準確獲取鐵水中硫含量的方法

張學東，郭洪濤，茹秀麗，楊云山

（河北鋼鐵集團有限責任公司，河北 張家口 075100）

準確獲取鐵水中硫含量的方法

張學東，郭洪濤，茹秀麗，楊云山

（河北鋼鐵集團有限責任公司，河北 張家口 075100）

硫含量檢驗是鋼鐵冶金成分質量管理環節的主要工作，是關乎檢驗工作是否成功的主要著眼點和落腳點。本人就如何提高硫含量檢驗的準確度，將有關硫含量檢驗的主要工作過程和影響因素進行了論述。

鐵水；硫含量；檢驗方法應用

硫是生鐵中的有害元素，脫硫是高爐冶煉的重要任務之一，硫含量過高，會造成鋼材成品的熱脆性，降低鋼的焊接性、防腐和耐磨性，并產生裂紋，難于切削并降低韌性。準確獲取鐵水中硫含量，是鐵水質量管理的主要內容和關鍵點，也是影響鋼鐵冶煉操作的重要技術經濟指標，是下道煉鋼工序極為關注的質量問題。因高爐鐵水含硫量是由多個方面造成的結果，準確的獲取鐵水硫含量，應從以下幾個環節開展測硫工作。

1 了解入爐硫負荷總量情況

鐵水中主要來自焦炭、礦石和噴吹燃料，其中焦炭能占到硫負荷的60％—80％。焦炭含硫量變動原因主要是配煤結構的變動，配煤結構的調整，往往會引起含硫量的較大波動。焦炭含硫量一般為生鐵的十倍左右，各鋼鐵廠對焦炭硫含量都有嚴格的控制標準，及時掌握配煤結構的變化情況。了解入爐焦炭的含硫情況，能夠針對性的開展檢驗工作，對提高鐵水含硫測定有很大的作用。噴吹煤、入爐礦石對硫負荷總量也有一定的影響，在測硫工作前，了解其含硫量變動情況，對硫含量檢驗工作也能起到參考作用。

2 掌握高爐運行情況

高爐運行情況決定鐵水含硫量水平。高爐順行，入爐配料結構合理，鐵水含硫量也比較穩定。高爐不順，需要配比較大焦炭或冷料，爐溫有較大波動，必然引起鐵水含硫量的變化，總的趨勢是含爐溫高，硫就下降，爐溫降低，硫分上升。在高爐運行出現問題的時候，應該適當的增加取樣的密度和抽查比對方式，才能準確反應鐵水硫含量的真實水平。當焦比提高時，由于硫負荷整體上升，也從另一方面造成的高硫影響。

爐渣對鐵水含硫的影響也是很大的，爐渣堿度提高，增加了爐料的吸硫能力，降低鐵水含硫量。一般爐渣量增加，鐵水硫含量降低。

3 取制樣方法的應用

取制樣過程是獲取鐵水硫含量的關鍵環節，其工作中的微小偏差，都能造成檢驗結果的失真。

（1）每座高爐出鐵時間相對固定，每爐出鐵的不同階段含硫量不同，如果要取到真實的含S試樣，在取樣時就需要用科學的態度，按出鐵時間均勻分布取樣，保證取樣過程涵蓋出鐵的全過程，不能拘泥于時間規定。按高爐出鐵時間長短和出鐵量的大小，最少應采取兩個以上的試樣，按算數平均數取值。尤其注意的是出鐵渣前后的鐵水樣都要采集到，這樣才能體現整爐鐵水的真正含硫水平，采取有代表性的試樣。

（2）常用的取樣方法有勺式取樣和管式取樣，其中勺式取樣方法應用比較廣泛，管式取樣主要用于鐵罐取樣。勺式取樣要注意取樣勺和金屬模具要保持潔凈和干燥，取樣后及時除去爐渣和其他附著物，用鋼絲刷清潔模具內表面。如果模具內表面有損傷，用機械設備進行加工。管式取樣要注意取樣位置，不要受到鐵罐表面爐渣和覆蓋劑的影響。

（3）取樣時應該去掉表面的爐渣，含渣試樣會引起硫含量的不真實突變。

（4）試樣加工要符合要求。1）分析試樣的表面制備應該制備到露出適合于分析方法使用的表面，表面平整且沒有對分析結果準確度產生影響的缺陷；2）根據分析方法的要求，用于制備分析試樣的最后階段的磨料應選擇避免污染表面的材料。磨料的粒度應該與分析方法所需的表面光潔度要求一致。對于光譜分析方法，使用的磨料的粒度在60目到120目較合適。對于熒光分析方法，其選擇的表面制備方法應該確保樣品與樣品間的表面拋光級別具有較好的再現性；3）試樣表面應該沒有顆粒異物，打磨或拋光機械除去樣品表面一般為0.5—1m m的厚度，用固定頭研磨機磨至表面露出樣品有代表性的白口組織；4）冷卻淬火過程不能產生裂紋，產生裂紋應重新選取斷面制樣或更換試樣；5）研磨和拋光制備樣品的表面時，試樣表面應保持干燥。研磨可以用濕法，以避免樣品過熱，但最后要進行樣品表面干燥拋光。也可以研磨后將樣品浸人水中冷卻，然后進行干燥拋光；6）化學分析試樣用破碎機或振動研磨機粉碎樣品，分析試樣量要足夠化驗和備份要求，破碎研磨后過篩，保證其粒度大于150目。

4 比對措施及數據分析

4.1 保留樣比對

爐前取樣最好多取一塊，作為保留樣，其作用主要有兩個方面，一是爐前取樣有時效性，如果正常試樣存在問題，可以及時用保留樣作為替補樣；在制樣過程中出現非合格樣，也可以用到保留樣。更主要的用途，是在分析后發現異常情況，可以用保留樣作為重要的比對物證。保留樣至少應該保存到該爐鐵水入煉鋼爐以后方可處理。

4.2 抽查比對

任何取樣、制樣過程都可能產生人工操作誤差，鐵罐抽樣既是煉鋼脫硫前的工作需要和準備，也是和爐前鐵樣進行比對的一個辦法，能有效發現取制樣過程中產生的異議，及時加密采取鐵罐抽查試樣，確定準確的含硫量。

高爐鐵水硫含量是生產過程中形成的，但其形成有一定的規律，通過入爐硫負荷和高爐運行情況分析，能夠對鐵水硫含量有一個大致的判斷。檢驗結果與判斷情況偏差較大，需要進行綜合分析和檢查，得到科學、準確的檢驗結果。

[1]《鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法》[S].GB/T 20066-2006/ISO 14284：1996.

[2]《煉鋼用生鐵》[S].YB/T5291—2011.