[發明專利]測定硅錳合金、硅鐵合金元素的X射線熒光光譜儀分析法

無效

• 申請號: 201210564808.3
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103884730A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 溫春祿;黃云華;賴臻成;伍玉根
• 申請（專利權）人: 福建三鋼閩光股份有限公司;福建省三鋼（集團）有限責任公司
• 主分類號: G01N23/223
• 分類號: G01N23/223;G01N1/28;G01N1/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及測定合金元素分析法，特別是測定硅錳合金、硅鐵合金元素的X射線熒光光譜儀分析法。

背景技術

硅錳合金作為煉鋼過程的添加劑，起到脫氧和合金化等作用；硅鐵常用于煉鋼作脫氧劑，同時由于SiO2生成時放出大量的熱，在脫氧同時，對提高鋼水溫度也是有利的。硅鐵作為合金元素加入劑，廣泛用于低合金結構鋼、合結鋼、彈簧鋼、軸承鋼、耐熱鋼及電工硅鋼之中，以外硅鐵在鐵合金生產及化學工業中，常用作還原劑。硅鐵在鋼工業、鑄造工業及其他工業生產中被廣泛應用。

準確測定硅錳、硅鐵等鐵合金中主次元素的含量，不但是公司進廠原料結算的依據，而且還會影響到鋼種的質量，所以對分析數據的準確把關至關重要，目前對硅錳、硅鐵中的主次元素基本上都是采用化學法或X熒光壓片法，化學法流程長，結果受人為因素影響大，無法滿足行業快速發展的需要；X熒光壓片法由于結果受樣品的粒度和礦物效應影響，準確度和精密度達不到驗收要求。而氧化物的硼酸鹽熔融制樣玻璃融片檢測法由于消除了樣品的粒度效應和礦物效應，被認為是X熒光分析中最精確的制樣方法。這種方法為先制作檢測用的玻璃熔片，后將玻璃熔片放在X射線熒光光譜儀中進行檢測分析。分析硅錳合金中主次元素的步驟為：

1、鉑黃坩堝內加入樣品及輔料，即，即稱取0.2500g～0.3500g硅錳合金樣品于鉑黃坩堝中，加入氧化劑（過氧化鋇0.4500g～0.5500g和碳酸鋰0.4000g～0.6000g）混均勻，再加入1.5000g～2.5000g偏硼酸鋰熔劑；

2、分步氧化，即置于馬弗爐中于采用分步氧化（先于480℃～520℃低溫燒結，防止試樣飛濺；再于830℃～870℃進行試樣的氧化）；

3、冷卻，氧化完畢把鉑黃坩堝取出冷卻至室溫；

4、加入脫膜劑熔融，在鉑黃坩堝內加入10滴（大約1ml）脫模劑（飽和溴化鋰溶液），再次將裝有試樣的鉑黃坩堝放入高頻熔融爐中，于1100℃～1200℃熔融?480S～720S；

5、制片，即熔好后迅速倒入模具，取下模具冷卻至室溫后，倒出表面光潔的玻璃熔片，在背面貼上標簽待測；

6、光譜儀檢測，使用X射線熒光光譜儀按儀器原理檢測分析。

分析硅鐵中硅元素含量的步驟為：

1、鉑黃坩堝內加入樣品及輔料，即稱取0.2500g～0.3500g硅鐵合金樣品于鉑黃坩堝中，加入氧化劑（過氧化鋇0.6500g～0.7500g和碳酸鋰0.4000g～0.6000g）混均勻，滴加10滴（大約1ml）40％的氫氧化鈉溶液（氫氧化鈉能與硅單質生成硅酸鈉），再加入1.5000g～2.5000g偏硼酸鋰熔劑；

2、分步氧化；即置于馬弗爐中先于480℃～520℃低溫燒結，防止試樣飛濺；再于830℃～870℃進行試樣的氧化；

3、冷卻，即氧化完畢把鉑黃坩堝取出冷卻至室溫；

4、加入脫膜劑熔融，在鉑黃坩堝內加入10滴（大約1ml）脫模劑（飽和溴化鋰溶液），再次將裝有試樣的鉑黃坩堝放入高頻熔融爐中，于1100℃～1200℃熔融?480S～720S；

5、制片，即熔好后迅速倒入模具，取下模具冷卻至室溫后，倒出表面光潔的玻璃熔片，在背面貼上標簽待測；

6、光譜儀檢測，使用X射線熒光光譜儀按儀器原理檢測分析。

但熔融制樣需要在貴金屬鉑黃坩堝內進行，而任何未被氧化的顆粒如還原性的硅、錳和鐵等都能在高溫時和鉑形成共熔混合物使鉑金器皿”中毒”，從而降低其抗腐蝕的能力。有時一次失敗就造成對鉑金坩堝無可挽回的損害。因此要對硅錳、硅鐵等鐵合金樣品試驗熔融制樣，需要對試樣進行充分的預氧化處理，以保證鉑黃坩堝的絕對安全。由于對硅錳、硅鐵等鐵合金實施熔融制樣的技術難度，導致因內外采用熔融制樣－X熒光光譜分析硅錳、硅鐵等鐵合金主次元素的方法很少。

硅錳、硅鐵合金的X熒光分析有粉末壓片的報道。如《X－熒光光譜法測定硅錳合金中主元素Mn含量的研究》(冶金分析，2006年第5期)?，《X?射線熒光光譜法測定硅鐵合金中主要元素》（柳鋼科技，2011年第4期）采用粉末壓片法進行制樣，再用X射線熒光光譜儀進行分析，但大量的試驗數據表明，該方法因粉末壓片分析結果受樣品的粒度、偏析，礦物等基體效應影響，還受樣品變化（氧化、吸濕等）諸多因素制約，使分析結果經常產生波動，其準確性和精密度達不到硅錳、硅鐵合金驗收結算的要求。