硫含量對(duì)直讀光譜儀分析碳含量的影響

承 堅(jiān)

（江陰興澄特種鋼鐵有限公司試驗(yàn)檢測(cè)所二期儀器，江蘇 江陰 214400）

1 直讀光譜儀原理

原子發(fā)射光譜分析所采用的原理是用電弧（或火花）的高溫使樣品中各元素從固態(tài)直接氣化并激發(fā)而發(fā)射出的各元素的特征波長，用光柵分光后，成為按波長排列的“光譜”，這些元素的特征光譜線通過入射狹縫，射入各自的光電倍增管，光信號(hào)變成電信號(hào)，經(jīng)儀器的控制測(cè)量系統(tǒng)將電信號(hào)積分并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。然后由計(jì)算機(jī)處理，并打印出各元素的百分含量。

2 紅外碳硫儀原理

試樣通過高頻感應(yīng)爐在氧氣流中燃燒，試樣中的碳大部分氧化成CO2，小部分氧化成CO，硫則氧化成SO2.通過加熱的催化劑將CO轉(zhuǎn)換成CO2，然后將氧化氣流調(diào)整后導(dǎo)入碳、硫的紅外檢測(cè)池，分別計(jì)算出碳、硫在試樣中的含量。

3 儀器簡(jiǎn)介

直讀光譜儀：2臺(tái)OBLF QSN750，該儀器為火花直讀光譜儀，產(chǎn)地為德國OBLF公司。

CS230碳硫儀為美國LECO公司生產(chǎn)，主要用于測(cè)定鋼材和鋼水試樣中的碳和硫含量。

EMIA-920V2紅外碳硫儀為日本掘場(chǎng)（HORIBA）公司生產(chǎn)，主要適用于鋼鐵、鐵合金、有色金屬、焦炭、煤粉、礦石、陶瓷材料、磁材等其他各種材料中超低、常規(guī)及高含量碳硫元素的測(cè)定。

4 實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果分析

4.1 實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)（一）選取了42CrMo鋼和含S的42CrMo鋼進(jìn)行比對(duì)分析。使用加工好的42CrMo試樣（硫含量0.003左右）在光譜儀上分析得出分析結(jié)果，然后在該試樣上直接鉆屑使用碳硫儀得出分析結(jié)果。再用同種方法分析含S的42CrMo鋼種試樣（硫含量0.020左右）。由于碳硫儀的準(zhǔn)確性高于光譜儀，碳硫儀的結(jié)果較為接近真實(shí)值，因此使用2組數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)可以得出光譜儀分析時(shí)硫含量對(duì)碳含量的影響。

表1 42CrMo的分析結(jié)果

表2 含S的42CrMo的分析結(jié)果

實(shí)驗(yàn)（二）選取了A鋼和B鋼進(jìn)行比對(duì)分析。使用加工好的B鋼試樣（硫含量0.016左右）在光譜儀上分析得出分析結(jié)果，然后在該試樣上直接鉆屑使用碳硫儀得出分析結(jié)果。再用同種方法分析A鋼種試樣（硫含量0.060左右）。

表3 B鋼的分析結(jié)果

實(shí)驗(yàn)（三）選取了同一爐C鋼的精煉樣和RH樣進(jìn)行比對(duì)分析。使用加工好的C鋼精煉試樣（硫含量0.016左右）在光譜儀上分析得出分析結(jié)果，然后在該試樣上直接鉆屑使用碳硫儀得出分析結(jié)果。再用同種方法分析C鋼RH試樣（硫含量0.060左右）。

表4 A鋼的分析結(jié)果

表5 C鋼的精煉樣分析結(jié)果

表6 C鋼的RH樣分析結(jié)果

4.2 分析結(jié)果

實(shí)驗(yàn)（一）中42CrMo的碳百分含量之差(光譜C百分含量-碳硫C百分含量)平均為0.0087，含S的42CrMo的碳百分含量之差平均為為0.0022。實(shí)驗(yàn)（二）中B鋼的碳百分含量之差(光譜C百分含量-碳硫C百分含量)平均為0.0042，A鋼的碳百分含量之差平均為-0.0016。實(shí)驗(yàn)（三）中C鋼的精煉樣碳百分含量之差(光譜C百分含量-碳硫C百分含量)平均為0.00592，C鋼的RH樣碳百分含量之差平均為-0.0038.

由上述實(shí)驗(yàn)可見隨著試樣硫含量升高光譜分析出的碳百分含量值會(huì)越來越低。這可以給爐前分析提供一個(gè)合適的參考，提高只在光譜分析下碳的準(zhǔn)確性[1]。