精煉渣掛壁熔融法研究

柳銳松

（廣東省陽春市陽春新鋼鐵有限責任公司，廣東 陽江 529600）

0 引言

隨著對精煉渣中各成分含量檢測準確度要求的提高，陽春新鋼鐵有限公司對鋼鐵生產過程中的質量把控愈加嚴格，能根據出渣的分析數據來找出工藝模型。為了適應現在的生產節奏，都是采用壓片法進行檢測，而壓片法會因為粒度效應和基體效應，產生一定的測量偏差，所以必須采用熔融方法對壓片法進行校準。鑒于煉鋼鐵渣內含有大量鐵單質，會對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方法進行研究分析。

腐蝕后的坩堝很容易在熔融過程中漏出高溫熔融液體，進而腐蝕整個熔融爐高溫耐火磚，增加設備的維護成本。

1 實驗方案及效果

1.1 查找實驗方法

通過查閱資料和參考操作規程，發現合金熒光檢測方法中包括掛壁熔融法，可避免合金熔融過程中對鉑黃金坩堝的腐蝕，所以準備采用類似的方法對精煉渣進行制樣處理，以達到減少腐蝕的效果。

1.2 具體實驗方案

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1 050 ℃的熔樣爐中，待溫度升至1 050 ℃時，開始搖擺，并開始計時，熔融10 min 后，逐一取出，待取出的坩堝外壁紅色消失2/3 時，通過旋轉使熔劑在坩堝內壁形成保護膜，保護膜必須覆蓋坩堝底部和四周固定高度以上，且應為透明玻璃狀，如不成功則需重新進行熔融掛壁操作。

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 ℃后氧化一段時間，再逐步升溫至800 ℃預熔一段時間，預熔完成后坩堝內無黑色顆粒物，變為可流動液體后，取出，冷卻。

向預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至無液體后，再將坩堝放入爐溫達1 050 ℃的熔樣爐中，待氣體揮發完后，將潔凈的鉑黃金模子送入爐內，待溫度升至1 050 ℃時，開始搖擺，并開始計時，熔融10 min 后將試樣倒入模子，待樣品冷卻4 min 后脫模，并將熔片樣裝進試樣袋，做好標記，放入干燥器待測。

制好熔融樣片后，目測檢查熔融樣片是否存在未熔解的物質、結晶或氣泡等缺陷，有缺陷的熔融樣片應該舍棄，重新制備合格的熔融樣片。

根據所使用的X 熒光檢測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，選擇合適的測量條件（見表1）[1-3]。

表1 熒光曲線參數的選擇

在選定的工作條件下，選取一定數量與分析試樣相似的標準物質樣品熔融后，每個樣品應至少測量2次，將標準物質中分析元素的含量值與測量的X 射線熒光強度的平均值繪制成校準曲線。測量標準試樣中分析元素與內標元素的X 射線強度比，將該強度比與分析元素含量繪制工作曲線。

按照表1 選定的測量條件，用X 射線熒光光譜儀相應的程序測量精煉渣試樣的熒光強度。

1.3 實驗效果

通過上述實驗制出了標樣的熔片，表面光亮無劃痕，符合上機要求，同時鉑黃金坩堝未出現腐蝕外壁的現象。

1.4 標樣熒光建線情況

通過上述實驗建立了硅、錳、磷、鋁、鈣、鎂、鐵含量的曲線，七個元素的曲線的相關性都在99%以上，相關系數都接近100%，說明這七個元素的檢測曲線可以用于檢測精煉渣各元素的含量。

2 數據分析及討論

2.1 精確度分析

為了驗證此方法的穩定性，采用同一樣品進行6次相同操作試驗。通過數理分析將精密度計算出來，相關精密度數據如表2 所示。

表2 精確度試驗

從表2 的相對標準偏差可以看出，所有元素的偏差都在1%以下，數據精密度較好，數據偏差程度低，說明該熔樣方法穩定可靠。

2.2 準確度分析

為了驗證該方法的準確性，對相關的試樣送外檢，進行數據比對，具體比對數據如表3 所示。

表3 準確度分析

從表3 中的熔融數據與外檢對比數據可以看出，全鈣、氧化錳和五氧化二磷三個分析項目相差較多，說明曲線還需要標樣來校準。

3 改進對策

增加全鈣、氧化錳和五氧化二磷檢測區間內的標樣，以更好符合現在所檢測分析樣品的數據，后續數據對比如表4 所示。

表4 改進后標樣準確度分析

通過上述措施，有效地將曲線進行了校準，檢測數據都控制在允許誤差范圍內。

4 結論

1）參考國標和合金熔融方法，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坩堝，確保坩堝不會因煉鋼渣縮短使用壽命，并可提高檢測數據的穩定性。

2）與國標中手工檢驗方法相比，降低了員工的勞動強度，將勞動時間縮短到2 h 內，能快速分析出檢測結果。