精炼炉渣主要成分在X射线荧光光谱法测定中的技术应用

李 轲

（陕钢集团汉中钢铁有限责任公司， 陕西 汉中 724200）

随着钢铁行业产能的过剩，结构不合理等众多因素，新型绿色精品钢材将会成为市场和社会的主导地位，其次客户对钢材不同型号、质量需求越来越高，如何指导生产提供优质钢材尤为重要。所以，炼钢就是练渣，炉渣的流动性号，碱度适当，在配以相应的吹氩参数，就能最大限度的控制钢中的夹杂物，净化钢种[1]。因此对于精炼炉渣进行快速准确的分析，在冶炼控制中具有重大的指导意义。目前，汉钢公司测定精炼炉渣中各组分元素含量均为化学分析方法，其缺点是分析时间长，工作效率低下，起不到快速指导生产作用。利用X射线荧光光谱法分析有两种：一种是玻璃融片法制样，一种是粉末压片法制样，前者方法对样品的预处理相对繁琐，熔样过程速度慢，且分析成本大。成型的压片试样受粒度效应、基体效应[2]干扰，X射线荧光仪在测定精炼炉渣各元素时会产生一些不确定因素，影响最终结果。本文采用粉末压片法制样，利用经验系数法进行基体校正，能够准确快速的测定精炼炉渣的元素成分。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

X射线光谱仪∶AXiosMaxPW4400型，荷兰帕纳科公司，SUPERQ分析软件；压片机：YYJ-40，长春科光；冷却水装置：BLK-II,北京众合科技；硼酸∶纯度不小于99.5%，青海大柴旦精成硼化工；氩-甲烷气体：φ（Ar）为 90%，φ（CH4）为 10%。

1.2 仪器工作条件

光管电压60 kV，光管电流50 mA，氩-甲烷气体（φ（Ar）为 90%，φ（CH4）为 10%）入口压力 0.75×10-4Pa。气体流量1 L/h。冷却水控制温度17℃。

1.3 试样制备

粒度效应是压片分析对结果影响最大的影响因素，因此为了克服粒度效应，将所选取的样品在振动磨中研磨120 s，使试样和标准样品的粒度都达到200目以上，压片时称取样品4 g，以硼酸为背景，在30 t压力下保压30 s，成片后去掉样片上的硼酸毛边，用吸耳球吹净硼酸屑，标识样片，放入干燥器备用。

1.4 在线标准样品选择

由于市面上精炼炉渣标准样样品稀少，且所选相应含量的标准样品数量更少，且这些标准样品各元素含量不同基体效应也会发生变化，不利于后期的曲线校正。目前充分利用现有转炉渣标样和高炉渣标样，结合汉钢公司自身生产的精炼炉渣进行化学定值[3]，选取具有代表性且含有一定梯度浓度的样品27个做为在线样品，其含量范围能够充分覆盖所需分析样品的要求，见表1。

表1 在线系列样品元素含量（质量分数）范围 %

1.5 分析条件谱线的选择（见表2）

表2 分析条件参数

1.6 基体校正方法和校准曲线的绘制

将所选的27个样品进行压片制样，用X荧光仪将所有标准样品压片进行扫描，测量各个样中各元素的强度。以元素标准值为横坐标，荧光强度为横坐标，建立回归曲线。采用经验系数法来校正应用，可选取强度和浓度结合的校正方式来对应用曲线进行基体校正。飞利浦校正程序方法是以元素浓度与谱线强度间线性相关原理为基础的一种高精度分析方法，其校正的数学公式为：

式中：C为样品含量；D为校准曲线截距；E为校准曲线斜率；R为常量系数；M为基体元素的强度值。

式中：M 是基体强度；C 是含量；α，β，γ，δ为基体校正的因子；i是待测元素数；j，k是干扰元素数。

运用SIPERQ软件的自动校正计算功能，得到的应用曲线的线性非常好，离散度满足要求，得到的各元素均方根值见表3较小，RMS（均方根）越小说明校准曲线的线性越好[4]。

2 结果与讨论

表3 各组分回归曲线的RMS

2.1 分析结果的准确度

为了验证应用曲线是否准确可靠，随机抽取2个高炉渣和转炉渣标样，压片进行分析，可以看出标样测量结果与标样值均在国标要求的误差范围内，见表4。

同时，为了验证精炼炉渣试样在分析曲线上的结果是否可靠，随机选取了5组样品进行不同方法比对实验，通过分析与对照，结果差异较小，且都在分析精度范围内。所以，采用压片方法分析能更有效快捷的指导生产，具体数据见下页表5。

表4 标准样品验证结果%

2.2 精密度测试

为了验证应用曲线的精密度，选取一转炉渣标样连续压片测定10次，求出平均值，标准偏差，相对标准偏差，见下页表6。

表5 几种方法的实验比对结果 %

表6 精密度实验结果（质量分数） %

3 结语

经过检测方法的验证，首先确定了X荧光光谱法测定的精炼炉渣的可行性，其次采用不同方法的分析比对，确定了压片法制样，X荧光分析可以更快捷准确地提供精炼炉渣中各元素含量。采用压片法制样建立的精炼炉渣应用曲线，线性较好，分析结果准确稳定，能为绿色精品钢材的研发创造有利生产服务条件。