精炼渣挂壁熔融法研究

柳锐松

（广东省阳春市阳春新钢铁有限责任公司，广东 阳江 529600）

0 引言

随着对精炼渣中各成分含量检测准确度要求的提高，阳春新钢铁有限公司对钢铁生产过程中的质量把控愈加严格，能根据出渣的分析数据来找出工艺模型。为了适应现在的生产节奏，都是采用压片法进行检测，而压片法会因为粒度效应和基体效应，产生一定的测量偏差，所以必须采用熔融方法对压片法进行校准。鉴于炼钢铁渣内含有大量铁单质，会对熔融使用的铂黄金坩埚造成腐蚀，缩短坩埚的使用寿命，故需要采用新的检测方法进行研究分析。

腐蚀后的坩埚很容易在熔融过程中漏出高温熔融液体，进而腐蚀整个熔融炉高温耐火砖，增加设备的维护成本。

1 实验方案及效果

1.1 查找实验方法

通过查阅资料和参考操作规程，发现合金荧光检测方法中包括挂壁熔融法，可避免合金熔融过程中对铂黄金坩埚的腐蚀，所以准备采用类似的方法对精炼渣进行制样处理，以达到减少腐蚀的效果。

1.2 具体实验方案

称取固定量的四硼酸锂与偏硼酸锂混合熔剂于铂黄金坩埚，滴加适量的碘化铵，然后将坩埚放入炉温达1 050 ℃的熔样炉中，待温度升至1 050 ℃时，开始摇摆，并开始计时，熔融10 min 后，逐一取出，待取出的坩埚外壁红色消失2/3 时，通过旋转使熔剂在坩埚内壁形成保护膜，保护膜必须覆盖坩埚底部和四周固定高度以上，且应为透明玻璃状，如不成功则需重新进行熔融挂壁操作。

称取固定量的碳酸锂于已完成挂壁的铂黄金坩埚，称取固定量的精炼渣（标样）均匀铺在碳酸锂上，用搅拌棒将样品与碳酸锂混匀，并将搅拌棒黏附的试样、碳酸锂扫入坩埚中，然后在其上均匀覆盖固定量的混合熔剂。将坩埚放入瓷方舟中，再放入600 ℃马弗炉中，逐步升温至700 ℃后氧化一段时间，再逐步升温至800 ℃预熔一段时间，预熔完成后坩埚内无黑色颗粒物，变为可流动液体后，取出，冷却。

向预氧化处理后的坩埚中加入适量的碘化钾，将坩埚置于熔样炉口蒸发至无液体后，再将坩埚放入炉温达1 050 ℃的熔样炉中，待气体挥发完后，将洁净的铂黄金模子送入炉内，待温度升至1 050 ℃时，开始摇摆，并开始计时，熔融10 min 后将试样倒入模子，待样品冷却4 min 后脱模，并将熔片样装进试样袋，做好标记，放入干燥器待测。

制好熔融样片后，目测检查熔融样片是否存在未熔解的物质、结晶或气泡等缺陷，有缺陷的熔融样片应该舍弃，重新制备合格的熔融样片。

根据所使用的X 荧光检测分析仪分析试样的种类、分析元素、共存元素及其含量变化范围，选择合适的测量条件（见表1）[1-3]。

表1 荧光曲线参数的选择

在选定的工作条件下，选取一定数量与分析试样相似的标准物质样品熔融后，每个样品应至少测量2次，将标准物质中分析元素的含量值与测量的X 射线荧光强度的平均值绘制成校准曲线。测量标准试样中分析元素与内标元素的X 射线强度比，将该强度比与分析元素含量绘制工作曲线。

按照表1 选定的测量条件，用X 射线荧光光谱仪相应的程序测量精炼渣试样的荧光强度。

1.3 实验效果

通过上述实验制出了标样的熔片，表面光亮无划痕，符合上机要求，同时铂黄金坩埚未出现腐蚀外壁的现象。

1.4 标样荧光建线情况

通过上述实验建立了硅、锰、磷、铝、钙、镁、铁含量的曲线，七个元素的曲线的相关性都在99%以上，相关系数都接近100%，说明这七个元素的检测曲线可以用于检测精炼渣各元素的含量。

2 数据分析及讨论

2.1 精确度分析

为了验证此方法的稳定性，采用同一样品进行6次相同操作试验。通过数理分析将精密度计算出来，相关精密度数据如表2 所示。

表2 精确度试验

从表2 的相对标准偏差可以看出，所有元素的偏差都在1%以下，数据精密度较好，数据偏差程度低，说明该熔样方法稳定可靠。

2.2 准确度分析

为了验证该方法的准确性，对相关的试样送外检，进行数据比对，具体比对数据如表3 所示。

表3 准确度分析

从表3 中的熔融数据与外检对比数据可以看出，全钙、氧化锰和五氧化二磷三个分析项目相差较多，说明曲线还需要标样来校准。

3 改进对策

增加全钙、氧化锰和五氧化二磷检测区间内的标样，以更好符合现在所检测分析样品的数据，后续数据对比如表4 所示。

表4 改进后标样准确度分析

通过上述措施，有效地将曲线进行了校准，检测数据都控制在允许误差范围内。

4 结论

1）参考国标和合金熔融方法，采用挂壁熔融方法同直接熔融的方法相比较得出，挂壁熔融可以有效保护坩埚，确保坩埚不会因炼钢渣缩短使用寿命，并可提高检测数据的稳定性。

2）与国标中手工检验方法相比，降低了员工的劳动强度，将劳动时间缩短到2 h 内，能快速分析出检测结果。