[发明专利]一种钢液中溶解元素含量的测量方法

说明书

一种钢液中溶解元素含量的测量方法，涉及钢铁冶金化学检测领域，包括以下步骤：S1：将待测液态钢水样品冷却，制得固态钢样；S2：将所述固态钢样置入电解液中进行电化学腐蚀，测得电化学腐蚀前后固态钢样的质量变化△msubgt;steel/subgt;；S3：去除电化学腐蚀后电解液中的非金属夹杂物，获得待测元素溶液；S4：测定所述待测元素溶液中溶解元素i的质量msubgt;i/subgt;；S5：获得所述待测液态钢水中溶解元素i的质量分数该方法利用电化学腐蚀和滤等方法，将钢中非金属夹杂物中的元素和钢中的溶解元素进行有效分离，再通过对电化学腐蚀溶液中的溶解元素含量通过ICP进行化学分析，此种测量方法精度准确，可实现对钢中溶解元素含量的有效测量。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金化学检测领域，尤其涉及一种钢液中溶解元素含量的测量方法。

背景技术

合金含量是钢铁材料的重要指标之一，直接影响钢材质量和产品性能。向钢中添加有效合金元素可以有效降低钢中杂质氧元素含量、改性钢中非金属夹杂物、提升钢铁材料的产品性能。钢铁材料中的元素包含钢液中的溶解元素和钢中非金属夹杂物中的元素两部分，二者之和称为总元素含量。其中溶解元素含量可以应用于渣、钢、夹杂物之间反应的热力学预测，是实现炼钢过程成分精准计算预报的重要参数。然而，我国目前只能对钢铁中总元素含量进行测量分析，还没有对钢液中溶解元素含量测量的有效方法。这一方面是因为忽略了钢凝固和冷却过程中钢中溶解元素的变化，没有对样品采取合适的冷却方式；另一方面是因为钢和非金属夹杂物都容易溶解于酸中，没有找到合适的钢中溶解元素和非金属夹杂物中元素的提取方法。此前有专利提出了对于钢中固溶元素的测量方法，通过对缓慢冷却的钢样中的固溶元素进行测量，然而，固溶元素的测量方法没有考虑钢的缓慢凝固和冷却过程中，钢液中溶解元素与钢中非金属夹杂物发生化学反应，导致最终存留在钢中的元素含量发生变化，不同于初始液态钢水中溶解元素的含量。因此，提出一种钢液中溶解元素含量的测量方法非常必要。

发明内容

本发明提供一种钢液中溶解元素含量的测量方法，该方法利用电化学腐蚀和滤等方法，将钢中非金属夹杂物中的元素和钢中的溶解元素进行有效分离，再通过对电化学腐蚀溶液中的溶解元素含量通过ICP进行化学分析，此种测量方法精度准确，可实现对钢中溶解元素含量的有效测量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种钢液中溶解元素含量的测量方法，所述方法包括以下步骤：

S1：将待测液态钢水样品冷却，制得固态钢样；

S2：将所述固态钢样置入电解液中进行电化学腐蚀，测得电化学腐蚀前后固态钢样的质量变化△m_steel；

S3：去除电化学腐蚀后电解液中的非金属夹杂物，获得待测元素溶液；

S4：测定所述待测元素溶液中溶解元素i的质量m_i；

S5：获得所述待测液态钢水中溶解元素i的质量分数

进一步的，所述电解液为三乙醇胺、丙三醇、氯化四甲基铵和乙酰丙酮的甲醇溶液。

进一步的，在所述电解液中，三乙醇胺质量百分含量为1～15％，丙三醇质量百分含量为1～15％，氯化四甲基铵质量百分含量为0.01～5％，乙酰丙酮质量百分含量为0.01～5％。

进一步的，所述S1中的冷却速率大于10℃/min。

进一步的，所述S3具体包括：利用滤纸过滤去除电化学腐蚀后电解液中含有待测溶解元素的非金属夹杂物，获得待测元素溶液；

其中，所述滤纸的孔隙度为0.5～1μm。

进一步的，所述S4具体包括：通过电感耦合等离子体发射光谱仪，定量测定所述待测元素溶液中溶解元素i的质量m_i；