李 軻

（陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司， 陜西 漢中 724200）

隨著鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能的過剩，結(jié)構(gòu)不合理等眾多因素，新型綠色精品鋼材將會(huì)成為市場和社會(huì)的主導(dǎo)地位，其次客戶對鋼材不同型號、質(zhì)量需求越來越高，如何指導(dǎo)生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)鋼材尤為重要。所以，煉鋼就是練渣，爐渣的流動(dòng)性號，堿度適當(dāng)，在配以相應(yīng)的吹氬參數(shù)，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(jìn)行快速準(zhǔn)確的分析，在冶煉控制中具有重大的指導(dǎo)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(xué)分析方法，其缺點(diǎn)是分析時(shí)間長，工作效率低下，起不到快速指導(dǎo)生產(chǎn)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(yù)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(yīng)、基體效應(yīng)[2]干擾，X射線熒光儀在測定精煉爐渣各元素時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些不確定因素，影響最終結(jié)果。本文采用粉末壓片法制樣，利用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法進(jìn)行基體校正，能夠準(zhǔn)確快速的測定精煉爐渣的元素成分。

1 實(shí)驗(yàn)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(jī)：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(yīng)是壓片分析對結(jié)果影響最大的影響因素，因此為了克服粒度效應(yīng)，將所選取的樣品在振動(dòng)磨中研磨120 s，使試樣和標(biāo)準(zhǔn)樣品的粒度都達(dá)到200目以上，壓片時(shí)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(biāo)識樣片，放入干燥器備用。

1.4 在線標(biāo)準(zhǔn)樣品選擇

由于市面上精煉爐渣標(biāo)準(zhǔn)樣樣品稀少，且所選相應(yīng)含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品數(shù)量更少，且這些標(biāo)準(zhǔn)樣品各元素含量不同基體效應(yīng)也會(huì)發(fā)生變化，不利于后期的曲線校正。目前充分利用現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐渣標(biāo)樣和高爐渣標(biāo)樣，結(jié)合漢鋼公司自身生產(chǎn)的精煉爐渣進(jìn)行化學(xué)定值[3]，選取具有代表性且含有一定梯度濃度的樣品27個(gè)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(zhì)量分?jǐn)?shù)）范圍 %

1.5 分析條件譜線的選擇（見表2）

表2 分析條件參數(shù)

1.6 基體校正方法和校準(zhǔn)曲線的繪制

將所選的27個(gè)樣品進(jìn)行壓片制樣，用X熒光儀將所有標(biāo)準(zhǔn)樣品壓片進(jìn)行掃描，測量各個(gè)樣中各元素的強(qiáng)度。以元素標(biāo)準(zhǔn)值為橫坐標(biāo)，熒光強(qiáng)度為橫坐標(biāo)，建立回歸曲線。采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法來校正應(yīng)用，可選取強(qiáng)度和濃度結(jié)合的校正方式來對應(yīng)用曲線進(jìn)行基體校正。飛利浦校正程序方法是以元素濃度與譜線強(qiáng)度間線性相關(guān)原理為基礎(chǔ)的一種高精度分析方法，其校正的數(shù)學(xué)公式為：

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

式中：M 是基體強(qiáng)度；C 是含量；α，β，γ，δ為基體校正的因子；i是待測元素?cái)?shù)；j，k是干擾元素?cái)?shù)。

運(yùn)用SIPERQ軟件的自動(dòng)校正計(jì)算功能，得到的應(yīng)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(zhǔn)曲線的線性越好[4]。

2 結(jié)果與討論

表3 各組分回歸曲線的RMS

2.1 分析結(jié)果的準(zhǔn)確度

為了驗(yàn)證應(yīng)用曲線是否準(zhǔn)確可靠，隨機(jī)抽取2個(gè)高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣標(biāo)樣，壓片進(jìn)行分析，可以看出標(biāo)樣測量結(jié)果與標(biāo)樣值均在國標(biāo)要求的誤差范圍內(nèi)，見表4。

同時(shí)，為了驗(yàn)證精煉爐渣試樣在分析曲線上的結(jié)果是否可靠，隨機(jī)選取了5組樣品進(jìn)行不同方法比對實(shí)驗(yàn)，通過分析與對照，結(jié)果差異較小，且都在分析精度范圍內(nèi)。所以，采用壓片方法分析能更有效快捷的指導(dǎo)生產(chǎn)，具體數(shù)據(jù)見下頁表5。

表4 標(biāo)準(zhǔn)樣品驗(yàn)證結(jié)果%

2.2 精密度測試

為了驗(yàn)證應(yīng)用曲線的精密度，選取一轉(zhuǎn)爐渣標(biāo)樣連續(xù)壓片測定10次，求出平均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，見下頁表6。

表5 幾種方法的實(shí)驗(yàn)比對結(jié)果 %

表6 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） %

3 結(jié)語

經(jīng)過檢測方法的驗(yàn)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(zhǔn)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(yīng)用曲線，線性較好，分析結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定，能為綠色精品鋼材的研發(fā)創(chuàng)造有利生產(chǎn)服務(wù)條件。