精煉爐渣主要成分在X射線熒光光譜法測定中的技術應用

李 軻

（陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司， 陜西 漢中 724200）

隨著鋼鐵行業產能的過剩，結構不合理等眾多因素，新型綠色精品鋼材將會成為市場和社會的主導地位，其次客戶對鋼材不同型號、質量需求越來越高，如何指導生產提供優質鋼材尤為重要。所以，煉鋼就是練渣，爐渣的流動性號，堿度適當，在配以相應的吹氬參數，就能最大限度的控制鋼中的夾雜物，凈化鋼種[1]。因此對于精煉爐渣進行快速準確的分析，在冶煉控制中具有重大的指導意義。目前，漢鋼公司測定精煉爐渣中各組分元素含量均為化學分析方法，其缺點是分析時間長，工作效率低下，起不到快速指導生產作用。利用X射線熒光光譜法分析有兩種：一種是玻璃融片法制樣，一種是粉末壓片法制樣，前者方法對樣品的預處理相對繁瑣，熔樣過程速度慢，且分析成本大。成型的壓片試樣受粒度效應、基體效應[2]干擾，X射線熒光儀在測定精煉爐渣各元素時會產生一些不確定因素，影響最終結果。本文采用粉末壓片法制樣，利用經驗系數法進行基體校正，能夠準確快速的測定精煉爐渣的元素成分。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

X射線光譜儀∶AXiosMaxPW4400型，荷蘭帕納科公司，SUPERQ分析軟件；壓片機：YYJ-40，長春科光；冷卻水裝置：BLK-II,北京眾合科技；硼酸∶純度不小于99.5%，青海大柴旦精成硼化工；氬-甲烷氣體：φ（Ar）為 90%，φ（CH4）為 10%。

1.2 儀器工作條件

光管電壓60 kV，光管電流50 mA，氬-甲烷氣體（φ（Ar）為 90%，φ（CH4）為 10%）入口壓力 0.75×10-4Pa。氣體流量1 L/h。冷卻水控制溫度17℃。

1.3 試樣制備

粒度效應是壓片分析對結果影響最大的影響因素，因此為了克服粒度效應，將所選取的樣品在振動磨中研磨120 s，使試樣和標準樣品的粒度都達到200目以上，壓片時稱取樣品4 g，以硼酸為背景，在30 t壓力下保壓30 s，成片后去掉樣片上的硼酸毛邊，用吸耳球吹凈硼酸屑，標識樣片，放入干燥器備用。

1.4 在線標準樣品選擇

由于市面上精煉爐渣標準樣樣品稀少，且所選相應含量的標準樣品數量更少，且這些標準樣品各元素含量不同基體效應也會發生變化，不利于后期的曲線校正。目前充分利用現有轉爐渣標樣和高爐渣標樣，結合漢鋼公司自身生產的精煉爐渣進行化學定值[3]，選取具有代表性且含有一定梯度濃度的樣品27個做為在線樣品，其含量范圍能夠充分覆蓋所需分析樣品的要求，見表1。

表1 在線系列樣品元素含量（質量分數）范圍 %

1.5 分析條件譜線的選擇（見表2）

表2 分析條件參數

1.6 基體校正方法和校準曲線的繪制

將所選的27個樣品進行壓片制樣，用X熒光儀將所有標準樣品壓片進行掃描，測量各個樣中各元素的強度。以元素標準值為橫坐標，熒光強度為橫坐標，建立回歸曲線。采用經驗系數法來校正應用，可選取強度和濃度結合的校正方式來對應用曲線進行基體校正。飛利浦校正程序方法是以元素濃度與譜線強度間線性相關原理為基礎的一種高精度分析方法，其校正的數學公式為：

式中：C為樣品含量；D為校準曲線截距；E為校準曲線斜率；R為常量系數；M為基體元素的強度值。

式中：M 是基體強度；C 是含量；α，β，γ，δ為基體校正的因子；i是待測元素數；j，k是干擾元素數。

運用SIPERQ軟件的自動校正計算功能，得到的應用曲線的線性非常好，離散度滿足要求，得到的各元素均方根值見表3較小，RMS（均方根）越小說明校準曲線的線性越好[4]。

2 結果與討論

表3 各組分回歸曲線的RMS

2.1 分析結果的準確度

為了驗證應用曲線是否準確可靠，隨機抽取2個高爐渣和轉爐渣標樣，壓片進行分析，可以看出標樣測量結果與標樣值均在國標要求的誤差范圍內，見表4。

同時，為了驗證精煉爐渣試樣在分析曲線上的結果是否可靠，隨機選取了5組樣品進行不同方法比對實驗，通過分析與對照，結果差異較小，且都在分析精度范圍內。所以，采用壓片方法分析能更有效快捷的指導生產，具體數據見下頁表5。

表4 標準樣品驗證結果%

2.2 精密度測試

為了驗證應用曲線的精密度，選取一轉爐渣標樣連續壓片測定10次，求出平均值，標準偏差，相對標準偏差，見下頁表6。

表5 幾種方法的實驗比對結果 %

表6 精密度實驗結果（質量分數） %

3 結語

經過檢測方法的驗證，首先確定了X熒光光譜法測定的精煉爐渣的可行性，其次采用不同方法的分析比對，確定了壓片法制樣，X熒光分析可以更快捷準確地提供精煉爐渣中各元素含量。采用壓片法制樣建立的精煉爐渣應用曲線，線性較好，分析結果準確穩定，能為綠色精品鋼材的研發創造有利生產服務條件。