炼钢用辊压球的铁、硫、磷和二氧化硅含量检测方法
【专利摘要】本发明的检测方法提供了对炼钢用辊压球采用颚式、对辊破碎机和振动磨三段破碎，然后用标准套筛筛分为5个粒级；采用重铬酸钾容量法对每一粒级样品进行两份分析，取算数平均值为该粒级铁品位，最后用加权平均算法计算得到辊压球的综合全铁品位；采用红外碳硫仪进行0.6mm以下各粒级的含硫量检测，加权平均计算得到辊压球的综合硫品位；采用压片法和WISDOM-8200X荧光分析仪进行0.6mm以下各粒级的二氧化硅、磷含量检测，加权平均计算得到辊压球的综合二氧化硅、磷含量。这项检测方法不仅完善了辊压球的检验操作流程，还适用于粒钢、铁屑、氧化铁皮等不规则颗粒物料铁、硫、磷和二氧化硅的检测，具有较高的推广应用价值。
【专利说明】炼钢用辊压球的铁、硫、磷和二氧化硅含量检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学分析领域，涉及一种炼钢用辊压球的铁、硫、磷和二氧化硅含量检 测方法，是针对冶金领域炼钢用含粒钢和铁屑（粉）的辊压球的成分含量进行准确测定的方 法。
【背景技术】
[0002] 含粒钢和铁屑（粉）的辊压球主要用作炼钢冷却降温，部分替代废钢以降低炼钢成 本，其原料来源杂，包括钢花粒钢、铁屑、还原铁粉等。入炉前主要控制铁、硫、磷和二氧化硅 等指标，但因不规则颗粒状物的存在，取制样代表性差，熔片时对坩埚腐蚀严重，化验数据 波动大，缺乏有效的检验流程和方法，是钢厂和辊压球生产企业质量检验的一个难题。
【发明内容】
[0003] 本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种炼钢用辊压球的铁、硫、磷和二氧化 硅含量检测方法。
[0004] 本发明是通过如下技术方案实现的： 本发明的检测方法，其特征在于，采用下述步骤进行测定： A试样破碎：辊压球先通过颚式、对辊破碎机破碎至3mm以下，四分法缩分，缩取2份样 品(每份IOOOg左右，一份留存)，另一份烘干后再采用振动磨粉碎； B试样筛分与取样：破碎后的物料用2. 5mm、I. 25mm、0. 6mm和0.3mm等4种规格筛 孔的标准套筛进行筛分分级，共筛分为5个粒级,振动筛分定时1(Γ?5分钟,分别称取各 个粒级的质量Gi，则筛分物料总质量G=SG i,每一粒级混匀后用点取法取得化验样品约 20g"30g ； C试样分析： (1)采用重铬酸钾容量法测定铁含量。每一粒级化验样品称取两份(每份约0. lg~〇. 2 g)，质量记为Ml和M2,分别置入300 ml三角瓶中，加少许水湿润之，加磷硫混酸20毫升 (体积比磷硫混酸：浓磷酸：浓硫酸：水=1:1:1，浓磷酸质量分数85%，浓硫酸质量分数98%)， 加浓硝酸(浓硝酸质量分数69. 2%) 2毫升，于高温电炉上加热至沸后，放于低温电热板上溶 解样品，至样品全部溶解后，再放于高温电炉上溶解至发生三氧化硫浓白烟呈腾空状(约 4?5厘米高)，取下稍冷，加1:5盐酸(体积比浓盐酸：水=1:5,浓盐酸质量分数37%) 12毫 升，滴加二氯化锡(重量分数10%溶液）至溶液呈浅黄色，将溶液加热至沸，立即取下三角瓶 (此时溶液呈淡黄色）稍冷，加中性红(重量分数0. 05%溶液）4滴，滴加三氯化钛溶液至溶 液蓝色消失，滴加重铬酸钾(浓度等于或小于下述标液浓度）以氧化过量三氯化钛至溶液呈 现蓝色，立即加水50毫升，加二苯胺磺酸钠(重量分数0. 3%) 4?5滴，以重铬酸钾标准溶 液（当量浓度为〇. 0358N)滴定至紫色为终点，记下消耗重铬酸钾溶液的毫升数Vl和V2， 则该粒级样品铁品位计算为也=(￥1肩1*0.2+￥2/^2*0.2)/2，加权计算辊压球综合铁品位 TFe^FSGiA/G。（低温电热板加热温度为50-80 ° C，高温电炉加热温度为100-300 ° C)。
[0005] (2)采用红外碳硫仪检测含硫量。0. 3mm -0. 6mm粒级的样品称取Ig并把样品的 质量值输入计算机，在铜坩埚内依次加入约〇. 3-0. 5g硅钥粉、称好重量的样品、0. 2-0. 3g 锡粒助熔剂，将坩埚移至引燃炉的炉体上，按下开关将气路密封，仪器自动进入分析工作， 记下分析结果S4 ;同理进行小于0· 3mm粒级的含硫量检测，记下分析结果S5 ;对0· 6mm以 上粒级的含硫量取经验值SI= S2= S3=0. 07%，则加权平均计算得到辊压球的综合硫品位 S%=XGi*Si/G〇
[0006] (3)荧光分析法检测二氧化硅、磷含量。用酒精将压片模具及压样机（YYJ-0-F型） 擦拭干净，称取硼酸(干燥的）7克左右，用小勺放入压片机容器内，压平并轻轻放入模具下 层，称取0. 3mm -0. 6mm粒级的样品3克左右(视细度情况酌量)，用小勺将样品均匀平铺在 模具内并盖住硼酸，将其推入压片机内让其自动压制，等片刻便可取，用洗耳球吹去细渣 后，上机采用WISDOM-8200 X荧光分析仪进行检测，该粒级磷和二氧化硅的分析结果分别记 为P4、E4 ;同理进行小于0. 3_粒级的检测，该粒级磷和二氧化硅的分析结果分别记为P5、 E5 ;对0. 6mm以上粒级的磷、二氧化硅含量分别取经验值P1= P2= P3=O. OSqAE1=E2= E3=2. 0%， 用加权平均计算得到辊压球的综合磷、二氧化硅含量分别为 Py0=SGiJ3i /G ; SiO2aZiFS GiiEiAi。
[0007] 本发明的有益效果是：对辊压球采用颚式、对辊破碎机和振动磨三段破碎，然后用 2. 5mm、I. 25mm、0. 6mm和0. 3mm等4种规格筛孔的标准套筛筛分为5个粒级的方法，解决了 取制样代表性差的问题；采用重铬酸钾容量法对每一粒级样品进行两份分析，取算数平均 值为该粒级铁品位，减少了过程分析误差，最后对各个粒级分析数据用加权平均算法计算 得到辊压球的综合全铁品位；采用红外碳硫仪进行0. 6mm以下各粒级的含硫量检测，对各 个粒级分析数据加权平均计算得到辊压球的综合硫品位；采用压片法和WISDOM-8200 X荧 光分析仪进行〇. 6mm以下各粒级的二氧化硅、磷含量检测，压片代替熔片避免了熔片对坩 埚的腐蚀，对各个粒级分析数据由加权平均计算得到辊压球的综合二氧化硅、磷含量。该检 测方法应用于辊压球检验，大大提高了取制样的代表性和质量数据的准确性，具有适用性 强、重复性好、准确度高等特点，实现了辊压球检验操作流程的相对标准化和规范化。
[0008] 本专利具有很强的实用性和可靠性，这项检测方法不仅完善了辊压球的检验操作 流程，还适用于粒钢、铁屑、氧化铁皮等不规则颗粒物料铁、硫、磷和二氧化硅的检测，具有 较高的推广应用价值。
【具体实施方式】 [0009] 实施例1 A试样破碎：辊压球(样品编号LYQ20140414-5) 20Kg，先通过颚式破碎机、对辊破碎机 破碎至3mm以下，四分法缩分，缩取2份样品（每份IOOOg左右，一份留存)，另一份烘干后再 采用振动磨粉碎； B试样筛分与取样：破碎后的物料用2.5mm、L25mm、0.6mm和0.3mm等4种规格 的标准套筛振动筛分，定时15分钟，分别称取各个粒级的质量Gi,则筛分物料总质量 G=I：Gi=1〇25. 71 g (见表1)，每一粒级混匀后用点取法取得化验样品约20g?30g ; C试样分析： (1)采用重铬酸钾容量法测定铁含量。+2. 5mm粒级化验样品称取两份，质量为 Ml=O. 1867 g和M2=0. 1589g，分别置入300 ml三角瓶中，加少许水湿润之，加磷硫混酸20毫 升(体积比为浓磷酸：浓硫酸：水=1:1:1，浓磷酸质量分数85%，浓硫酸质量分数98%)，加浓 硝酸(浓硝酸质量分数69. 2%) 2毫升，于高温电炉上加热至沸后，放于低温电热板上溶解样 品(低温电热板加热温度为50-80 ° C，高温电炉加热温度为100-300 ° C)，至样品全部溶 解后，再放于高温电炉上溶解至发生三氧化硫浓白烟呈腾空状(约4?5厘米高)，取下稍 冷，加1:5盐酸(体积比为浓盐酸：水=1:5,浓盐酸质量分数37%)12毫升，滴加二氯化锡(重 量分数10%溶液）至溶液呈浅黄色，将溶液加热至沸，立即取下三角瓶(此时溶液呈淡黄色） 稍冷，加中性红(重量分数〇. 05%溶液）4滴,滴加三氯化钛溶液至溶液蓝色消失,滴加重铬 酸钾(浓度等于或小于下述标液浓度)以氧化过量三氯化钛至溶液呈现蓝色，立即加水50毫 升，加二苯胺磺酸钠(重量分数〇. 3%)4?5滴，以重铬酸钾标准溶液（当量浓度为0. 0358N) 滴定至紫色为终点，记下消耗重铬酸钾溶液的毫升数Vl = 88. 3ml和V2=76. 5ml，则该粒级 样品铁品位计算为： B1 =(V1/M1*0. 2+V2/M2*0. 2)/2= (88. 3/0. 1867*0. 2+76. 5/0. 1589*0. 2) /2=95. 44 (填 入表1);同样步骤可计算出B2~ B5的数据。加权计算：辊压球全铁品位 TFe^FSGiiBi /G=78. 18。
[0010] (2)采用红外碳硫仪检测含硫量。0. 3mm -0. 6mm粒级的样品称取Ig并把样品的 质量值输入计算机，在铜坩埚内依次加入约〇. 3-0. 5g硅钥粉、称好重量的样品、0. 2-0. 3g 锡粒熔剂，将坩埚移至引燃炉的炉体上，按下开关将气路密封，仪器自动进入分析工作，记 下分析结果S4=0. 097 (填入表1);同理进行小于0. 3mm粒级的含硫量检测，记下分析结果 S5=0. 118 ;取经验值SI= S2= S3=0. 07,则加权平均计算得到辊压球的综合硫品位 S%=XGi*Si/G=0. 105 〇
[0011] (3)荧光分析法检测二氧化硅、磷含量。用酒精将压片模具及压样机（YYJ-0-F型） 擦拭干净，称取硼酸(干燥的）7克左右，用小勺放入压片机容器内，压平并轻轻放入模具下 层，称取0. 3mm -0. 6mm粒级的样品3克左右(视细度情况酌量)，用小勺将样品均匀平铺在 模具内并盖住硼酸，将其推入压片机内让其自动压制，等片刻便可取，用洗耳球吹去细渣 后，上机采用WISDOM-8200 X荧光分析仪进行检测，该粒级磷和二氧化硅的分析结果分别记 为P4=O. 061、E4=3. 23 (填入表1);同理进行小于0. 3mm粒级的检测，该粒级磷和二氧化娃的 分析结果分别记为P5=O. 075、E5=6. 85 ;取经验值P1= P2= P3=O. 05, E1=E2= E3=2. 0,加权平均 得到辊压球的综合磷、二氧化硅含量分别为 Ρ%= Σ GiiPi /G=O. 068 ； SA%= Σ GiiEiAi=S. 31。
[0012] D数据分析见表1。
[0013] 表 1
【权利要求】
1. 一种炼钢用辊压球的铁、硫、磷和二氧化硅含量检测方法，其特征在于，采用下述步 骤进行测定： A试样破碎：辊压球先通过颚式、对辊破碎机破碎至3mm以下，四分法缩分，缩取2份样 品，每份lOOOg，一份留存，另一份烘干后再采用振动磨粉碎； B试样筛分与取样：破碎后的物料用2. 5mm、1.25mm、0· 6mm和0.3mm等4种规格筛 孔的标准套筛进行筛分分级，共筛分为5个粒级,振动筛分定时1(Γ?5分钟，分别称取各 个粒级的质量Gi，则筛分物料总质量G=SGi，每一粒级混匀后用点取法取得化验样品约 20g"30g ； C试样分析： (1) 采用重铬酸钾容量法测定铁含量：每一粒级化验样品称取两份，每份约0. lg~〇. 2 g，质量记为Ml和M2,分别置入300 ml三角瓶中，加少许水湿润之，加磷硫混酸20毫升，力口 浓硝酸2毫升，于高温电炉上加热至沸后，再放于低温电热板上溶解样品，至样品全部溶解 后，再放于高温电炉上溶解至发生三氧化硫浓白烟呈腾空状（白烟约4?5厘米高)，取下 稍冷，加盐酸12毫升，滴加二氯化锡至溶液呈浅黄色，将溶液加热至沸，立即取下三角瓶， 此时溶液呈淡黄色，稍冷却，加中性红4滴，滴加三氯化钛至溶液蓝色消失，滴加重铬酸钾 以氧化过量三氯化钛至溶液呈现蓝色，立即加水50毫升，加二苯胺磺酸钠4?5滴，重铬酸 钾标准溶液滴定至紫色为终点，记下消耗重铬酸钾溶液的毫升数VI和V2,则该粒级样品 铁品位计算为也=(￥1/^1*0.2+￥2/^2*0.2)/2，加权计算辊压球综合铁品位了?6%=16^^ /G。
2. 根据权利要求1所述的炼钢用辊压球的铁、硫、磷和二氧化硅含量检测方法，其特征 在于，步骤C中步骤（1)后面还包括步骤（2); (2) 采用红外碳硫仪检测含硫量：0. 3mm -0. 6mm粒级的样品称取lg并把样品的质量值 输入计算机，在铜坩埚内依次加入〇. 3-0. 5g硅钥粉、称好重量的样品、0. 2-0. 3g锡粒助熔 齐U，将坩埚移至引燃炉的炉体上，按下开关将气路密封，仪器自动进入分析工作，记下分析 结果s4 ;同理进行小于0. 3mm粒级的含硫量检测，记下分析结果S5 ;对0. 6mm以上粒级的含 硫量取经验值S1= S2= S3=0. 07%，则加权平均计算得到辊压球的综合硫品位S^pSGiA/G。
3. 根据权利要求1或2所述的炼钢用辊压球的铁、硫、磷和二氧化硅含量检测方法，其 特征在于，步骤C中步骤（1)后面还包括步骤（3); (3) 荧光分析法检测二氧化硅、磷含量：用酒精将压片模具及压样机擦拭干净，称取干 燥的硼酸7克，用小勺放入压片机容器内，压平并轻轻放入模具下层，称取0. 3mm -0. 6mm粒 级的样品3克，用小勺将样品均匀平铺在模具内并盖住硼酸，将其推入压片机内让其自动 压制，等片刻便可取，用洗耳球吹去细渣后，上机采用WISDOM-8200 X荧光分析仪进行检测， 该粒级磷和二氧化硅的分析结果分别记为P4、E4 ;同理进行小于0. 3_粒级的检测，该粒级 磷和二氧化硅的分析结果分别记为P5、E5 ;对0. 6_以上粒级的磷、二氧化硅含量分别取经 验值Pi= P2= P3=0. 05%，EfEf E3=2. 0%，用加权平均计算得到棍压球的综合磷、二氧化娃含 量分别为 po/cpSGwPi /G ACV/cpSGwEi /G。
【文档编号】G01N21/64GK104237220SQ201410416789
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】王云亮, 殷秀丽, 郭华, 张利栋 申请人:济南钢城矿业有限公司