精煉渣掛壁熔融法研究

柳銳松

（廣東省陽春市陽春新鋼鐵有限責(zé)任公司，廣東 陽江 529600）

0 引言

隨著對精煉渣中各成分含量檢測準(zhǔn)確度要求的提高，陽春新鋼鐵有限公司對鋼鐵生產(chǎn)過程中的質(zhì)量把控愈加嚴(yán)格，能根據(jù)出渣的分析數(shù)據(jù)來找出工藝模型。為了適應(yīng)現(xiàn)在的生產(chǎn)節(jié)奏，都是采用壓片法進(jìn)行檢測，而壓片法會因?yàn)榱６刃?yīng)和基體效應(yīng)，產(chǎn)生一定的測量偏差，所以必須采用熔融方法對壓片法進(jìn)行校準(zhǔn)。鑒于煉鋼鐵渣內(nèi)含有大量鐵單質(zhì)，會對熔融使用的鉑黃金坩堝造成腐蝕，縮短坩堝的使用壽命，故需要采用新的檢測方法進(jìn)行研究分析。

腐蝕后的坩堝很容易在熔融過程中漏出高溫熔融液體，進(jìn)而腐蝕整個熔融爐高溫耐火磚，增加設(shè)備的維護(hù)成本。

1 實(shí)驗(yàn)方案及效果

1.1 查找實(shí)驗(yàn)方法

通過查閱資料和參考操作規(guī)程，發(fā)現(xiàn)合金熒光檢測方法中包括掛壁熔融法，可避免合金熔融過程中對鉑黃金坩堝的腐蝕，所以準(zhǔn)備采用類似的方法對精煉渣進(jìn)行制樣處理，以達(dá)到減少腐蝕的效果。

1.2 具體實(shí)驗(yàn)方案

稱取固定量的四硼酸鋰與偏硼酸鋰混合熔劑于鉑黃金坩堝，滴加適量的碘化銨，然后將坩堝放入爐溫達(dá)1 050 ℃的熔樣爐中，待溫度升至1 050 ℃時，開始搖擺，并開始計(jì)時，熔融10 min 后，逐一取出，待取出的坩堝外壁紅色消失2/3 時，通過旋轉(zhuǎn)使熔劑在坩堝內(nèi)壁形成保護(hù)膜，保護(hù)膜必須覆蓋坩堝底部和四周固定高度以上，且應(yīng)為透明玻璃狀，如不成功則需重新進(jìn)行熔融掛壁操作。

稱取固定量的碳酸鋰于已完成掛壁的鉑黃金坩堝，稱取固定量的精煉渣（標(biāo)樣）均勻鋪在碳酸鋰上，用攪拌棒將樣品與碳酸鋰混勻，并將攪拌棒黏附的試樣、碳酸鋰掃入坩堝中，然后在其上均勻覆蓋固定量的混合熔劑。將坩堝放入瓷方舟中，再放入600 ℃馬弗爐中，逐步升溫至700 ℃后氧化一段時間，再逐步升溫至800 ℃預(yù)熔一段時間，預(yù)熔完成后坩堝內(nèi)無黑色顆粒物，變?yōu)榭闪鲃右后w后，取出，冷卻。

向預(yù)氧化處理后的坩堝中加入適量的碘化鉀，將坩堝置于熔樣爐口蒸發(fā)至無液體后，再將坩堝放入爐溫達(dá)1 050 ℃的熔樣爐中，待氣體揮發(fā)完后，將潔凈的鉑黃金模子送入爐內(nèi)，待溫度升至1 050 ℃時，開始搖擺，并開始計(jì)時，熔融10 min 后將試樣倒入模子，待樣品冷卻4 min 后脫模，并將熔片樣裝進(jìn)試樣袋，做好標(biāo)記，放入干燥器待測。

制好熔融樣片后，目測檢查熔融樣片是否存在未熔解的物質(zhì)、結(jié)晶或氣泡等缺陷，有缺陷的熔融樣片應(yīng)該舍棄，重新制備合格的熔融樣片。

根據(jù)所使用的X 熒光檢測分析儀分析試樣的種類、分析元素、共存元素及其含量變化范圍，選擇合適的測量條件（見表1）[1-3]。

表1 熒光曲線參數(shù)的選擇

在選定的工作條件下，選取一定數(shù)量與分析試樣相似的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣品熔融后，每個樣品應(yīng)至少測量2次，將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中分析元素的含量值與測量的X 射線熒光強(qiáng)度的平均值繪制成校準(zhǔn)曲線。測量標(biāo)準(zhǔn)試樣中分析元素與內(nèi)標(biāo)元素的X 射線強(qiáng)度比，將該強(qiáng)度比與分析元素含量繪制工作曲線。

按照表1 選定的測量條件，用X 射線熒光光譜儀相應(yīng)的程序測量精煉渣試樣的熒光強(qiáng)度。

1.3 實(shí)驗(yàn)效果

通過上述實(shí)驗(yàn)制出了標(biāo)樣的熔片，表面光亮無劃痕，符合上機(jī)要求，同時鉑黃金坩堝未出現(xiàn)腐蝕外壁的現(xiàn)象。

1.4 標(biāo)樣熒光建線情況

通過上述實(shí)驗(yàn)建立了硅、錳、磷、鋁、鈣、鎂、鐵含量的曲線，七個元素的曲線的相關(guān)性都在99%以上，相關(guān)系數(shù)都接近100%，說明這七個元素的檢測曲線可以用于檢測精煉渣各元素的含量。

2 數(shù)據(jù)分析及討論

2.1 精確度分析

為了驗(yàn)證此方法的穩(wěn)定性，采用同一樣品進(jìn)行6次相同操作試驗(yàn)。通過數(shù)理分析將精密度計(jì)算出來，相關(guān)精密度數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 精確度試驗(yàn)

從表2 的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差可以看出，所有元素的偏差都在1%以下，數(shù)據(jù)精密度較好，數(shù)據(jù)偏差程度低，說明該熔樣方法穩(wěn)定可靠。

2.2 準(zhǔn)確度分析

為了驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確性，對相關(guān)的試樣送外檢，進(jìn)行數(shù)據(jù)比對，具體比對數(shù)據(jù)如表3 所示。

表3 準(zhǔn)確度分析

從表3 中的熔融數(shù)據(jù)與外檢對比數(shù)據(jù)可以看出，全鈣、氧化錳和五氧化二磷三個分析項(xiàng)目相差較多，說明曲線還需要標(biāo)樣來校準(zhǔn)。

3 改進(jìn)對策

增加全鈣、氧化錳和五氧化二磷檢測區(qū)間內(nèi)的標(biāo)樣，以更好符合現(xiàn)在所檢測分析樣品的數(shù)據(jù)，后續(xù)數(shù)據(jù)對比如表4 所示。

表4 改進(jìn)后標(biāo)樣準(zhǔn)確度分析

通過上述措施，有效地將曲線進(jìn)行了校準(zhǔn)，檢測數(shù)據(jù)都控制在允許誤差范圍內(nèi)。

4 結(jié)論

1）參考國標(biāo)和合金熔融方法，采用掛壁熔融方法同直接熔融的方法相比較得出，掛壁熔融可以有效保護(hù)坩堝，確保坩堝不會因煉鋼渣縮短使用壽命，并可提高檢測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

2）與國標(biāo)中手工檢驗(yàn)方法相比，降低了員工的勞動強(qiáng)度，將勞動時間縮短到2 h 內(nèi)，能快速分析出檢測結(jié)果。