光電直讀光譜法分析鋼中全鋁和酸熔鋁影響因素的探討

韓宗才

西寧特殊鋼股份有限公司，青海西寧 810005

近幾年來，隨著我國社會發(fā)展腳步的不斷加快，鋼材在社會各個領(lǐng)域的應用也不斷增加，相關(guān)部門對鋼產(chǎn)品質(zhì)量的要求也在不斷提高。通常情況下，為了確保鋼的使用性能，在對產(chǎn)品進行制作之前，都要進行必要的化學分析，然而傳統(tǒng)的化學分析方法，不僅所需的時間較長，而且物料的消耗也比較大。因此，為了能夠減少鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中必要的化學分析步驟所用的時間，本文介紹了利用直讀光譜來同時對常規(guī)元素和不同形態(tài)鋁進行分析的方法，以此來促進鋼鐵企業(yè)未來的穩(wěn)定發(fā)展。

1 實驗部分

1.1 實驗所需要的設備

在實驗過程中，所需要的設備主要包括是3 種，即光譜儀型號、磨樣機和凈化器。為了確保實驗能夠順利進行，對設備的型號也有明確要求。根據(jù)實驗的具體需求，光譜儀型號、磨樣機的型號以及凈化器為氬氣凈化器分別為：PDA—5500V、MY—400B 和CZA—4A。

1.2 開展實驗的條件

實驗的開展對周圍的條件也有較為明確的要求，主要包括以下幾個方面：1）基體：Fe；2）分析線：Al，396.1nm；3）分析電極：30°錐角鎢電極，三峰放電；4）極距：3mm；5）氬氣純度：99%～99.996%；6）待機流量：0.1L/min ～0.5L/min；7）激發(fā)流量：10L/min；8）室內(nèi)環(huán)境：溫度25℃左右，濕度30%～70%。

2 實驗的結(jié)果分析

2.1 不同的取、制樣方法帶來的影響

2.1.1 不同取樣方法的影響

在實驗過程中，對于試樣的選取需要選擇科學合理的方法和取樣器，通常情況下，利用不同的取樣其對同一鋼包進行取樣，所得到的實驗結(jié)果是截然不同的，對最終實驗結(jié)果產(chǎn)生的影響也比較明顯，具體內(nèi)容如表1 所示：

爐號項目 普通取樣器的鋁含量含鋁鋼使用無鋁取樣器的鋁含量090403208F Alt Als 0.29 0.27 0.0019 0.0015 090403214F Alt Als 0.29 0.3 0.0014 0.0013

表1 不同類型取樣器對鋁的影響

從表1 中我們能夠看出，取樣器的選擇對于分析結(jié)果具有很大的影響，究其原因，主要是因為一些取樣器中包含鋁成分，在使用這樣的取樣器進行取樣的時候，由于溫度較高，取樣器中的鋁成分就會熔融到樣品中，導致分析的結(jié)果偏高。為了防止這種現(xiàn)象出現(xiàn)，在今后的實驗中，工作人員應該盡可能選擇無鋁取樣器來進行取樣。

2.1.2 制樣方法對分析結(jié)果的影響

根據(jù)企業(yè)對于鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)要求來看，需要加工好的產(chǎn)品達到?jīng)]有氣孔、沒有針眼、沒有夾渣、無水以沒有及較大裂紋，同時，在產(chǎn)品加工完成之后，盡可能不要用手去觸碰，也不能夠使其與其他脂類物質(zhì)接觸，以免給產(chǎn)品的質(zhì)量帶來影響。為了達到這種要求，傳統(tǒng)的方法是采用46 目Al2O3砂紙進行磨制，但是其最終效果卻不盡人意，究其原因，主要是因為鋁本身存在分析結(jié)果的不確定性，加上Al2O3砂紙容易造成磨料侵入，因此必然會影響到鋁的分析結(jié)果。為了更好的使試樣產(chǎn)品達到需求，我們利用SiC 砂紙來代替Al2O3砂紙進行磨制，結(jié)果表明，全鋁和酸溶鋁的分析準確性得到了明顯的提高。

2.2 不同預燃時間對結(jié)果造成的影響

圖1 鋁元素的預燃曲線

為了更加明確的展示不同預燃時間對結(jié)果造成的影響，實驗中，我們分別設置了不同的預燃時間，分別為2、6、9、10、14、17、19s，通過對每個預燃時間鋁元素的變化情況進行分析，總結(jié)預燃時間對分析結(jié)果所產(chǎn)生的影響。本次實驗鋁元素在每個預燃時間的變化情況如圖1 所示。

通過圖1 我們能夠看出，鋁元素在預燃2—7s 的過程中，呈現(xiàn)出的譜線圖上下浮動比較大，而在9s—15s 之后，譜線圖便逐漸趨于穩(wěn)定。因此，為了更好的使樣品滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的根本需求，本試驗對原有的預燃時間進行了更改，更改之后測定不同形態(tài)鋁的結(jié)果準確性和穩(wěn)定性顯著提高。

2.3 不同積分方式所造成的影響

積分方式對分析結(jié)果的影響也是不容忽視的，在傳統(tǒng)的相關(guān)實驗中，由于采用的全積分方式無法從根本上將激發(fā)過程中出現(xiàn)的氣孔和夾雜去除，從而導致分析結(jié)果不準確。為了避免積分方式對分析結(jié)果產(chǎn)生影響，本次實驗采用了脈沖分布分析方法作為積分方式，這種積分方式的優(yōu)點在于，能夠?qū)嶒炛猩婕暗降姆e分進行妥善處理，而且還能夠在一定程度上減少產(chǎn)品加工完成后出現(xiàn)氣孔和夾雜的概率，從而降低積分方式對分析結(jié)果產(chǎn)生的影響。但是利用脈沖分布分析方法時需要注意的是，應該在小于1000 個脈沖下進行分析，分別在鋁與氧的每一個脈沖發(fā)光強度中，測出氧化鋁和金屬鋁的放電和含量，將二者相加的結(jié)果就是全鋁含量。通過本次實驗我們能夠發(fā)展，利用PDA積分方式進行實驗的結(jié)果要比利用PMI積分方式來說，要具有更好的重現(xiàn)性。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著社會各個領(lǐng)域?qū)︿摬牡膹V泛應用，確保鋼產(chǎn)品的整體質(zhì)量也得到了鋼鐵公司的高度關(guān)注。在鋼產(chǎn)品制作過程中，許多因素都會給產(chǎn)品質(zhì)量帶來影響，因此，工作人員必須掌握這些因素對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生的影響，從而根據(jù)實際生產(chǎn)情況采取科學合理的措施，以促進鋼鐵公司的經(jīng)濟效益和社會效益。

[1]趙蘭季，冀云柱，許鴻英，李治國，耿艷霞.光電直讀光譜法分析鋼中全鋁和酸熔鋁影響因素的探討[J].河北冶金，2012(12).

[2]趙蘭季，冀云柱，許鴻英，李治國，耿艷霞.光電直讀光譜法測定鋼中不同形態(tài)鋁[J].理化檢驗（化學分冊），2011(3).

[3]陳林，譚勇.直讀光譜儀在錫生產(chǎn)控制和產(chǎn)品控制中的運用[A].中國有色金屬學會重有色金屬冶金學術(shù)委員會第八屆全國錫銻冶煉及加工生產(chǎn)技術(shù)交流會論文集[C]，2006.