王李鑫， 陳 博， 潘金偉

(中天鋼鐵集團(tuán)有限公司， 江蘇 常州 213011)

引 言

氧化鋯制耐火材料具有良好性能及熱穩(wěn)定性。在鋼鐵行業(yè)發(fā)展迅速和對(duì)煉鋼要求日益提高的環(huán)境下，氧化鋯制耐火材料在煉鋼過(guò)程中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。EDTA絡(luò)合滴定法檢測(cè)含鋯耐火材料中二氧化鋯含量是較為簡(jiǎn)便且較為經(jīng)典的方法。

文獻(xiàn)[1]中熔樣過(guò)程為：試樣與無(wú)水碳酸鈉和硼酸的混合溶劑混合均勻后置于鉑坩堝中熔融。試樣中含較高的碳或碳化硅時(shí)有利于鋯制耐火材料的穩(wěn)定[2]，但混合溶劑難以完全將試樣熔融從而影響檢測(cè)結(jié)果，且試樣中較高的碳含量會(huì)腐蝕鉑坩堝[3-4]。文章通過(guò)預(yù)先對(duì)高碳含量的試樣進(jìn)行灼燒，揮發(fā)掉試樣中大部分碳含量，用灼燒后的試樣進(jìn)行熔樣檢測(cè)，解決了高碳含量試樣熔融困難的問(wèn)題。

1 試驗(yàn)方法及原理

1.1 試驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取1-2 g試樣m1于恒重的瓷坩堝m2中，放入馬弗爐從常溫升至950 ℃，稍開(kāi)爐門并保溫1 h，取出置于干燥缸中冷卻至室溫，稱取重量m3。按下式計(jì)算灼燒減量

(1)

灼燒剩余試樣按GB/T4984-2007《氧化鋯含量的測(cè)定EDTA絡(luò)合滴定法》進(jìn)行檢測(cè)。最終氧化鋯含量按下式計(jì)算

(2)

1.2 試驗(yàn)原理

二氧化鋯具有極高的熱穩(wěn)定性，熔點(diǎn)高達(dá)2700 ℃，而950 ℃灼燒1 h能揮發(fā)掉試樣中絕大部分的碳含量且不會(huì)損失二氧化鋯含量。通過(guò)對(duì)高碳含量試樣預(yù)先進(jìn)行灼燒處理可以較好地解決高碳含量試樣的熔樣問(wèn)題。

2 試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證

2.1 高純二氧化鋯灼燒試驗(yàn)驗(yàn)證

分別稱取6份高純二氧化鋯進(jìn)行同試樣條件的灼燒處理試驗(yàn)；稱取約2 g高純二氧化鋯，從常溫升至950 ℃保溫1 h后灼燒減量結(jié)果如表1所示。

表1 常溫升至950 ℃保溫1 h后灼燒減量結(jié)果

因稱取試樣使用的是萬(wàn)分之一天平，綜合考慮天平線性及誤差，從表1中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論，高純二氧化鋯在預(yù)處理過(guò)程中無(wú)損失。因此二氧化鋯制耐火材料在預(yù)處理過(guò)程中二氧化鋯含量并不會(huì)因?yàn)樽茻鴵p失，該處理步驟不會(huì)對(duì)二氧化鋯含量有影響。

2.2 高碳含量試樣灼燒試驗(yàn)驗(yàn)證

選取了目前實(shí)驗(yàn)室存有的高碳含量二氧化鋯制耐火材料進(jìn)行灼燒處理試驗(yàn)，把灼燒減量試驗(yàn)數(shù)據(jù)與試樣中碳含量作對(duì)比，最終結(jié)果如表2所示。

表2 高碳含量二氧化鋯制耐火材料灼燒處理試驗(yàn)結(jié)果/%

從表2數(shù)據(jù)可分析得出：試樣灼燒損失的質(zhì)量約等于試樣中碳含量，且灼燒后試樣中理論存在的碳含量大幅度降低。因此，經(jīng)過(guò)預(yù)處理灼燒后的試樣可用鉑金坩堝熔融，試樣中碳含量大幅度降低并不會(huì)腐蝕鉑金坩堝。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)樣品準(zhǔn)確度的灼燒試驗(yàn)驗(yàn)證

對(duì)3個(gè)二氧化鋯制耐火材料標(biāo)準(zhǔn)樣品同等灼燒預(yù)處理后按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行EDTA絡(luò)合滴定試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

根據(jù)GB/T4984-2007《含鋯耐火材料化學(xué)分析方法 二氧化鋯含量的測(cè)定EDTA絡(luò)合滴定法》，二氧化鋯含量在20%-50%之間允許誤差0.30%，50%-70%之間允許誤差0.50%，大于70%允許誤差0.60%。從表3數(shù)據(jù)可分析得出：3個(gè)耐火材料標(biāo)準(zhǔn)樣品準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)均取得了滿意結(jié)果，試樣預(yù)處理后再熔樣不會(huì)對(duì)二氧化鋯含量的檢測(cè)產(chǎn)生影響。

表3 EDTA絡(luò)合滴定試驗(yàn)

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)EDTA絡(luò)合滴定法測(cè)定二氧化鋯制耐火材料中鋯含量展開(kāi)了實(shí)踐研究。針對(duì)日常煉鋼過(guò)程中使用到的高碳含量鋯制耐火材料[5]中二氧化鋯含量測(cè)定的熔樣不完全問(wèn)題提出了解決方法，并較為系統(tǒng)的對(duì)該改進(jìn)方法進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿意，表明高碳含量鋯制耐火材料中二氧化鋯的測(cè)定可先進(jìn)行灼燒預(yù)處理后再熔樣檢測(cè)；且對(duì)其他高碳含量的耐火材料、礦石等產(chǎn)品的化學(xué)分析提供了一定的參考。