合金钢连铸用钢水中锡的测定

合金钢连铸用钢水中锡的测定韩宗才关弘韬DeterminationofTininMoltenAlloySteelforContinuousCastingHanZongcaiandGuanHongtao(XiningSpecialSteelGroupCoLtd,Xining810005)1概况钢中痕量锡的测定，目前主要采用原子吸收氢化法和石墨炉原子吸收法，两者在低含量的测量中线性范围可达0.0004%～0.006%。但分析周期长，不适用于炉前快速分析，如钢包炉供大方坯连铸钢水中锡的快速测定。本文通过确定锡的最佳分析条件，主要干扰元素，采用合理的元素干扰校正方法，以德国SPECTROLAB-M7光电直读光谱仪对上述锡进行测定，获得了满意结果。测定范围0.001%～0.12%。2实验部分2.1仪器与工作条件仪器：SPECTROLAB-M7型光电直读光谱系统；GM-2型光谱磨样机。分析条件：氩气流量10L/min,纯度99.99%；对电极：钨棒90°顶角，极距3.4mm,冲洗2s,预燃8s，爆光10s；光源技术参数：光源t/sc/μFR/ΩL/μHFrequ/HzSPARK-13.02.21.0130300ARC5.012.215.030.0300分析线对：内标线Fe273.04nm分析线Sn189.99nm2.2实验方法选择低合金钢分析程序，以铁谱线作为内标线，将获得的相对光强代入方程(1)中：Q=aI3+bI2+cI+D(1)用最小二乘法进行回归，进行元素干扰校正时方程(1)变为(2)方程中a、b、c、D为工作曲线方程系数，I为相对光强，Q为计算出的被测元素的百分含量，Ki表示干扰系数，Qi表示干扰元素含量，Q为校正后元素的百分含量。输入确认的干扰元素名称后，由计算机找出干扰元素的浓度，代入方程(2)中，再进行线性回归，绘制出校正后的工作曲线。试验过程中采用二次方程，即a=0。D的修正(即以控制试样法对工作曲线平行移动的修正)。由于标准试样和分析试样的物理性质不一样，也可能由于第3元素的影响，或组织结构的影响，在光谱分析中引入了系统误差，为此常常可以采用控样法修正分析结果。控样修正公式如下；Q=aI2+bI+c+ΔQΔQ=Qk-(aIk2+bIk+c)Q=aI2+bI+［Qk-(aI2k+bIk)］=aI2+bI+c′其中a、b、c为工作曲线参数；ΔQ为修正数；c′为修后的常数；Qk和Ik分别代表控制试样的可靠成分和测光强度。实际分析使用的工作曲线系数为a、b、c。3结果与讨论3.1确定最佳分析条件用正交试验进行优化，不考虑交互作用，根据经验，问题定为4因素3水平，见表1。表1正交试验结果Table1Orthogonalexperimentalresults因素水平预燃时间/sA爆光时间/sB冲洗时间/sC氩流量/L.min-1D16621028841531010620K11.1121.5291.570K21.4071.6171.360K31.3211.7321.290R0.2950.2030.280由L9(34)正交优化试验所得结果，确定最大优化水平搭配为预燃8s，爆光10s，冲洗2s，氩气流量10L/min。该条件经验证后通过。3.2干扰校正方法的特点及结果使用SPECTRO-M7光谱仪所带分析软件进行干扰校正时，不需调节a、b、c、D值，也无需送Ki,只需输入干扰元素名称，计算机即以最小二乘法自动拟合求出a、b、c、D、Ki值，同时求出相关系数f值。制备工作曲线时每次选择与分析元素谱线波长相近的元素作为干扰元素进行曲线拟合。经过多次试验，确认在低合金钢中，对Sn元素干扰最大的元素为As、Cr、Al，对这些元素进行干扰校正——加修正，使锡的工作曲线有了明显的改善，获得了满意的分析结果。3.3方法的精密度和准确度试验最小二乘法拟合后，相关系数f值由0.672变成现在的0.879，此值趋于1为最理想。试验证明经过元素干扰校正后的工作曲线拟合更好。制备好校正工作曲线后，取几个标准样品，连续分析10次，做精度和准确度试验(见表2)。表2Sn测定方法的精密度和准确性/%Table2PrecisionandaccuracyofmethodsfordeterminationofSn/%标样单测值平均值RSDCuCu+8SnGSBH40072-94-10.005250.00530.005250.00530.005400.00540.005300.00540.005500.00550.005361.73%0.0500.093GSBH40072-94-60.01600.01600.01600.01100.01600.01700.01700.01700.01700.01600.01642.6%0.0940.225钢院Nol-630.02000.02100.02000.02000.02100.01900.01950.02100.02000.02000.02003.4%0.1000.260311617-60.00930.00940.00930.00940.00940.00940.00940.00950.00940.00950.00940.71%0.1200.195以上试验结果表明，低合金钢中锡元素经过确定最佳条件，干扰元素校正后，其校正曲线有了明显改善，满足了LF电弧炉供大方坯连铸机钢水控制Sn及Cu+8Sn的要求，其准确性和精度都达到了光谱分析国家标准的要求。作者简介：韩宗才，男，28岁，助理工程师。1994年毕业于青海民族学院分析化学系。从事炉前快速分析及光谱分析应用。作者单位：西宁特钢集团公司，西宁810005