(57)【要約】【課題】    本発明は迅速且つ簡単に鋼種判別を行わなければならない製鋼現場の要求に応えるためになされたものである。【解決手段】(1)  被検物であるステンレス鋼(1)に電解液(2)を接触させ、(2)  外部電源(3)にてステンレス鋼(1)をプラス電位に、電解液(2)をマイナス電位にしてステンレス鋼(1)の各構成成分を電解液(2)内に溶出させ、(3)  溶出成分の内、Ｍｎを酸化して呈色させると共にその錯体を形成させ、この状態で呈色の程度でステンレス鋼に含有されるＭｎ量を判定することを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
(1)  被検物であるステンレス鋼に電解液を接触させ、
(2)  外部電源にてステンレス鋼をプラス電位に、電解液をマイナス電位にしてステンレス鋼の各成分を電解液内に溶出させ、
(3)  溶出成分の内、Ｍｎを酸化して呈色させ、この呈色の程度でステンレス鋼に含有されるＭｎ量を判定することを特徴とするステンレス鋼の鋼種簡易識別方法。
【請求項２】
電解液が硫酸であることを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼の鋼種簡易識別方法。
【請求項３】
電解液が金属錯体形成イオンを含有することを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼の鋼種簡易識別方法。
【請求項４】
電解液が金属錯体形成イオンを含有することを特徴とする請求項２に記載のステンレス鋼の鋼種簡易識別方法。
【請求項５】
金属錯体形成イオンが、燐酸イオン又はアンモニアイオンであることを特徴とする請求項３に記載のステンレス鋼の鋼種簡易識別方法。
【請求項６】
電解液が硫酸と燐酸の混酸或いは過硫酸アンモニウム溶液であることを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼の鋼種簡易識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステンレス鋼の主要元素が溶液中に溶出して発色する現象の中で、７価のＭｎイオンが赤に発色することに着目し、ステンレス鋼の鋼種、特にＭｎ含有量の相違する鋼種を現場で簡単に判別することができる簡易判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、その用途に合わせて多種類のステンレス鋼が製造され且つ使用されている。ステンレス鋼で作られた製品が廃棄されると、スクラップとして引き取られ、原料の一部として再利用される。ステンレス鋼はそれぞれの目的に合わせてその成分が異なっている。一方、ステンレス鋼は用途別に規格化されており、溶製されたステンレス鋼は規格通りとなっていなければならない。ステンレス鋼製造工場に受け入れられるスクラップ材は、その来歴により種々雑多なものが含まれており、その成分は前述のように実にバラバラである。しかも、熟練者といえどもその外観からその鋼種(換言すれば、その構成成分)を判別することは不可能である。
【０００３】
特に、最近のようにＮｉの高騰に伴うスクラップ材のＮｉ含有量は、スクラップの価格に直結し、ひいては製品価格に直結するものであるから、スクラップ材の鋼種判別は非常に重要なものとなっている。
【０００４】
更に、上記Ｎｉ価格の高騰に伴い、最近では、Ｎｉ含有量を減らし、その代わりにＭｎを多く添加した廉価なステンレス鋼の生産が増大し、該ステンレス鋼製品の市中に出回る量が急増している。これら高Ｍｎ含有ステンレス鋼はＳＵＳ３０４等の汎用ステンレス鋼の廉価な代替材として使用されており．そのスクラップはＳＵＳ３０４と混在して処理されることも多々ある。このような異なる鋼種が混在したスクラップを製鋼原料として利用するためには、これら鋼種の判別が必須の条件となる。
【０００５】
このように、ステンレス鋼は前述のように規格に合わせて溶製するものであるから、ステンレス鋼の溶製に一部原料として混入されるスクラップの組成については予め知っておく必要がある。製鋼現場では昼夜を分かたず製鋼作業が連続的に行われており、スクラップの供給もこれに合わせて迅速に行わればならない処から、現場でステンレス鋼の鋼種を迅速に判別する方法が望まれていた。現在の処、ステンレス鋼の鋼種簡易識別方法、特にＭｎ含有量の程度で簡易に鋼種を判別する方法は提案されていない。わずかに分析化学便覧で陽イオンの系統的分析方法として、ステンレス鋼に含有されるＭｎに着目し、“各種操作によって得られた水酸化マンガンを硫酸に溶解し、次いでＫＩＯ4を添加して加熱処理する方法”が示されている。
【０００６】
しかしながら、この方法では複数の試薬を使い、加熱などの分析操作が必要であるため、素早く且つ簡単に鋼種判別を行わなければならない製鋼現場には不向きである。
【非特許文献１】分析化学便覧
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる要請に鑑みてなされたもので、迅速且つ簡単に鋼種判別を行わなければならない場合、特に前記要望の強い製鋼現場の要求に応えるためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載に発明は、
(a)  被検物であるステンレス鋼(1)に電解液(2)を接触させ、
(b)  外部電源(3)にてステンレス鋼(1)をプラス電位に、電解液(2)をマイナス電位にしてステンレス鋼(1)の各構成成分を電解液(2)内に溶出させ、
(c)  溶出成分の内、Ｍｎを酸化して呈色させ、この呈色の程度でステンレス鋼に含有されるＭｎ量を判定することを特徴とする。
【０００９】
請求項２は電解液(2)に関し、「電解液(2)が、硫酸である」ことを特徴とするものであり、請求項３、４は電解液(2)を別の観点から見たもので「電解液が金属錯体形成イオンを含有する」ことを特徴とする。また、請求項５は金属錯体形成イオンに関するもので「金属錯体形成イオンが、燐酸イオン又はアンモニアイオンである」ことを特徴とするものであり、請求項６は電解液(2)の更に他の観点から見たもので「電解液(2)が、硫酸と燐酸の混酸或いは過硫酸アンモニウム溶液である」ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
外部電源により高電位で電解液中に溶出したＭｎは直ちに酸化されて高酸化イオン(７価のＭｎイオン)を形成し、赤色を発色する。これと同時にＭｎの高酸化イオンは電解液の陰イオン(例えば燐酸イオンその他)と錯体を作り、安定化し、赤色を維持する。呈色の程度はほぼＭｎの含有量に比例し、３％以上のＭｎ含有ステンレス鋼では長時間赤色が褪色しない。よって、この方法を使用すれば分析操作に不慣れな製鋼現場の関係者でも容易・迅速且つ正確に鋼種を判別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図示実施例等に従って詳述する。溶液中における、Ｍｎと他のステンレス鋼主要成分の発色を比較した場合、Ｍｎの発色の中で特異的でありかつ視覚に訴える色としては、７価のＭｎイオンの赤色がある。そこで本発明では、この赤色を選択し、ステンレス鋼中のＭｎ含有量の判定に利用することとした。
【００１２】
ところで、ステンレス鋼を酸等の溶液に単に浸漬しただけでは、溶液に溶け出たステンレス鋼成分は低酸化数イオンにしかならず、Ｍｎを確認するため、その赤色を利用するには、Ｍｎのより高酸化イオンヘの酸化処理が必要であることがわかった。そこで、本発明では、酸化処理の方法として、外部電源を利用して高電位でステンレス鋼を電解液中で電解することにより、高酸化イオンを直接形成する方法を使用している。この方法により、電解液中に溶出したＭｎは７価のイオンにまで酸化される。外部電源の種類は特に限定されるものではないが、例えば市販の乾電池は入手も容易で安価であり、操作も簡便である。
【００１３】
本発明で使用する電解液は酸、有機溶媒等、導電性のある溶液であれば特に限定されるものではないが、酸性であることが好ましく、中でも硫酸がより好適である。他の酸でも使用可能ではあるが、例えば、燐酸は電解効率が低く、塩酸は腐食性が強すぎる等の問題がある。また、酸化性性質を有する溶液は高酸化イオンの生成の面で有利と考えられるが、例えば硝酸はＣｒを６価まで酸化してしまい、過酸化水素水は溶出する金属イオンの増加とともに反応が激しくなり過ぎる等、使用できない訳ではないが作業現場での使用薬剤としては好ましくない。また、アルカリ性の電解液では６価Ｃｒが生成するので好ましくない。
【００１４】
さて、ところで、ステンレス鋼から溶出した高酸化イオンは不安定であり、短時間で低酸化数イオンに還元されやすい。そのため、特にステンレス鋼中のＭｎ含有量が３％未満の場合は、高酸化のＭｎイオン（７価）による呈色を長時間持統することは難しく、呈色後の退色が早い。
【００１５】
そこで、本発明で使用する電解液として、より好ましくは、金属錯体形成イオンを含有する溶液を選択する。本発明において、金属錯体形成イオンとは、金属イオンと結合することによって錯体を形成するイオン、即ち配位子を意味している。ステンレス鋼から溶出して酸化した高酸化のＭｎイオンは該金属錯体形成イオンと結合し、錯体を形成して安定化し、長時間にわたって高酸化状態を維持するため、Ｍｎ含有量の多少に拘わらず呈色が長時間にわたって維持できる。本発明における金属錯体形成イオンとしては、限定されるものではないが、例えば燐酸イオンやアンモニアイオンが好適である。
【００１６】
従って本発明において使用するより好ましい電解液としては、硫酸と燐酸の混酸（濃度は特に限定されないが、安全面等取り扱いの容易さから、例えばそれぞれ５〜２０％程度が適している）、過硫酸アンモニウム溶液等が挙げられる。これらは高酸化Ｍｎイオンとの錯体を作りやすく且つ入手容易な溶液である。
【００１７】
外部電源(3)としては、直流電源(例えば、電池)が用いられ、給電方法としては直流電源(3)に接続された接触子(4)(5)が用いられる。
【００１８】
しかして、被検物であるステンレス鋼(1)の表面を清浄にした後、ステンレス鋼(1)の表面に前記電解液(2)を接触させ、プラス側接触子(4)をステンレス鋼(1)の表面に接触させると共にマイナス側接触子(5)の先端を、ステンレス鋼(1)の表面に接触しないようにして電解液(2)中に挿入し、通電する。
【００１９】
これにより、電解液(2)に接触しているステンレス鋼(1)の表面からステンレス鋼(1)の各成分が電解液(2)内に溶出し、溶出成分中、Ｍｎが直ちに酸化し高酸化のＭｎイオン(７価のＭｎイオン)となって呈色する。これと同時に電解液(2)の燐酸イオンやアンモニアイオンと高酸化のＭｎイオンが錯体を作り、安定化し、溶出Ｍｎ量に比例した濃度の赤色を安定的に呈するようになる。溶出Ｍｎ量はステンレス鋼に含有されるＭｎ量にほぼ比例しているので、作業員は標準色見本と比較してそのステンレス鋼(1)に含有されるＭｎ量を簡単に判定することができる。
【００２０】
［実施例］
【００２１】
【表１】
2005331451.tif 000003
Ｈ2Ｏ          ２００ｍｌ
Ｈ2ＳＯ4(硫酸)  １０ｍｌ
Ｈ3ＰＯ4(燐酸)  １０ｍｌ
直流電源          ５〜１０Ｖ(乾電池で可能)
接触子(電極)      ステンレス細棒をリード線で直流電源に接続したもの。
【００２２】
分析作業
(a)  被検物であるステンレス鋼表面を清浄にする。
(b)  ステンレス鋼表面上に電解液を1滴垂らす。
(c)  プラス側接触子をステンレス鋼表面に、マイナス側接触子の先端を電解液に浸け、導通を取る。これにより、電解液に接触するステンレス鋼表面で電解が発生し、被検物であるステンレス鋼の構成成分が電解液に溶出し、前述の反応により電解液が赤色に染まる。
【００２３】
判定
定性液である電解液が赤紅色に発色；Ｍｎ含有鋼(５％以上)
同液が淡赤色に発色；Ｍｎ含有鋼(３〜５％)
同液が淡赤色に発色後、褪色し茶色に変色；Ｍｎ含有鋼(１〜２％以上、３％以下)
同液がしばらくした後で茶色を呈色；非Ｍｎ鋼(１％未満)
以上から、現場の作業者でもステンレス鋼の鋼種を簡単且つ迅速に正確に判定することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、以上から分かるように製鋼現場において分析作業に不慣れな作業員でも簡単且つ迅速・正確にて、例えば、スクラップの鋼種判定が行えるようになったので、ステンレス鋼の溶製作業が一段と効率的に行えるようになり、産業上資するところ大であるといえる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の分析作業の手順を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
(1)  ステンレス鋼
(2)  電解液
(3)  外部電源
(4)  プラス側接触子
(5)  マイナス側接触子
【図１】
2005331451.tif 000004