[發明專利]一種鋼液中溶解元素含量的測量方法

有效

• 申請號: 202110344528.0
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113188862B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 任英;張立峰;楊文;劉建勛;陳列;董貴文;熊洪進;王瑞;王強;任強;段豪劍;高小勇
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;燕山大學;建龍北滿特殊鋼有限責任公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N21/73
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

一種鋼液中溶解元素含量的測量方法，涉及鋼鐵冶金化學檢測領域，包括以下步驟：S1：將待測液態鋼水樣品冷卻，制得固態鋼樣；S2：將所述固態鋼樣置入電解液中進行電化學腐蝕，測得電化學腐蝕前后固態鋼樣的質量變化△msubgt;steel/subgt;；S3：去除電化學腐蝕后電解液中的非金屬夾雜物，獲得待測元素溶液；S4：測定所述待測元素溶液中溶解元素i的質量msubgt;i/subgt;；S5：獲得所述待測液態鋼水中溶解元素i的質量分數該方法利用電化學腐蝕和濾等方法，將鋼中非金屬夾雜物中的元素和鋼中的溶解元素進行有效分離，再通過對電化學腐蝕溶液中的溶解元素含量通過ICP進行化學分析，此種測量方法精度準確，可實現對鋼中溶解元素含量的有效測量。

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金化學檢測領域，尤其涉及一種鋼液中溶解元素含量的測量方法。

背景技術

合金含量是鋼鐵材料的重要指標之一，直接影響鋼材質量和產品性能。向鋼中添加有效合金元素可以有效降低鋼中雜質氧元素含量、改性鋼中非金屬夾雜物、提升鋼鐵材料的產品性能。鋼鐵材料中的元素包含鋼液中的溶解元素和鋼中非金屬夾雜物中的元素兩部分，二者之和稱為總元素含量。其中溶解元素含量可以應用于渣、鋼、夾雜物之間反應的熱力學預測，是實現煉鋼過程成分精準計算預報的重要參數。然而，我國目前只能對鋼鐵中總元素含量進行測量分析，還沒有對鋼液中溶解元素含量測量的有效方法。這一方面是因為忽略了鋼凝固和冷卻過程中鋼中溶解元素的變化，沒有對樣品采取合適的冷卻方式；另一方面是因為鋼和非金屬夾雜物都容易溶解于酸中，沒有找到合適的鋼中溶解元素和非金屬夾雜物中元素的提取方法。此前有專利提出了對于鋼中固溶元素的測量方法，通過對緩慢冷卻的鋼樣中的固溶元素進行測量，然而，固溶元素的測量方法沒有考慮鋼的緩慢凝固和冷卻過程中，鋼液中溶解元素與鋼中非金屬夾雜物發生化學反應，導致最終存留在鋼中的元素含量發生變化，不同于初始液態鋼水中溶解元素的含量。因此，提出一種鋼液中溶解元素含量的測量方法非常必要。

發明內容

本發明提供一種鋼液中溶解元素含量的測量方法，該方法利用電化學腐蝕和濾等方法，將鋼中非金屬夾雜物中的元素和鋼中的溶解元素進行有效分離，再通過對電化學腐蝕溶液中的溶解元素含量通過ICP進行化學分析，此種測量方法精度準確，可實現對鋼中溶解元素含量的有效測量。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種鋼液中溶解元素含量的測量方法，所述方法包括以下步驟：

S1：將待測液態鋼水樣品冷卻，制得固態鋼樣；

S2：將所述固態鋼樣置入電解液中進行電化學腐蝕，測得電化學腐蝕前后固態鋼樣的質量變化△m_steel；

S3：去除電化學腐蝕后電解液中的非金屬夾雜物，獲得待測元素溶液；

S4：測定所述待測元素溶液中溶解元素i的質量m_i；

S5：獲得所述待測液態鋼水中溶解元素i的質量分數

進一步的，所述電解液為三乙醇胺、丙三醇、氯化四甲基銨和乙酰丙酮的甲醇溶液。

進一步的，在所述電解液中，三乙醇胺質量百分含量為1～15％，丙三醇質量百分含量為1～15％，氯化四甲基銨質量百分含量為0.01～5％，乙酰丙酮質量百分含量為0.01～5％。

進一步的，所述S1中的冷卻速率大于10℃/min。

進一步的，所述S3具體包括：利用濾紙過濾去除電化學腐蝕后電解液中含有待測溶解元素的非金屬夾雜物，獲得待測元素溶液；

其中，所述濾紙的孔隙度為0.5～1μm。

進一步的，所述S4具體包括：通過電感耦合等離子體發射光譜儀，定量測定所述待測元素溶液中溶解元素i的質量m_i；