応を行うようにしてもよい。   Note that when the alloy iron F to be processed contains a large amount of moisture, the estimation error may increase. Therefore, it is possible to correct the estimation result by using a correction coefficient determined according to the amount of water contained in the alloy iron F, or to prepare a different calibration curve according to the amount of water and perform an estimation process. You may make it perform.

本発明の合金鉄のホウ素濃度の推定装置及び推定方法はそれぞれ、出荷状態の合金鉄のホウ素濃度を推定する装置及び方法等として有用である。   The apparatus and method for estimating the boron concentration of the alloy iron of the present invention are useful as an apparatus and method for estimating the boron concentration of the alloy iron in the shipping state, respectively.

1 ホウ素濃度推定装置
1a 濃度推定装置本体部
1b 制御装置
10 中性子照射器
11 筐体
12 中性子線源
13 減速材
20 収容ケース
21 筐体
21a 収容空間
30 中性子検出器
31 筐体
32 熱中性子検出管
40 秤量器
50 計数部
60 演算部
70 記憶部
80 表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Boron concentration estimation apparatus 1a Concentration estimation apparatus main-body part 1b Control apparatus 10 Neutron irradiator 11 Case 12 Neutron radiation source 13 Moderator 20 Accommodation case 21 Case 21a Accommodation space 30 Neutron detector 31 Case 32 Thermal neutron detection tube 40 Weighing instrument 50 Counting unit 60 Calculation unit 70 Storage unit 80 Display unit

Claims (4)

高速中性子を放射する中性子線源と、
前記中性子線源によって放射された高速中性子を熱中性子に変換するための減速材と、
合金鉄を収容する収容空間を有し、前記減速材によって変換された熱中性子が放射される収容ケースと、
前記収容空間を通過してきた熱中性子の数を計数する計数手段と、
前記計数手段により計数された熱中性子の数、及び予め定められている前記収容空間を通過する熱中性子の数と前記収容空間中のホウ素重量との関係に基づいて、前記収容空間中のホウ素重量を特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された前記収容空間中のホウ素重量、及び前記合金鉄の重量に基づいて、前記合金鉄のホウ素濃度を推定する推定手段と
を備える、合金鉄のホウ素濃度の推定装置。
A neutron source emitting fast neutrons;
A moderator for converting fast neutrons emitted by the neutron source into thermal neutrons;
A housing case for housing the alloy iron, and a housing case from which thermal neutrons converted by the moderator are radiated;
Counting means for counting the number of thermal neutrons that have passed through the accommodation space;
Based on the number of thermal neutrons counted by the counting means and the relationship between the predetermined number of thermal neutrons passing through the accommodation space and the weight of boron in the accommodation space, the weight of boron in the accommodation space Identifying means for identifying
An estimation device for boron concentration of alloy iron, comprising: estimation means for estimating the boron concentration of the alloy iron based on the weight of boron in the housing space specified by the specification means and the weight of the alloy iron.
前記合金鉄は、出荷状態の合金鉄である、
請求項1に記載の合金鉄のホウ素濃度の推定装置。
The alloy iron is an alloy iron in a shipping state.
The estimation apparatus of the boron concentration of the alloy iron of Claim 1.
前記収容空間は、直方体形状をなしている、
請求項2に記載の合金鉄のホウ素濃度の推定装置。
The accommodation space has a rectangular parallelepiped shape,
The estimation apparatus of the boron concentration of the alloy iron of Claim 2.
合金鉄を収容する収容空間を備えた収容ケースに対して熱中性子を放射するステップと、
前記収容空間を通過してきた熱中性子の数を計数するステップと、
計数した熱中性子の数、及び予め定められている前記収容空間を通過する熱中性子の数と前記収容空間中のホウ素重量との関係に基づいて、前記収容空間中のホウ素重量を特定するステップと、
特定した前記収容空間中のホウ素重量、及び前記合金鉄の重量に基づいて、前記合金鉄のホウ素濃度を推定するステップと
を有する、合金鉄のホウ素濃度の推定方法。
Radiating thermal neutrons to a storage case having a storage space for storing alloy iron;
Counting the number of thermal neutrons that have passed through the containment space;
Identifying the boron weight in the accommodation space based on the number of thermal neutrons counted and the relationship between the predetermined number of thermal neutrons passing through the accommodation space and the boron weight in the accommodation space; ,
Estimating the boron concentration of the alloy iron based on the identified boron weight in the accommodation space and the weight of the alloy iron.
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