宣鋼含鐵原料硫含量合理檢測及精準分析研究

高亞楠，張嘉欣，鄒 佳，尹莎麗

（河鋼宣鋼技術中心，河北 張家口 075100）

眾所周知，硫在鋼鐵中為有害雜質元素，它的存在對鋼鐵具有熱脆性，降低鋼的力學性能，特別是疲勞極限、塑性和耐磨性。宣鋼技術中心鐵前化驗室從2005年起引進多臺日本島津MXF-2400熒光光譜儀用于入爐、入燒鐵礦石各元素的含量分析，不但有效減少了徇私舞弊等違法行為，而且為單車單檢的生產模式做足硬件準備。通過多年經驗總結發現，鐵礦石中眾多元素分析較為精準，但是作為煉鐵原料中有害元素的硫卻一直不能較為準確的進行分析。實驗室間以及實驗室內硫元素的分析偏差較大，分析數據的不準確對后期入爐、入燒煉鐵工藝以及后期產成品都會造成一定的影響。

以河北鋼鐵集團宣鋼公司生產樣和日常標樣為依托，研究含鐵原料硫元素在鐵礦石樣品前處理流程、制取樣片流程以及X-射線熒光光譜儀分析流程，以便最大限度優化硫元素檢測方法，提高硫元素測定分析質量。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

MXF-2400 X射線熒光光譜儀（日本島津），SM-1型振動研磨機，V4D-高頻熔樣爐（北京靜遠），四硼酸鋰（分析純），碳酸鋰（分析純），氧化鈷（分析純）KI（分析純）需配制成500g/L的溶液，手工分析藥品。

1.2 儀器工作條件

儀器工作條件設置見表1。

表1 儀器工作條件

1.3 實驗方法

我們使用SM-1型振動研磨機研磨兩個宣鋼日常生產樣（1#生產樣485532170306-2#生產樣607654170313），采用相同的實驗條件，逐漸增加研磨時間，來觀察研磨時間與硫元素X射線熒光強度之間的關系，同時對比標樣硫元素X射線熒光強度，選定適合的研磨時間，從而得到較為精準的熒光分析數據。

2 結果與討論

（1）將1#生產樣研磨1min～8min，對其進行X射線熒光強度分析。

圖1 1#生產樣研磨1min～8min與硫元素X射線熒光強度關系

圖2 2#生產樣研磨時間與硫元素X射線熒光強度

（2）將2#生產樣研磨1min～8min，對其進行X射線熒光強度分析。

圖3 2#生產樣研磨時間與硫元素X射線熒光強度

表2 1#、2#生產樣（研磨4min）與標樣硫元素含量重復性測定

（3）研磨時間與硫元素X射線熒光強度關系分析。通過對兩個宣鋼日常生產樣的研磨實驗發現，樣品研磨時間與硫元素X射線熒光強度存在對應關系。隨著研磨時間的加長，前兩分鐘熒光強度值偏高，且不穩定，從第三分鐘開始熒光強度值曲線逐漸趨于平緩，強度數值趨于穩定，繼續增加研磨時間強度數值改變不大，對于生產來說選擇較為準確的強度值和較為合適的時間是生產基本要求。同時，我們對比宣鋼公司作業文件中所述，可以得知樣品研磨60s只適應石灰石、白云石、鈣灰、鎂灰的壓片熒光分析方法中對樣品的研磨要求。所以，我們在使用壓片XRF法測定含鐵原料硫元素時，選擇四分鐘作為標準研磨時間較為穩妥。同時，我們通過對兩個生產樣品的10次平行測定實驗發現，四分鐘的研磨時間也能夠有效確保研磨樣品結果的重復性。

3 結語

通過對XRF熒光光譜壓片法中最為重要的樣品研磨制樣步驟研究發現，樣品在研磨過程中，隨著研磨時間的逐漸延長，含鐵原料樣品所測得到的硫元素的熒光強度隨之減弱，但其強度值卻逐漸趨于穩定，特別是通過4min研磨后，最終樣片經過熒光儀照射后，所得到的熒光強度值變化不大，而1min～3min較短的研磨時間無法更好的降低樣品的顆粒度以及帶來的顆粒度效應。所以研磨時間把控在4min，能夠確保熒光強度值穩定，從而確保熒光測定精度。