近年來,我國中小企業(yè)化驗(yàn)室都先后使用了
高頻紅外碳硫分析儀來測定碳硫的含量。用儀器分析取代化學(xué)分析,其優(yōu)點(diǎn)是儀器分析的靈敏度高、分析速度快、選擇性好、工作效率高、用途廣泛等。不僅節(jié)約了大量的化學(xué)試劑,而且對環(huán)境沒有污染,成為一種日常慣用的分析手段和方法。
在生產(chǎn)應(yīng)用中得到越來越突出的體現(xiàn),而儀器分析的準(zhǔn)確度是實(shí)現(xiàn)快速分析的基礎(chǔ)和前提。高頻紅外碳硫分析儀把握準(zhǔn)確度的方法。
一、載氣:
載氣的純度及其流量的大小對測量結(jié)果的準(zhǔn)確度有很大的影響。載氣不純必然影響分析結(jié)果。
高頻紅外碳硫分析儀是以氧氣為載氣,樣品燃燒時(shí),樣品中的碳硫生成CO2、SO2以氧氣作為載體,將CO2、SO2氣體輸送到紅外檢測器。在進(jìn)入爐膛前必須將載氣經(jīng)過凈化,并且要穩(wěn)定控制它的壓力和流量。這對提高頻紅外碳硫分析儀儀測定碳硫的準(zhǔn)確度是十分重要的。氧氣中通常含有水分和CO2等雜質(zhì),對樣品燃燒和碳硫的檢測都將產(chǎn)生影響,需要加以清除。特別是對于紅外檢測來說,水份對S的檢測影響更大,除了通常吸附的影響外,還由于水蒸氣對紅外線的吸收峰與SO2的吸收峰十分靠近,而嚴(yán)重干擾S的測定所以氧氣的干燥對紅外檢測比其它檢測方法有更高的要求。
二、凈化劑
氧氣中水分的清除,我們可采用高效變色干燥劑和無水高氯酸鎂吸收,采用堿石棉吸收CO2,對于超低碳硫的分析,可采用超純氧氣凈化裝置。高效變色干燥劑、無水高氯酸鎂、堿石棉使用一定時(shí)間后,它的凈化效果會降低,H2O和CO2將無法除盡,另外干燥劑和堿石棉吸水后會結(jié)塊、堵塞氣路,造成燃燒供氧不足,造成C、S結(jié)果不穩(wěn)。氧氣中的CO2將直接影響C的結(jié)果,水蒸汽會影響S的結(jié)果。只有定期更換干燥劑,才能確保碳硫結(jié)果的準(zhǔn)確性。
三、載氣流速的控制
為了保持高頻紅外碳硫分析儀測定碳硫的準(zhǔn)確度,對載氣的流量要求必須恒定,通常使用恒流器來控制氧氣的流量。氣缸升降壓力要求控制在0.5Mpa左右,燃?xì)鈮毫σ罂刂圃?.065Mpa左右。對于載氣流量,一般說流量太高的情況較為少見,經(jīng)過長時(shí)間的工作后,出現(xiàn)流量降低的現(xiàn)象較為常見,流量降低后,結(jié)果往往偏高;使校正系數(shù)變化,氣路中出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,是造成流量降低的主要原因之一。經(jīng)常檢查堵塞部位有金屬過濾器、流量調(diào)節(jié)器、凈化管等。要定期清洗金屬過濾器,堵塞的明顯特征是,供氧不足,面板上的流量計(jì)看不出變化,但試樣燃燒不好,對C、S測定有影響,結(jié)果波動大,當(dāng)然如果氣路中有漏氣,也會造成流量下降,C、S結(jié)果不穩(wěn)。
四、對助熔劑的選擇
在碳硫分析中助熔劑是不可少的,加入一定量的助熔劑,一方面可降低樣品的熔點(diǎn),使樣品易于燃燒;另一方面助熔劑在燃燒過程中,有氧化放熱作用,有助于樣品燃燒溫度的提高。高頻爐加熱樣品時(shí)加入助熔劑可提高高頻爐的輸出功率,提高樣品的燃燒溫度。
鎢粒是高頻爐常用的助熔劑,它有較好的透氣性和較高的熱值,燃燒時(shí)不飛濺,具有降低碳硫釋放速度,穩(wěn)定碳硫分析結(jié)果的作用,燃燒后生成酸性三氧化鎢,對消除S的吸附有較好的效果,在使用中需要注意其碳硫空白值,尤其在分析低碳硫樣品時(shí)。
工業(yè)純鐵也是很好的助熔劑,它在生鐵、礦石等分析中有廣泛的應(yīng)用。
三氧化鉬對消除S的吸附比三氧化鎢有更好的效果,對于高鉻鋼,高錳鋼的分析,加入適量的三氧化鉬(0.05-0.1g),能獲得理想的S分析結(jié)果。
錫粒也可用于高頻爐中,但加入量不宜過多,需與MoO3同時(shí)加入,如果加入量過多,產(chǎn)生的粉塵也多,對SO2的吸附會增大,這對S的分析是不利的。
五、試樣的處理
試樣的熔解和處理都是很關(guān)鍵的,它將直接影響碳硫分析的準(zhǔn)確度。送到化驗(yàn)室的試樣不一定形狀合適,且有可能附帶污染物,金屬經(jīng)高溫熔煉,組成較均勻,但對廢鋼、生鐵、鐵水來說,由于形狀各異,表面和內(nèi)部所含的雜質(zhì)也有所不同,使組成不很均勻,為了克服不均勻性,在鉆取試樣時(shí),先用砂輪將表面磨去,然后采用多鉆到一定的深度的方法,將所取鉆屑放于沖擊缽中搗碎均勻作為分析試樣。如樣品燃燒*,
六、碳硫坩堝的影響
坩堝為陶瓷材料,容易吸水,本身具有碳硫空白,在加工制造、運(yùn)輸、存放等過程中,容易被污染、同時(shí)還會吸附空氣和環(huán)境中的CO2、H2O以及一些含碳硫的雜質(zhì)等,這些問題將必然會影響碳硫的分析,這都要求我們在使用碳硫坩堝前必須在電阻爐中于1200℃灼燒2-3小時(shí),爐中自然冷卻至100℃左右后取出存放干燥器中待用,以除去水份和坩堝中C、S空白。
如果坩堝碳、硫空白較低且較穩(wěn)定時(shí),對于常量碳、硫的分析,可以不進(jìn)行灼燒處理,但必須在烘箱中于120℃烘2-3小時(shí)以除去水份,取出存放干燥器中冷卻后待用。
坩堝內(nèi)熔渣應(yīng)呈彎月面,分布均勻。樣品燃燒不*,渣面是凹凸不平,應(yīng)查找原因重新分析。
七、高頻紅外碳硫分析儀日常維護(hù)
日常維護(hù)對自動化儀器的正常運(yùn)行和確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確,是至關(guān)重要的,都需要我們精心維護(hù)。
粉塵清理和更換清洗金屬過濾器。粉塵過多,對氧氣流量,高頻感應(yīng)等均有影響,使碳硫分析結(jié)果偏低不穩(wěn)定,因此,在樣品分析過程中或分析完成后,需加以清理,一般經(jīng)驗(yàn)告訴我們,在分析過程中,連續(xù)分析20個樣品后要清掃一次爐膛粉塵,如果發(fā)現(xiàn)金屬過濾器堵塞時(shí),須清洗或更換金屬過濾器。
凈化劑的更換。高效變色干燥劑吸收氧氣中的水分后顏色變紅,須及時(shí)更換堿石棉吸收O2中的CO2,高氯酸鎂吸收坩堝及樣品燃燒后的水分,堿石棉、高氯酸鎂則根據(jù)分析樣品量的多少定期更換(1-3個月)。
高頻紅外碳硫分析儀石英管屬消耗品,在損壞或長時(shí)間使用后要進(jìn)行更換、清理。