[发明专利]铝镇静钢中氧含量的分量求和分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢材中氧含量的分析方法，具体地说是一种适用于钢铁企业铝镇静钢生产过程中铝镇静钢中氧含量的分量求和分析方法。

背景技术

目前，国内汽车、家电行业对高端钢材的需求旺盛，很多以前依赖进口的高品质钢材正逐渐被国产钢所替代。反映出国产钢材的档次有了很大提高，这些高端产品上水平的关键之一是钢材在冶炼过程中严格控制了氧的含量。现在，氧含量的分析绝大多数钢厂都采用国家标准方法GB/T 1126-2006，惰性气体熔融-红外分析法，这种方法的优势是灵敏度高、精度好，不足之处是分析样品前处理较繁琐，分析周期长，不能快速提供分析数据，不利于生产质量控制。直读光谱法是钢铁行业应用非常普遍的分析技术，国家标准GB/T 4336-2002规定了钢铁中碳、硅、锰、磷、硫等19个元素的分析方法，而氧元素未纳入，主要原因是其灵敏度低，分析下限约为0.008％，而汽车板等铝镇静钢氧的含量一般在0.003％以下，因此不能用于分析。因此发明一种铝镇静钢氧的含量分析方法对于铝镇静钢生产过程的质量控制非常有益。

发明内容

本发明的目的就是针对现有铝镇静钢中氧含量分析技术的上述不足，提供一种铝镇静钢中氧含量的分量求和分析方法，它可以提高直读光谱法氧的分析灵敏度，使之能分析0.003％以下的氧含量，并能快速测定铝镇静钢中氧含量。

本发明的技术方案是：它包括以下分析步骤：

1)用铣床加工试样；

2)用直读光谱仪分析试样，采集各夹杂元素在选定的时间窗口的火花放电脉冲光强序列数据；

3)计算序列数据的平均值、标准偏差；

4)以平均值±3倍标准偏差为阈值，筛选出与夹杂部分有关的光强；

5)计算固溶部分的含量；

6)由校准曲线得出夹杂元素脉冲的含量，并扣除固溶部分；

7)对各夹杂脉冲含量求和；

8)由夹杂元素含量按与氧的比例系数转换成氧含量分量；

9)对各分量求和，计算出O的含量。

其中所述的夹杂元素为Al、Si、Ca、Ti、Mn中至少三种。

本发明分析原理如下：

1)氧在钢中基本上都是以夹杂物的形式存在，如Al₂O₃、SiO₂、CaO、TiO、MnO，且化合物中Al、Si、Ca、Ti、Mn与O的比例是固定的，当测量出夹杂物中的Al、Si、Ca、Ti、Mn含量时便可得出O的分量。我们注意到直读光谱法O的分析灵敏度很低，但是Al、Si、Ca、Ti、Mn的灵敏度却很高，分析下限分别为0.001％、0.001％和0.0005％，基于这一特点，先检测出各夹杂元素(Al、Si、Ca、Ti、Mn)的含量，再根据夹杂元素与O的比例关系得出相应的O分量，再对各分量求和，最终得出O的含量。

通常，在铝镇静钢中加入足够的铝(约0.03％)来脱去钢中氧，最终铝在钢中以固溶铝和夹杂铝(Al₂O₃)的形态存在，如图1所示。图中高脉冲与夹杂铝与固溶铝之和对应，正常脉冲与固溶铝对应。

用逼近法从火花放电脉冲强度序列中分离出高脉冲后，计算正常脉冲I_Z的平均值A、标准偏差S：

A＝∑I_Zi

S=Σ(IZi-I‾Zi)n-1]]>

按下式计算阈值Y：

Y＝A+3×S

凡超过阈值Y的脉冲均视为夹杂铝，阈值以下的脉冲视为固溶铝。从高脉冲强度中扣除正常脉冲部分可得出夹杂铝脉冲的净强度：

I_J＝I_Ji-I_Zi

因此，从3000次放电脉冲中筛选出来的夹杂铝脉冲的强度之和为：