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，隨著我國社會發展腳步的不斷加快，鋼材在社會各個領域的應用也不斷增加，相關部門對鋼產品質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，在對產品進行制作之前，都要進行必要的化學分析，然而傳統的化學分析方法，不僅所需的時間較長，而且物料的消耗也比較大。因此，為了能夠減少鋼產品的生產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元素和不同形態鋁進行分析的方法，以此來促進鋼鐵企業未來的穩定發展。

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）激發流量：10L/min；8）室內環境：溫度25℃左右，濕度30%～70%。

2 實驗的結果分析

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，所得到的實驗結果是截然不同的，對最終實驗結果產生的影響也比較明顯，具體內容如表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，導致分析的結果偏高。為了防止這種現象出現，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 制樣方法對分析結果的影響

根據企業對于鋼產品的生產要求來看，需要加工好的產品達到沒有氣孔、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接觸，以免給產品的質量帶來影響。為了達到這種要求，傳統的方法是采用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果。為了更好的使試樣產品達到需求，我們利用SiC 砂紙來代替Al2O3砂紙進行磨制，結果表明，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，總結預燃時間對分析結果所產生的影響。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定。因此，為了更好的使樣品滿足產品生產的根本需求，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鋁的結果準確性和穩定性顯著提高。

2.3 不同積分方式所造成的影響

積分方式對分析結果的影響也是不容忽視的，在傳統的相關實驗中，由于采用的全積分方式無法從根本上將激發過程中出現的氣孔和夾雜去除，從而導致分析結果不準確。為了避免積分方式對分析結果產生影響，本次實驗采用了脈沖分布分析方法作為積分方式，這種積分方式的優點在于，能夠對實驗中涉及到的積分進行妥善處理，而且還能夠在一定程度上減少產品加工完成后出現氣孔和夾雜的概率，從而降低積分方式對分析結果產生的影響。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，將二者相加的結果就是全鋁含量。通過本次實驗我們能夠發展，利用PDA積分方式進行實驗的結果要比利用PMI積分方式來說，要具有更好的重現性。

3 結論

綜上所述，隨著社會各個領域對鋼材的廣泛應用，確保鋼產品的整體質量也得到了鋼鐵公司的高度關注。在鋼產品制作過程中，許多因素都會給產品質量帶來影響，因此，工作人員必須掌握這些因素對產品質量產生的影響，從而根據實際生產情況采取科學合理的措施，以促進鋼鐵公司的經濟效益和社會效益。

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