[发明专利]一种测定冷、热轧薄板中超痕量钙含量的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金行业的检测领域，具体涉及一种测定冷、热轧薄板中超痕量钙含量的方法，尤其一种利用直流辉光发射光谱仪测定冷、热轧薄板中超痕量钙的方法。

背景技术

钙在钢中质量百分含量很少，属于钢铁冶炼过程中的有益元素，它能快速脱去钢水中的氧含量，使钢中的含氧量大大减少。钙元素可以促进和改善钢材的内部组织和结构形态，提高钢的切削性能、强度及起到球化剂作用，用于净化钢水及降低钢中夹杂物总量，使钢材具有优异的物理性能。冶炼过程中钙元素易被氧化损失，通过对产品中残留钙元素含量的分析，可以间接了解炼钢过程中钙元素的脱氧效率和钢中夹杂物的形成过程中的作用，实现改善工艺，优化生产。

目前没有测定冷、热轧薄板中钙元素含量的报道。由于冷、热轧薄板中钙元素含量非常低，质量百分含量0.0001～0.0010％之间。采用ICP-OES(AAS)方法分析时，因试样厚度薄，加工过程容易引入污染。刘向阳发表的《火花源原子发射光谱法测定中低合金钢中微量钙》和李兰群，马爱方，张彬等人发表的《光电直读光谱仪分析钢中的微量钙》文中都指明ICP-OES(AAS)方法分析微量钙含量过程，试样溶解使用的蒸馏水，盐酸，硝酸，及绘制校准曲线使用的高纯铁粉等试剂中均含有钙离子，分析过程中因试剂的含钙量和使用量的差异导致分析痕量钙含量结果不理想，同时方法本身具有分析成本高，步骤繁琐，周期长，分析过程易受污染等缺点。对于超痕量的钙元素的分析，ICP-OES(AAS)将更加难以控制方法本身的不足。

火花源原子发射光谱法，GB/T 4336-2002中没有钙元素分析的说明，同时明确要求，试样直径大于16mm，试样厚度大于2mm。对于厚度为0.40～2.0mm的冷、热轧薄板样品，火花源光谱法无法完成分析。

GB/T 223.77-1994：火焰原子吸收光谱法测定钙量，钙元素下限为0.00069％，再现性R＝0.00049％。GB/T 20127.3-2006：电感耦合等离子体发射光谱法测定钙、镁、钡，钙元素下限为0.0010％，再现性R＝0.00042％。对于含量在0.0001～0.0010％的钙元素，分析再现性满足不了实际分析要求。

直流辉光光谱法其独特的辉光冷光源，激发能量低；原子逐渐剥离的激发放电模式，光谱干扰非常少。它固体激发试样，完全克服ICP-OES(AAS)方法中存在钙离子污染缺陷，被应用钢铁试样厚度大于10mm，含量大于0.0015％的钙元素准确定量分析检测，但是冷、热轧薄板试样中含量远远低于0.0015％，试样厚度0.40～2.00mm，分析的准确性与强度，激发稳定性，试样分析热效应，试样表面处理等影响因子密切相关。现有的分析技术和试样表面处理手段还不能满足对冷、热轧薄板中超痕量钙含量的测试要求。

发明内容

本发明目的是提供一种测定冷、热轧薄板中的超痕量钙的方法，特别是一种直流辉光光谱法分析冷、热轧薄板中超痕量钙的方法。

选择合适的光源各参数条件，进一步消除制备试样过程产生的表面差异对超痕量钙元素分析的影响，保证激发过程中试样温差效应小，对分析过程无影响，冷、热轧薄板厚度为0.40～2.0mm，钙元素的分析范围0.0001～0.0010％，选用标准物质建立最小二乘法工作曲线，从而实现冷、热轧薄板中超痕量钙元素含量的分析。

本发明为了实现冷、热轧薄板中超痕量钙的分析，消除试样激发前的表面差异、试样激发中的温差效应，保证分析手段的稳定性和分析能力和准确度，对冷、热轧薄板进行特殊的试样加工和表面处理，采用适当正交设计表，运用方差分析、回归分析等数据处理手段对光源参数条件进行优化处理，确定满足要求的参数条件，从而实现冷、热轧薄板中超痕量钙元素含量的分析。

本发明的具体工艺方法包括：

(1)试样的制备与磨抛处理：

冷、热轧薄板要求至少一面表面平整，由于试样厚度较薄，不宜磨抛过多，所以选择金相磨抛机(水磨)进行试样表面处理，目的是防止试样表面处理时温度过高带来的影响及控制试样损耗量。从激发尺寸、节约材料、易于表面处理等考虑，试样裁剪成长方形。一端弯曲与试样长度方向水平成一定角度的截面，在金相磨抛机上进行表面磨抛处理。试样磨抛要求：弯曲横面方向向上，用手或夹具紧固截面，用手或其他工具轻压薄板另一侧水平端进行表面磨抛，薄板磨抛后出现长度不低于10mm，宽度不低于10mm，面积150～800mm²新光洁表面，擦尽或洗净试样表面上的一切残留物，干后备用。

(2)仪器参数工作范围