硫含量對直讀光譜儀分析碳含量的影響

承 堅

（江陰興澄特種鋼鐵有限公司試驗檢測所二期儀器，江蘇 江陰 214400）

1 直讀光譜儀原理

原子發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直接氣化并激發而發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，光信號變成電信號，經儀器的控制測量系統將電信號積分并進行模數轉換。然后由計算機處理，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轉換成CO2，然后將氧化氣流調整后導入碳、硫的紅外檢測池，分別計算出碳、硫在試樣中的含量。

3 儀器簡介

直讀光譜儀：2臺OBLF QSN750，該儀器為火花直讀光譜儀，產地為德國OBLF公司。

CS230碳硫儀為美國LECO公司生產，主要用于測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（HORIBA）公司生產，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、常規及高含量碳硫元素的測定。

4 實驗過程與結果分析

4.1 實驗過程

實驗（一）選取了42CrMo鋼和含S的42CrMo鋼進行比對分析。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果，然后在該試樣上直接鉆屑使用碳硫儀得出分析結果。再用同種方法分析含S的42CrMo鋼種試樣（硫含量0.020左右）。由于碳硫儀的準確性高于光譜儀，碳硫儀的結果較為接近真實值，因此使用2組數據進行比對可以得出光譜儀分析時硫含量對碳含量的影響。

表1 42CrMo的分析結果

表2 含S的42CrMo的分析結果

實驗（二）選取了A鋼和B鋼進行比對分析。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果，然后在該試樣上直接鉆屑使用碳硫儀得出分析結果。再用同種方法分析A鋼種試樣（硫含量0.060左右）。

表3 B鋼的分析結果

實驗（三）選取了同一爐C鋼的精煉樣和RH樣進行比對分析。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果，然后在該試樣上直接鉆屑使用碳硫儀得出分析結果。再用同種方法分析C鋼RH試樣（硫含量0.060左右）。

表4 A鋼的分析結果

表5 C鋼的精煉樣分析結果

表6 C鋼的RH樣分析結果

4.2 分析結果

實驗（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。實驗（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。實驗（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.

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