forhøre

Hvordan bestemmer man kulstofindholdet i stål?

  I processen med at raffinere stål styres kulstofindholdet i det smeltede stål i vakuumovnen ofte i realtid. Nogle forskere i den metallurgiske industri har introduceret et eksempel på at bruge informationen fra røggas til at estimere kulstofkoncentrationen: forbruget, koncentrationen og strømningshastigheden af ​​oxygen og argon i vakuumbeholderen under vakuumafkulningsprocessen blev brugt til at estimere kulstofindhold i det smeltede stål.

  Der er også brugerudviklede metoder og relaterede instrumenter til hurtig bestemmelse af sporkulstof i smeltet stål: Bæregas pumpes ind i det smeltede stål, og det oxiderede carbon fra bæregassen bruges til at estimere carbonindholdet i det smeltede stål. En lignende online analysemetode er velegnet til kvalitetsstyring og præstationskontrol i stålfremstillingsprocessen.

  • Infrarød absorption

Den infrarøde forbrændingsabsorptionsmetode baseret på den infrarøde absorptionsmetode hører til den særlige metode til kvantitativ analyse af kulstof (og svovl).

Princippet er at brænde prøven i iltstrømmen for at generere CO2. Under et vist tryk er den energi, der absorberes af CO2, direkte proportional med dens koncentration. Derfor kan kulstofindhold beregnes ved at måle energiændringen af ​​CO2-gas før og efter strømning gennem den infrarøde absorber.

I de senere år har infrarød gasanalyseteknologi udviklet sig hurtigt, og forskellige analytiske instrumenter, der udnytter principperne for højfrekvent induktionsopvarmningsforbrænding og infrarød spektrumabsorption, dukker også hurtigt op. Til bestemmelse af kulstof og svovl ved højfrekvent forbrændingsinfrarød absorptionsmetode bør følgende faktorer generelt tages i betragtning: prøvens tørhed, elektromagnetisk følsomhed, geometrisk størrelse, prøvestørrelse, type, forhold, additionsrækkefølge og mængde af flux, indstillingen af blank værdi osv.

Metoden har fordelene ved kvantitativ nøjagtighed og mindre interferens. Velegnet til brugere, der har høje krav til kulstofindholdets nøjagtighed og har tid nok til test under produktionen.

  • Emissionsspektrometri 

Når et element exciteres af varme eller elektricitet, vil det gå over fra grundtilstanden til en exciteret tilstand, som spontant vil vende tilbage til grundtilstanden. I processen med at vende tilbage fra den exciterede tilstand til grundtilstanden frigives de karakteristiske spektrallinjer for hvert element, og deres indhold kan bestemmes i henhold til styrken af ​​de karakteristiske spektrallinjer.

I den metallurgiske industri kræver produktionens hastende karakter analyse af alle de vigtigste elementer i vandet, ikke kun kulstofindholdet, på meget kort tid. Gnist-direktelæsningsemissionsspektrometeret er blevet det første valg i denne branche på grund af dets hurtige og stabile resultater. Denne metode har dog specifikke krav til prøveforberedelse.

For eksempel, når man analyserer støbejernsprøver ved gnistspektroskopi, kræves det, at kulstoffet på overfladen af ​​analyse er i form af karbider, og der kan ikke findes fri grafit, ellers vil analyseresultaterne blive påvirket. Kulstofindholdet i støbejern blev bestemt ved gnistspektrumanalysemetoden, efter at prøven var lavet til en tynd sektion ved at bruge karakteristikaene hurtig afkøling og god blegning.

Ved analyse af kulstofstål-trådprøver ved SPARK-spektrometri, skal prøverne behandles strengt, og prøverne skal placeres på gnistbordet "opretstående" eller "fladt" med små prøveanalysearmaturer for at forbedre analysens præcision.

  • Emissionsspektrometri

Når et element exciteres af varme eller elektricitet, vil det gå over fra grundtilstanden til en exciteret tilstand, som spontant vil vende tilbage til grundtilstanden. I processen med at vende tilbage fra den exciterede tilstand til grundtilstanden frigives de karakteristiske spektrallinjer for hvert element, og deres indhold kan bestemmes i henhold til styrken af ​​de karakteristiske spektrallinjer.

I den metallurgiske industri kræver produktionens hastende karakter analyse af alle de vigtigste elementer i vandet, ikke kun kulstofindholdet, på meget kort tid. Gnist-direktelæsningsemissionsspektrometeret er blevet det første valg i denne branche på grund af dets hurtige og stabile resultater. Denne metode har dog specifikke krav til prøveforberedelse.

For eksempel, når man analyserer støbejernsprøver ved gnistspektroskopi, kræves det, at kulstoffet på overfladen af ​​analyse er i form af karbider, og der kan ikke findes fri grafit, ellers vil analyseresultaterne blive påvirket. Kulstofindholdet i støbejern blev bestemt ved gnistspektrumanalysemetoden, efter at prøven var lavet til en tynd sektion ved at bruge karakteristikaene hurtig afkøling og god blegning. Bølgelængde dispersiv røntgenmetode

Bølgelængde dispersive røntgenanalysatorer tillader hurtig samtidig bestemmelse af flere elementer.

Under røntgenexcitation gennemgår de indre elektroner i atomerne i det element, der testes, energiniveauovergang og udsender sekundær røntgenstråler (dvs. røntgenfluorescens). Bølgelængde-dispersivt røntgenfluorescensspektrometer (WDXRF) er et karakteristisk røntgensignal, der diffrakteres af en detektor efter krystalopdeling. Hvis spektrometeret og controlleren bevæger sig synkront og konstant ændrer diffraktionsvinklen, kan bølgelængden og intensiteten af ​​den karakteristiske røntgenstråle genereret af forskellige elementer i prøven opnås, hvorpå kvalitativ analyse og kvantitativ analyse kan udføres. Denne form for instrument blev produceret i 1950'erne, og det vakte stor opmærksomhed, fordi det kunne udføre multikomponent-samtidig bestemmelse af komplekse systemer. Især i geologiske afdelinger blev denne type instrument successivt udstyret, hvilket væsentligt forbedrede analysehastigheden og spillede en vigtig rolle.

  • Bølgelængde dispersiv røntgenmetode

Bølgelængde dispersive røntgenanalysatorer tillader hurtig samtidig bestemmelse af flere elementer.

Under røntgenexcitation gennemgår de indre elektroner i atomerne i det element, der testes, energiniveauovergang og udsender sekundær røntgenstråler (dvs. røntgenfluorescens). Bølgelængde-dispersivt røntgenfluorescensspektrometer (WDXRF) er et karakteristisk røntgensignal, der diffrakteres af en detektor efter krystalopdeling. Hvis spektrometeret og controlleren bevæger sig synkront og konstant ændrer diffraktionsvinklen, kan bølgelængden og intensiteten af ​​den karakteristiske røntgenstråle genereret af forskellige elementer i prøven opnås, hvorpå kvalitativ analyse og kvantitativ analyse kan udføres. Denne form for instrument blev produceret i 1950'erne, og det vakte stor opmærksomhed, fordi det kunne udføre multikomponent-samtidig bestemmelse af komplekse systemer. Især i geologiske afdelinger blev denne type instrument successivt udstyret, hvilket væsentligt forbedrede analysehastigheden og spillede en vigtig rolle.

Imidlertid er XRF-analysen af ​​let grundstofkulstof ofte vanskelig på grund af dens lange bølgelængde af karakteristisk stråling, lave fluorescensudbytte og absorption og dæmpning af kulstofkarakteristisk stråling af matrixen i tunge matrixmaterialer såsom stål og jern. Ved måling af kulstof i stål med et røntgenfluorometer kan det desuden konstateres, at værdien af ​​kulstofindholdet stiger kontinuerligt, hvis overfladen af ​​jordprøven måles 10 gange kontinuerligt. Derfor er anvendelsen af ​​denne metode ikke så bred som de to første.

  • Ikke-vandig titrering

Ikke-vandig titrering er en metode til titrering i et ikke-vandigt opløsningsmiddel. Metoden kan titrere nogle svage syrer og baser, som ikke kunne titreres i en vandig opløsning. Kulsyren produceret af CO2 i en vandig opløsning er mindre sur og kan titreres nøjagtigt ved at vælge forskellige organiske reagenser.

Følgende er en almindelig ikke-vandig titreringsmetode:

(1) Prøver med kulstof- og svovlanalysator, der understøtter højtemperaturforbrænding i lysbueforbrændingsovnen.

(2) Kuldioxidgas frigivet ved forbrænding absorberes af ethanolaminopløsning, carbondioxid og ethanolaminreaktion for at producere relativt stabil 2-hydroxyethylamincarboxylsyre.

(3) Brug KOH til at titrere en ikke-vandig opløsning.

Reagenset, der bruges i denne metode, er giftigt, langvarig eksponering vil påvirke menneskers sundhed og vanskeligt at betjene, især når kulstofindholdet er højt, bør opløsningen forberedes, lidt opmærksomhed vil køre kulstof, hvilket resulterer i lave resultater. De reagenser, der bruges til ikke-vandig titrering, tilhører for det meste brændbare stoffer, og eksperimentet involverer højtemperaturopvarmning, så operatøren bør have tilstrækkelig sikkerhedsbevidsthed.

  • Chromatografi

Flammeforstøvningsdetektoren bruges i forbindelse med gaskromatografi, hvor prøven opvarmes i brint, og den udsendte gas (f.eks. CH4 og CO) detekteres derefter med flammeforstøvningsdetektor – gaskromatografi. En bruger brugte denne metode til at teste sporkulstof i højrent jern, indholdet var 4 g/g, analysetiden var 50 min.

Denne metode er velegnet til brugere med meget lavt kulstofindhold og høje krav til detektionsresultater.

  • Elektrokemisk metode

Har introduceret brugeren legering med lavt kulstofindhold bestemmes ved hjælp af potentialeanalyse: jernprøven efter oxidation i induktionsovn, ved hjælp af kaliumcarbonat af fast elektrolyt elektrokemisk bestemmelse af gasformigt produktkoncentration celleanalyse, således at måle koncentrationen af ​​kulstof, denne metode er især velegnet til bestemmelse af den meget lave koncentration af kulstof, men ved at ændre referencegassammensætningen og oxidationshastigheden for prøvekontrol, præcision og følsomhedsanalyse.

Denne metode bruges sjældent i praksis og forbliver for det meste i den eksperimentelle forskningsfase.

  • Online analyse

I processen med at raffinere stål er det ofte nødvendigt at kontrollere kulstofindholdet i det smeltede stål i vakuumovnen i realtid. Nogle forskere i den metallurgiske industri har introduceret et eksempel på at bruge informationen fra røggas til at estimere kulstofkoncentrationen: ved at bruge forbruget, koncentrationen og strømningshastigheden af ​​oxygen og argon i vakuumbeholderen under afkulningsprocessen, kulstofindholdet i det smeltede stål blev estimeret.

Der er også brugerudviklede metoder og relaterede instrumenter til hurtig bestemmelse af sporkulstof i smeltet stål: Bæregas pumpes ind i det smeltede stål, og det oxiderede carbon fra bæregassen bruges til at estimere carbonindholdet i det smeltede stål.

En lignende online analysemetode er velegnet til kvalitetsstyring og præstationskontrol i stålfremstillingsprocessen.

Del denne artikel til din platform:

fejl:

Få et citat