專利名稱：：連鑄保護渣x射線熒光光譜分析方法
技術領域：
：本發明屬于分析方法領域，特別是鋼鐵連鑄生產過程中使用的一種連鑄保護渣的x射線熒光光譜分析方法，分析成分包括Si02、CaO、MgO和Al203。
背景技術：
：連鑄保護渣是鋼鐵連鑄生產過程中使用的一種材料，其作用是在結晶器和鋼水之間形成半流動層從而保護結晶器不受損害，同時防止鋼液面被空氣氧化。保護渣中化學成分與其使用性能密切相關，所以對保護渣化學成分及其含量進行快速、準確的分析是十分重要的。對于連鑄保護渣中不同化學成分的分析，按照現行的冶金行業標準YB/T190分別采用高氯酸脫水重量法測定Si02，EGTA滴定法測定CaO，CYDTA滴定法測定MgO，EDTA滴定法測定A1A，這些方法均為傳統的濕法化學分析方法，雖然具有較好的準確度，但需要對每個元素分別進行分析，操作繁雜、分析速度慢。中國分析網在其網站(http:〃www.analysis,org.cn)上公布了一種連鑄保護渣x熒光光譜的分析方法，但該方法完全采用高爐渣標準樣品建立工作曲線，存在著以下問題，從而直接影響了該方法的測量準確度和應用①標準樣品與待測樣品的基體不一致，造成分析的基體效應影響分析準確度；②未就保護渣中灼燒減量及其波動對X熒光光譜法測定保護渣中化學成分的影響進行修正，影響分析準確度；③未考慮熔融制樣時碳元素對鉑金合金坩堝的損害,缺少對鉑金合金坩堝的必要的保護措施。由于存在以上問題，該方法至今未能在工業上廣泛使用。
發明內容本發明的目的在于克服現有技術中存在的以上問題，提高分析速度和分析結果的準確性，同時消除制樣過程中碳元素對鉑金合金坩堝的損害，提供一種工業上實用的連鑄保護渣X射線熒光光譜分析方法。本發明采取的技術方案是一種連鑄保護渣X射線熒光光譜分析方法，主要包括以下步驟1)校準樣品采用高爐爐渣標樣、螢石標樣、焦炭成分標樣混合制成，使合成的標準樣品中各元素含量覆蓋全部保護渣成分范圍；2)用熔融法將上述各個合成標準樣品分別制成可供X射線熒光光譜儀分析的標準樣片；3)用X射線熒光光譜儀對熔制3好的樣片中的一個或幾個分別進行掃描，建立基礎分析條件，如角度、分光晶體、準直器、PHD范圍；4)對各個標準樣片按照基礎分析條件用X射線熒光光譜儀分別進行測量，建立標準曲線；在添加修正因素時，除了考慮其它常規因子外同時添加待測樣品中游離碳含量做為各待測元素的修正因子對標準曲線進行修正(碳是灼燒損失的主要因素，加入碳含量做為各待測元素的修正因子的主要作用是消除灼燒損失對分析結果的影響。)；5)用熔融法將待測樣品制成可供X射線熒光光譜儀分析的被測樣片；6)被測樣品分析再用X熒光光譜儀對被測樣片進行X熒光光譜分析，計算機及其測量軟件根據前述修正的標準曲線自動計算出各元素含量并儲存在計算機中，利用與x射線熒光光譜儀配套的輸出設備將測得的各元素含量打印或顯示在顯示屏上。所述的標準樣片和被測樣片的制作方法是稱取一定質量的熔劑、氧化劑和樣品置于鉑金坩堝中(熔劑、氧化劑和樣品的質量根據X熒光光譜儀型號、坩堝及成型模具的尺寸確定，只要滿足X熒光光譜儀測定要求即可)，攪拌使之混合均勻，加入脫模劑溶液(一般選用溴化鋰、碘化銨等)，將鉑金坩堝置于自動熔融機上，啟動搖動裝置，于600-70(TC預氧化10分鐘以消除樣品對鉑金合金坩堝的損害，然后升溫至1000—1150'C高溫熔融20分鐘(先靜止10分鐘、后搖動10分鐘)，使熔融物混勻，將熔融物傾入模具中，冷卻成型。將制得的樣片置于干燥器中待測。有益效果與傳統的化學分析方法(即現行標準)比較，本發明提供的方法可以同時分析連鑄保護渣中的多種成分，分析速度有很大提高。與中國分析網公布的方法比較，該方法充分考慮了X熒光光譜測定法制樣和分析中目前存在的各種問題并加以解決:用600—700。C下低溫預氧化過程減小了制備樣品過程中碳等還原性元素對鉑金合金坩堝的損害；加入了待測樣品中游離碳對標準曲線的修正，提高了分析準確度；采用各種高爐爐渣或轉爐爐渣標樣與各種的焦炭成分標樣合成覆蓋全部待測樣本所含成分與含量的標準樣品，制出可供X熒光光譜測定法參照的完整的標準曲線。進一步提高了其分析速度和準確性，使得該方法具備更強的工業實用性。圖hSi02標準曲線其中Y軸代表Si的X熒光強度(kcps)，X軸代表Si02重量百分比含量。圖2:八1203標準曲線；其中Y軸代表Al的X熒光強度(kcps)，X軸代表Al203重量百分比含量。圖3:CaO標準曲線；其中Y軸代表Ca的X熒光強度(kcps)，X軸代表CaO重量百分比含量。圖4:MgO標準曲線；其中Y軸代表Mg的X熒光強度(kcps)，X軸代表MgO重量百分比含量。具體實施例方式下面參照附圖，對本發明做進一步說明實施例l:本實例應用于生產中三個保護渣樣品的成分分析。標準樣品的選擇校準樣品采用高爐爐渣標樣、螢石標樣、焦炭成分標樣按以下比例混合制成的合成標樣。合成標準樣品各元素含量覆蓋全部保護渣成分范圍，形成了被測樣本所含各元素均具有一定的濃度梯度的標樣群組。1)制備混合標樣所需的3類標樣成分如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2)20個合成標準樣品的配制及各元素標準值，(每個準樣品材料的重量均為5g)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>合成標準樣品中各元素的含量范圍與樣品預估成分含量范圍比較見下表:元素~"標準樣品含量范圍~~樣品預估成分含量范圍<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>這一組標樣各成分含量范圍覆蓋了連鑄生產使用的保護渣的待測成分的含量范圍，這樣就克服了標準樣品與待測樣品基體不一致所造成的分析偏差。3)標準樣品試驗樣片的制備稱取7.5000g四硼酸鋰(X熒光專用試劑)l.OOOOg硝酸鋰(分析純)和0.5000g研磨混合好的合成標準樣品于鉑金坩堝中，用鉑絲攪動使之混合均勻，滴加7滴飽和溴化鋰(分析純)溶液，將鉑金坩堝置于自動熔融機上，啟動搖動裝置，于70(TC預氧化10分鐘以消除樣品對鉑金合金坩堝的損害，然后升溫至115(TC熔融20分鐘(靜止10分鐘、搖動10分鐘)，使熔融物混勻，用鉑鉗夾起紅熱的坩堝迅速傾入模具中，自然冷卻成型，制成上述各合成標準樣品的試驗樣片，置于干燥器中待測。本實例共制備了合成標準樣品的試驗樣片如上表所述共計20個。4)用X射線熒光光譜儀對熔制好的一個或幾個樣片進行掃描，建立基礎分析條件，如角度、分光晶體、準直器、PHD范圍等，本實例采用的測量條件為<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>5)工作曲線制作按以上測量條件對所有制備好的20個標準樣品試驗樣片進行測量，根據標準樣品中各元素含量和其測量出的熒光強度繪制工作曲線(參見附圖i一4)，在校正因子中除考慮其它基體和譜線重疊校正外，把元素碳同時作為每個測定元素的校正因子。本例的修正因子及其修正系數為-、n,a—*修正因及其修正系數測量兀素Si02Ca0MgOA120.，CSi020.3628rO.0065-0.21840.1767-0.2715-0.04630.L553CaO0.38420.1059-0.0219MgO0.06640.0056-0.4764-0.02756)待測樣品試驗樣片的制備稱取7.5000g四硼酸鋰(X熒光專用試劑)l.OOOOg硝酸鋰(分析純)和0.5000g待測保護渣樣品，用鉑絲攪動使之混合均勻，滴加7滴飽和溴化鋰(分析純)溶液，將鉑金坩堝置于自動熔融機上，啟動搖動裝置，于60(TC預氧化10分鐘以消除樣品對鉑金合金坩堝的損害(2弁樣品采用70(TC預氧化)，然后升溫至115(TC熔融20分鐘(2弁樣品采用1000'C熔融)，使熔融物混勻，用鉑鉗夾起紅熱的坩堝迅速傾入模具中，自然冷卻成型，制成檢測樣片，置于干燥器中待測。7)樣品分析采用紅外吸收法測得待測樣品中碳含量；打開X熒光光譜儀分析程序，輸入樣品號、樣品質量、熔劑質量、樣品碳含量等信息；把制備好的檢測樣片放入X熒光光譜儀中，按照前述實驗確定的分析條件測定待測樣品試驗樣片中各元素的熒光強度，計算機軟件根據前述工作曲線自動計算出待測樣品中各成分含量。計算出的結果見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>與標準分析方法(化學法)的分析結果比較，本方法的測定值與標準方法的測定值吻合性良好。被測樣品兩種方法對比分析結果如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>如上表中的數據可以看出，本法加碳修正后的數據更加接近經典方法(化學法)的數據，碳修正效果明顯。權利要求1、一種連鑄保護渣X射線熒光光譜分析方法，其特征在于，主要包括以下步驟1)校準樣品采用高爐爐渣標樣、螢石標樣、焦炭成分標樣混合制成，使合成的標準樣品中各元素含量覆蓋全部保護渣成分范圍；2)用熔融法將上述各個合成標準樣品分別制成可供X射線熒光光譜儀分析的標準樣片；3)用X射線熒光光譜儀對熔制好的樣片中的一個或幾個分別進行掃描，建立基礎分析條件，如角度、分光晶體、準直器、PHD范圍；4)對各個標準樣片按照基礎分析條件用X射線熒光光譜儀分別進行測量，添加修正因素，建立標準曲線；5)用熔融法將待測樣品制成可供X射線熒光光譜儀分析的被測樣片；6)被測樣品分析再用X熒光光譜儀對被測樣片進行X熒光光譜分析，計算機及其測量軟件根據前述修正的標準曲線自動計算出各元素含量并儲存在計算機中，利用與X射線熒光光譜儀配套的輸出設備將測得的各元素含量打印或顯示在顯示屏上。2、根據權利要求1所述的連鑄保護渣X射線熒光光譜分析方法，其特征在于，所述的標準樣片和被測樣片的制作方法是稱取一定質量的熔劑、氧化劑和樣品置于鉑金坩堝中，攪拌使之混合均勻，加入脫模劑溶液，將鉑金坩堝置于自動熔融機上，啟動搖動裝置，于600-70(TC預氧化10分鐘以消除樣品對鉑金合金坩堝的損害，然后升溫至1000—115(TC高溫熔融20分鐘，使熔融物混勻，將熔融物傾入模具中，冷卻成型。將制得的樣片置于干燥器中待測。3、根據權利要求1所述的連鑄保護渣X射線熒光光譜分析方法，其特征在于，所述的建立標準曲線時添加修正因素，除了考慮其它常規因子外同時添加待測樣品中游離碳含量做為各待測元素的修正因子對標準曲線進行修正。全文摘要一種連鑄保護渣X射線熒光光譜分析方法，主要包括以下步驟1)校準樣品采用高爐爐渣標樣、螢石標樣、焦炭成分標樣混合制成；2)用熔融法將上述各個合成標準樣品分別制成可供X射線熒光光譜儀分析的標準樣片；3)用X射線熒光光譜儀對熔制好的樣片中的一個或幾個分別進行掃描；4)對各個標準樣片按照基礎分析條件用X射線熒光光譜儀分別進行測量；5)用熔融法將待測樣品制成可供X射線熒光光譜儀分析的被測樣片；6)被測樣品分析再用X熒光光譜儀對被測樣片進行X熒光光譜分析。文檔編號G01N23/22GK101498675SQ20091006802公開日2009年8月5日申請日期2009年3月5日優先權日2009年3月5日發明者穎孫,覦楊,宏殷,邊立槐申請人:天津鋼鐵有限公司