精煉渣掛壁熔融法研究

柳銳松

（廣東省陽(yáng)春市陽(yáng)春新鋼鐵有限責(zé)任公司，廣東 陽(yáng)江 529600）

0 引言

隨著對(duì)精煉渣中各成分含量檢測(cè)準(zhǔn)確度要求的提高，陽(yáng)春新鋼鐵有限公司對(duì)鋼鐵生產(chǎn)過(guò)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(lái)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(cè)，而壓片法會(huì)因?yàn)榱６刃?yīng)和基體效應(yīng)，產(chǎn)生一定的測(cè)量偏差，所以必須采用熔融方法對(duì)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(huì)對(duì)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(cè)方法進(jìn)行研究分析。

腐蝕后的坩堝很容易在熔融過(guò)程中漏出高溫熔融液體，進(jìn)而腐蝕整個(gè)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(guò)查閱資料和參考操作規(guī)程，發(fā)現(xiàn)合金熒光檢測(cè)方法中包括掛壁熔融法，可避免合金熔融過(guò)程中對(duì)鉑黃金坩堝的腐蝕，所以準(zhǔn)備采用類似的方法對(duì)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(shí)，開始搖擺，并開始計(jì)時(shí)，熔融10 min 后，逐一取出，待取出的坩堝外壁紅色消失2/3 時(shí)，通過(guò)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(shí)間，再逐步升溫至800 ℃預(yù)熔一段時(shí)間，預(yù)熔完成后坩堝內(nèi)無(wú)黑色顆粒物，變?yōu)榭闪鲃?dòng)液體后，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(wú)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(shí)，開始搖擺，并開始計(jì)時(shí)，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(cè)。

制好熔融樣片后，目測(cè)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(cè)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(cè)量條件（見(jiàn)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(gè)樣品應(yīng)至少測(cè)量2次，將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中分析元素的含量值與測(cè)量的X 射線熒光強(qiáng)度的平均值繪制成校準(zhǔn)曲線。測(cè)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(cè)量條件，用X 射線熒光光譜儀相應(yīng)的程序測(cè)量精煉渣試樣的熒光強(qiáng)度。

1.3 實(shí)驗(yàn)效果

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)制出了標(biāo)樣的熔片，表面光亮無(wú)劃痕，符合上機(jī)要求，同時(shí)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(guò)上述實(shí)驗(yàn)建立了硅、錳、磷、鋁、鈣、鎂、鐵含量的曲線，七個(gè)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(shuō)明這七個(gè)元素的檢測(cè)曲線可以用于檢測(cè)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(guò)數(shù)理分析將精密度計(jì)算出來(lái)，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(duì)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(shuō)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(duì)相關(guān)的試樣送外檢，進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，具體比對(duì)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(duì)比數(shù)據(jù)可以看出，全鈣、氧化錳和五氧化二磷三個(gè)分析項(xiàng)目相差較多，說(shuō)明曲線還需要標(biāo)樣來(lái)校準(zhǔn)。

3 改進(jìn)對(duì)策

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

表4 改進(jìn)后標(biāo)樣準(zhǔn)確度分析

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

4 結(jié)論

1）參考國(guó)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(huì)因煉鋼渣縮短使用壽命，并可提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

2）與國(guó)標(biāo)中手工檢驗(yàn)方法相比，降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，將勞動(dòng)時(shí)間縮短到2 h 內(nèi)，能快速分析出檢測(cè)結(jié)果。