硫含量对直读光谱仪分析碳含量的影响

承 坚

（江阴兴澄特种钢铁有限公司试验检测所二期仪器，江苏 江阴 214400）

1 直读光谱仪原理

原子发射光谱分析所采用的原理是用电弧（或火花）的高温使样品中各元素从固态直接气化并激发而发射出的各元素的特征波长，用光栅分光后，成为按波长排列的“光谱”，这些元素的特征光谱线通过入射狭缝，射入各自的光电倍增管，光信号变成电信号，经仪器的控制测量系统将电信号积分并进行模数转换。然后由计算机处理，并打印出各元素的百分含量。

2 红外碳硫仪原理

试样通过高频感应炉在氧气流中燃烧，试样中的碳大部分氧化成CO2，小部分氧化成CO，硫则氧化成SO2.通过加热的催化剂将CO转换成CO2，然后将氧化气流调整后导入碳、硫的红外检测池，分别计算出碳、硫在试样中的含量。

3 仪器简介

直读光谱仪：2台OBLF QSN750，该仪器为火花直读光谱仪，产地为德国OBLF公司。

CS230碳硫仪为美国LECO公司生产，主要用于测定钢材和钢水试样中的碳和硫含量。

EMIA-920V2红外碳硫仪为日本掘场（HORIBA）公司生产，主要适用于钢铁、铁合金、有色金属、焦炭、煤粉、矿石、陶瓷材料、磁材等其他各种材料中超低、常规及高含量碳硫元素的测定。

4 实验过程与结果分析

4.1 实验过程

实验（一）选取了42CrMo钢和含S的42CrMo钢进行比对分析。使用加工好的42CrMo试样（硫含量0.003左右）在光谱仪上分析得出分析结果，然后在该试样上直接钻屑使用碳硫仪得出分析结果。再用同种方法分析含S的42CrMo钢种试样（硫含量0.020左右）。由于碳硫仪的准确性高于光谱仪，碳硫仪的结果较为接近真实值，因此使用2组数据进行比对可以得出光谱仪分析时硫含量对碳含量的影响。

表1 42CrMo的分析结果

表2 含S的42CrMo的分析结果

实验（二）选取了A钢和B钢进行比对分析。使用加工好的B钢试样（硫含量0.016左右）在光谱仪上分析得出分析结果，然后在该试样上直接钻屑使用碳硫仪得出分析结果。再用同种方法分析A钢种试样（硫含量0.060左右）。

表3 B钢的分析结果

实验（三）选取了同一炉C钢的精炼样和RH样进行比对分析。使用加工好的C钢精炼试样（硫含量0.016左右）在光谱仪上分析得出分析结果，然后在该试样上直接钻屑使用碳硫仪得出分析结果。再用同种方法分析C钢RH试样（硫含量0.060左右）。

表4 A钢的分析结果

表5 C钢的精炼样分析结果

表6 C钢的RH样分析结果

4.2 分析结果

实验（一）中42CrMo的碳百分含量之差(光谱C百分含量-碳硫C百分含量)平均为0.0087，含S的42CrMo的碳百分含量之差平均为为0.0022。实验（二）中B钢的碳百分含量之差(光谱C百分含量-碳硫C百分含量)平均为0.0042，A钢的碳百分含量之差平均为-0.0016。实验（三）中C钢的精炼样碳百分含量之差(光谱C百分含量-碳硫C百分含量)平均为0.00592，C钢的RH样碳百分含量之差平均为-0.0038.

由上述实验可见随着试样硫含量升高光谱分析出的碳百分含量值会越来越低。这可以给炉前分析提供一个合适的参考，提高只在光谱分析下碳的准确性[1]。