准确获取铁水中硫含量的方法

张学东 郭洪涛 茹秀丽 杨云山

摘 要：硫含量检验是钢铁冶金成分质量管理环节的主要工作，是关乎检验工作是否成功的主要着眼点和落脚点。本人就如何提高硫含量检验的准确度，将有关硫含量检验的主要工作过程和影响因素进行了论述。

关键词：铁水；硫含量；检验方法应用

硫是生铁中的有害元素，脱硫是高炉冶炼的重要任务之一，硫含量过高，会造成钢材成品的热脆性，降低钢的焊接性、防腐和耐磨性，并产生裂纹，难于切削并降低韧性。准确获取铁水中硫含量，是铁水质量管理的主要内容和关键点，也是影响钢铁冶炼操作的重要技术经济指标，是下道炼钢工序极为关注的质量问题。因高炉铁水含硫量是由多个方面造成的结果，准确的获取铁水硫含量，应从以下几个环节开展测硫工作。

1 了解入炉硫负荷总量情况

铁水中主要来自焦炭、矿石和喷吹燃料，其中焦炭能占到硫负荷的60%—80%。焦炭含硫量变动原因主要是配煤结构的变动，配煤结构的调整，往往会引起含硫量的较大波动。焦炭含硫量一般为生铁的十倍左右，各钢铁厂对焦炭硫含量都有严格的控制標准，及时掌握配煤结构的变化情况。了解入炉焦炭的含硫情况，能够针对性的开展检验工作，对提高铁水含硫测定有很大的作用。喷吹煤、入炉矿石对硫负荷总量也有一定的影响，在测硫工作前，了解其含硫量变动情况，对硫含量检验工作也能起到参考作用。

2 掌握高炉运行情况

高炉运行情况决定铁水含硫量水平。高炉顺行，入炉配料结构合理，铁水含硫量也比较稳定。高炉不顺，需要配比较大焦炭或冷料，炉温有较大波动，必然引起铁水含硫量的变化，总的趋势是含炉温高，硫就下降，炉温降低，硫分上升。在高炉运行出现问题的时候，应该适当的增加取样的密度和抽查比对方式，才能准确反应铁水硫含量的真实水平。当焦比提高时，由于硫负荷整体上升，也从另一方面造成的高硫影响。

炉渣对铁水含硫的影响也是很大的，炉渣碱度提高，增加了炉料的吸硫能力，降低铁水含硫量。一般炉渣量增加，铁水硫含量降低。

3 取制样方法的应用

取制样过程是获取铁水硫含量的关键环节，其工作中的微小偏差，都能造成检验结果的失真。

（1）每座高炉出铁时间相对固定，每炉出铁的不同阶段含硫量不同，如果要取到真实的含S试样，在取样时就需要用科学的态度，按出铁时间均匀分布取样，保证取样过程涵盖出铁的全过程，不能拘泥于时间规定。按高炉出铁时间长短和出铁量的大小，最少应采取两个以上的试样，按算数平均数取值。尤其注意的是出铁渣前后的铁水样都要采集到，这样才能体现整炉铁水的真正含硫水平，采取有代表性的试样。

（2）常用的取样方法有勺式取样和管式取样，其中勺式取样方法应用比较广泛，管式取样主要用于铁罐取样。勺式取样要注意取样勺和金属模具要保持洁净和干燥，取样后及时除去炉渣和其他附着物，用钢丝刷清洁模具内表面。如果模具内表面有损伤，用机械设备进行加工。管式取样要注意取样位置，不要受到铁罐表面炉渣和覆盖剂的影响。

（3）取样时应该去掉表面的炉渣，含渣试样会引起硫含量的不真实突变。

（4）试样加工要符合要求。1）分析试样的表面制备应该制备到露出适合于分析方法使用的表面，表面平整且没有对分析结果准确度产生影响的缺陷；2）根据分析方法的要求，用于制备分析试样的最后阶段的磨料应选择避免污染表面的材料。磨料的粒度应该与分析方法所需的表面光洁度要求一致。对于光谱分析方法，使用的磨料的粒度在60目到120目较合适。对于荧光分析方法，其选择的表面制备方法应该确保样品与样品间的表面抛光级别具有较好的再现性；3）试样表面应该没有颗粒异物，打磨或抛光机械除去样品表面一般为0.5—1m m的厚度，用固定头研磨机磨至表面露出样品有代表性的白口组织；4）冷却淬火过程不能产生裂纹，产生裂纹应重新选取断面制样或更换试样；5）研磨和抛光制备样品的表面时，试样表面应保持干燥。研磨可以用湿法，以避免样品过热，但最后要进行样品表面干燥抛光。也可以研磨后将样品浸人水中冷却，然后进行干燥抛光；6）化学分析试样用破碎机或振动研磨机粉碎样品，分析试样量要足够化验和备份要求，破碎研磨后过筛，保证其粒度大于150目。

4 比对措施及数据分析

4.1 保留样比对

炉前取样最好多取一块，作为保留样，其作用主要有两个方面，一是炉前取样有时效性，如果正常试样存在问题，可以及时用保留样作为替补样；在制样过程中出现非合格样，也可以用到保留样。更主要的用途，是在分析后发现异常情况，可以用保留样作为重要的比对物证。保留样至少应该保存到该炉铁水入炼钢炉以后方可处理。

4.2 抽查比对

任何取样、制样过程都可能产生人工操作误差，铁罐抽样既是炼钢脱硫前的工作需要和准备，也是和炉前铁样进行比对的一个办法，能有效发现取制样过程中产生的异议，及时加密采取铁罐抽查试样，确定准确的含硫量。

高炉铁水硫含量是生产过程中形成的，但其形成有一定的规律，通过入炉硫负荷和高炉运行情况分析，能够对铁水硫含量有一个大致的判断。检验结果与判断情况偏差较大，需要进行综合分析和检查，得到科学、准确的检验结果。

参考文献：

[1]《钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法》[S].GB/T 20066-2006/ISO 14284：1996.

[2]《炼钢用生铁》[S].YB/T5291—2011.