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高频红外碳硫分析仪测定钢生铁铁矿石中的碳和硫
摘要：为实现快速、准确测定样品中碳、硫的
含量，探索了利用高频红外碳硫仪分析样品的实验条件。通过优化设计，建立了高频红外碳硫仪分析碳钢、低合金钢、合金钢、生铁、铁矿石中的碳、硫的方法。
该法用于钢铁及矿石样品中碳、硫的测定，结果令人满意。
关键词：高频红外碳硫分析仪；碳钢：低合金钢;
合金钢；生铁；铁矿石；碳；硫
一、前言
钢、生铁、铁矿石中碳、硫含量的测定，大多采用经典的管式炉气体容量法、管式炉内燃烧后碘酸钾
滴定法、燃烧碘量法等[1-31，这些测定方法操作不易
掌握，速度慢，样品熔融不完全，经常导致测定结果不稳定。而用高频红外碳硫吸收法，样品能够完全燃烧，碳和硫释放完全，分析速度快，操作简单，是比较理想的一种分析方法。
、试验部分
（一）主要仪器与试剂
高频红外碳硫分析仪（南京华欣分析仪器制造有限公司，HX-HW8B型)；电子天平（千分之一，分辨率
0.1mg），瓷坩坛25mm ×25mm，1000°C灼烧4h 后自然冷却，贮于不涂油的干燥器中备用）；纯铁助熔剂 (821D，C<0.0005%， S<0.00008%，；锡助熔剂（20-60 目，C<0.0008%，S＜0.00003%，）；纯钨
助熔剂（20-40 目，C＜0.0008%，S＜0.00005%，）。氧气（纯度≥99.5%）。
（二）试验方法
1.校正与确认试验
开机预热 Ih，待仪器稳定后，空烧3次，做废样
3次。然后分别用钢、生铁、矿石标样在各自的通道
进行分析测定并校正，得出新的校正系数，然后用另外的标样进行确认分析，结果合格后进行试样分析。
2.样品检测
碳钢和低合金钢、合金钢、生铁、铁矿石的分析
方法分别为：
碳钢和低合金钢 试样 0.4°0. 6g+1.5钨粒。合金
钢：试样0.4~0.6g +1.5g 钨粒+0.2g 纯铁+0.2g 锡：
生铁：试样0.2^0.3g+1.5g 钨粒。铁矿石：试样
0.15~0.2g+0.4g 纯铁+1.5g 钨粒。
三、结果与讨论
（一）样品处理
钢样：制样过程中，温度不得过高，以免碳的氧化，不得用手直接接触试样。生铁：将生铁样品的粒度规范到 80 目以内，使样品均匀，易熔。铁矿石：破
碎研磨后，过100 日筛，于干燥箱中 105～110°C干燥
至恒重，并保存于干燥器中，备用。
（二）分析时间的选择
1.分析前吹氧时间：分析前吹氧是为了将进入系统中的空气排出。冲洗是否彻底，将直接影响测定结果的准确度。因此，必须选择合适的吹氧时间，时间过短，空气残留，空白偏高：时间过长，分析样品时
问也将延长。试验表明，吹氧时间在15S 比较合适。
2. 积分时问：积分时间可以有效地控制分析持续的时间，积分时间太长将导致不必要的分析延长，而积分时间不足将损失有效的数据。经过多次实验，观察积分曲线，积分时间在 35S 较为合适。
（三）称样量的选择
样品称样量不同，其所含的碳、硫量就存在差别，导致分析结果落在仪器校正曲线上的区域不同。由于
仪器线性范围所限，这种校正区域的差异会造成分析结果的波动，尤其在分析仪器的上、下限附近时这种影响更为突出。称样量过少，称量误差会增大；称样量过多，可能引起测量池中样品的溢出，燃烧反应过激而喷溅严重，不利于碳、硫的稳定释放，造渣多，粉尘大，吸附严重，分析拖尾。试验证明，碳钢、低合金钢、合金钢 0.4~0.6g，生铁0.2g，铁矿石
0.15~0.2g，试样中碳、硫元素的分析效果良好。
（四）助熔剂及其用量
助熔剂的种类及用量直接影响分析结果。碳钢、低合金钢和生铁采用 1.5g钨粒。合金钢采用 1.5g钨粒+0.2g 纯铁+0.2g 锡为助熔剂。铁矿石样品在瓷坩場中燃烧时易 飞溅，SO2 易吸附，结果易偏低。不加纯
铁时，样品无法燃烧，加入 0.2-0.5纯铁，矿样的导磁性提高，测定结果稳定。加入纯铁低于 0.2g 试样燃烧不完全，高于0.5g，高频炉板流太大，有损高频炉。
本文采用铁矿石试样0.15^0.2g+0.4g纯铁+1.5g钨粒。
（五）实验结果
选取四种不同的标准样品，按照试验方法，准确称取标样在高频红外碳硫分析仪
上进行测定，测定结果见表 1。
表1. 标准样品中碳、硫的测定
标样 标准值 测定值（n=6） 平均值 标准偏差 相
对标准偏差
碳结钢
YSBC28148a-94 c 0.200
0.20015,0.20324,0. 20507,
0. 19995, 0. 20411, 0. 19962 0. 20202 0. 00240
1.19
S 0. 027 0. 02702, 0. 02712, 0. 02728,
0.02691,0.02687,0. 02723 0. 02707 0.00017
0. 63
合金钢
YSBC28309-93 C 0. 419
0. 41922, 0. 41940, 0. 41878,
0. 41886, 0. 41792, 0. 41934 0. 41892 0. 00055
0.13
S 0. 015 0. 01531, 0. 01502, 0. 01546,0.01485,0.01529,0.01601, 0.01532 0.00040
2.61
生铁
YSBC28034-94 C 3. 03 3. 03412, 3. 03408, 3. 04007
3.03720,3.02784,3.03605 3. 03489 0.00411
0.14S 0.061 0.06081,0.06123,0.06044，
0.06130,0.06076,0.06090 0.06091 0.00032
0.53
铁精矿
GSB03-1694-2004 $ 0.055
0. 05530, 0. 05529, 0. 05612,
0.05468,0.05564,0.05549 0.05542 0.00047
0.85
从表1可知，测定结果与标准样品的标称值相吻合，绝对误差符合文献[1^31所规定的允许误差。表明
该测定方法的淮确度高，测定结果可靠。
四、结论
通过实验，总结出利用 HX-HW8B 型高频红外硫分析仪对钢、生铁及铁矿石样品分析碳硫含量的合适的方法。应用表明，精密度和淮确度都符合标准要求。
