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浅议如何提高连铸渣的原子吸收分光光度仪的分析质量

2014/8/17 13:19:06  来源:计测网通讯员 
字号: 13号字 16号字

  吴文燕 郭旗 赵丽芬 刘帅

  (河北集团舞阳钢铁公司 河南舞钢 462500)

  摘 要:连铸渣在钢铁生产中发挥着重要的作用,而如何提高连铸渣的原子吸收分光光度仪的分析测试质量,对于保证连铸渣及其钢铁产品的质量,具有重要意义。本文就连铸渣的作用以及如何提高分析测试精度进行了论述。

  1 原子吸收分光光度仪概述

  原子吸收分光光度仪(AAS)是一种大型、精密的无机分析仪器,一般由四大部分组成,即光源(单色锐线辐射源)、试样原子化器、单色仪和数据处理系统 (包括光电转换器及相应的检测装置)。而原子吸收分光光度计分为火焰原子吸收分光光度计和带石墨炉的原子吸收分光光度计。火焰原子吸收分光光度计应用更为广泛,因此本文主要就火焰原子吸收分光光度计进行分析。原子吸收分光光度法的基本原理为:从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光,在原子化器中待测元素的基态原子蒸汽对其产生吸收,未被吸收的部分透射过去。

  通过测定吸收特定波长的光量大小,来求出待测元素的含量。其定量关系可用比尔郎伯定律,A=-lgI/Io=-lgT=KCL,式中I为透射光强度; Io为发射光强度;T为透射比;L为光通过原子化器光程(长度),每台仪器的L值是固定的;C是被测样品浓度;所以A=KC。

  2 对连铸渣进行分析测试的意义

  2.1 连铸保护渣的概念

  连铸保护渣是一种以硅酸盐为基料的并含有多种熔剂和碳质骨架材料的功能性材料,是钢铁冶金连铸过程中的关键辅料,主要用于连铸结晶器内,在钢液面上熔化,

  一般形成液渣层、烧结层、熔渣层三层结构,正常连铸条件下,熔渣在弯月面处填入结晶器与铸坯间的间隙,对铸坯表面质量及连铸工艺的顺行具有重要影响。连铸保护渣主要由基料、助熔剂和碳质材料三大部分组成,

  

  2.2 连铸保护渣的主要作用

  保护渣在连铸过程中起着润滑、保温、防止钢水二次氧化、吸附上浮的夹杂物和调节传往结晶器的热流等作用。

  (1)保温性、防氧化性。保护渣加到钢液面形成熔渣层,并均匀覆盖在钢液面使钢液与空气隔离。保护渣在熔化时具体由固态渣层、烧结层、半熔化层、富碳层和液态渣层5层组成。不管是粉渣还是颗粒渣,都由4层(不含富碳层)或5层组成,起到绝热保温、防止再氧化、吸收夹杂物的作用。其中固态渣层主要起绝热保温作用,碳质材料氧化发热也能起到保温作用。粉渣的保温性要优于颗粒渣和球状中空型保护渣。液态渣层覆盖在钢液面使钢液与空气隔离,防止了钢液的氧化。

  (2)润滑性。结晶器与坯壳间的渣膜由固态渣膜和液态渣膜组成,液态渣膜有润滑作用。结晶器上部熔渣流入的填充层贴在结晶器上随结晶器而移动,而坯壳和填充层之间则通过一个液渣润滑铸坯,实际上是流体润滑。润滑情况与液渣渗入结晶器与坯壳间的多少和渗入的均匀性有关。固态渣膜由玻璃质膜和晶体质膜组成。碱度较低,玻璃质性能优良的渣润滑性能好,碱度较高,晶体化率高的渣润滑性能差。

  (3)吸附夹杂能力。保护渣吸收夹杂后性能稳定,粘度适宜,夹杂就能伴随着保护渣的消耗被带走。如果渣子性能恶化,会导致坯壳夹杂,渣膜断裂,造成粘结性漏钢。保护渣碱度的提高,可以改善保护渣吸收和溶解钢中加夹杂物的动力学条件而有利于吸收夹杂物,但碱度过高,使溶渣的析晶温度和析晶能力提高,恶化保护渣的玻璃化性能,破坏了保护渣的均匀传热和润滑性。

  (4)防止纵裂纹产生。渣膜填充了坯壳与结晶器间的气隙,使传热均匀,而结晶质层厚度直接决定了导热性能好坏,结晶质层薄则导热性好。中碳钢避免纵向裂纹是首先要考虑的问题,中碳钢用保护渣设计的重点应放在控制从铸坯传往结晶器的热流上,限制结晶器热通量,希望保护渣具有较大热阻。这对连铸渣的成分配比提出了要求。

  

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