D01:10.13374/i.issn1001t63x.2010.08.038 第32卷第8期 北京科技大学学报 Vol 32 No 8 2010年8月 Journal of Un iversity of Science and Technolgy Beijing Aug 2010 硅锰合金电阻法定硅 曾世林1)储少军)李蜻) 陈佩仙)陈忠健) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)中钢集团广西铁合金有限公司，广西546102 摘要根据准二元合金随其中某种合金元素含量的不同，其合金电阻率发生单值变化的规律，提出了一项硅锰合金电阻法 定硅的检测技术.实验结果表明，硅锰合金中硅含量与电阻率变化的关系可表示为[S%]=一12.51+2×10p一4×10，当 合金中硅的质量分数小于%时，合金中锰铁比对其电阻率变化的影响不大，定硅误差为0.005%~0.178%.用于电阻率测 量的合金样品适合的尺寸为中6.00~6.50mm、长1am左右，可以避免试样中夹渣、裂隙等缺陷对电阻测量精度的影响. 关键词铁合金；电阻率；硅含量：检测技术 分类号TF125.1 Detem ination of silicon content in Si-M n ferroa lloys by m easuring resistivity ZENG Shi-lin,CHU Shao-jun,LI Jing,CHEN Peixian),CHEN Zhong-jian) 1)School ofMetallugical and Ecobgical Engineering University of Science and Technology Beijing Beijing 100083 China 2)Guangxi Fermalby Co L,SinosteelCorporation Guangxi546102 China ABSTRACT Detem ining the content of silicon in SiMn fermoalloys was investigated by a novel resistivity measurem ent technique which is based on the single valed change of electrical resistivity w ith the content of one alloy element in a quasi-binary alloy The re- lationship between silicon content and electrical resistivity n SiMn alloys was obtained by a series of experinents It can be expressed as [S ]=-12.51+2X10P-4X102.W hen the content of silicon in SiMn alloys is less 6%,the matio ofMn to Fe has little infhence on the electrical resistivity Furthemore the error in detem ining the silicon content can be controlled within 0.005%to 0.178.To avoid the effect of some factors including slag inclusions voidls and other defects on the measuring accuracy sanples ap" plied to measure the electrical resistivity are 6.00 to 6.50mm in diameter and about 1 a in length KEY WORDS fermalloy resistivity:silicon content measurement technique 硅热法生产中、低碳锰铁合金产品的过程中，对 定合金中终硅的含量，往往会影响到精炼工序的生 合金熔体中硅的检测、控制是十分重要的环节，也是 产节奏和产品质量，为此，从20世纪90年代以来， 安排摇包硅热法工序节奏的重要手段之一，由于 许多大专院校和研究所针对钢铁治金中液态合金的 中、低碳锰铁合金中终硅的质量分数一般要求控制 定硅问题，展开过相关研究工作[3-)，先后开发了热 在1.%~2.%，为了提高生产效率、节省原材料 电势法(TEMF)和固体电解质电化学传感法 (硅锰合金、锰矿和石灰等)消耗，在生产实践中要 (SEMF)两种快速测硅的技术，但由于技术或成本 求能够快速确定摇包内合金中硅的含量，采用摇包 上的原因，目前在铁合金行业始终未见到实际应用， 内取样进行传统的化学和光谱分析，如钼蓝比色法 本文根据准二元合金中，随某种合金元素含量 和电感耦合等离子体发射光谱法(1CP-AES)I-), 的不同，合金电阻率发生单值变化的规律，提出了硅 不仅分析时间很长，而且对于大型摇包来说，取勺样 锰合金电阻法定硅的新方法，并在中钢集团广西铁 也很困难，不能满足在线检测的需要，目前，大多数 合金有限公司摇包硅热法中、低碳锰铁新生产线上 生产企业仍凭借人工判断取样断口和表面颜色来确 应用 收稿日期：2009-10-22 作者简介：营世林(1958)男，博士研究生；储少军(194)男，教授，博士生导师，Email chushaoju@metall ust山cdm第 32卷 第 8期 2010年 8月 北 京 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ Ｖｏｌ．32Ｎｏ．8 Ａｕｇ．2010 硅锰合金电阻法定硅 曾世林 1‚2） 储少军 1） 李 婧 1） 陈佩仙 1） 陈忠健 2） 1） 北京科技大学冶金与生态工程学院‚北京 100083 2） 中钢集团广西铁合金有限公司‚广西 546102 摘 要 根据准二元合金随其中某种合金元素含量的不同‚其合金电阻率发生单值变化的规律‚提出了一项硅锰合金电阻法 定硅的检测技术．实验结果表明‚硅锰合金中硅含量与电阻率变化的关系可表示为 ［Ｓｉ％ ］ ＝－12∙51＋2×10 7ρ－4×10 12ρ 2‚当 合金中硅的质量分数小于 6％时‚合金中锰铁比对其电阻率变化的影响不大‚定硅误差为 0∙005％ ～0∙178％．用于电阻率测 量的合金样品适合的尺寸为 ●6∙00～6∙50ｍｍ、长 1ｃｍ左右‚可以避免试样中夹渣、裂隙等缺陷对电阻测量精度的影响． 关键词 铁合金；电阻率；硅含量；检测技术 分类号 ＴＦ125∙1 ＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｉｌｉｃｏｎｃｏｎｔｅｎｔｉｎＳｉ-Ｍｎｆｅｒｒｏａｌｌｏｙｓｂｙｍｅａｓｕｒｉｎｇｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ ＺＥＮＧＳｈｉ-ｌｉｎ 1‚2）‚ＣＨＵＳｈａｏ-ｊｕｎ 1）‚ＬＩＪｉｎｇ 1）‚ＣＨＥＮＰｅｉ-ｘｉａｎ 1）‚ＣＨＥＮＺｈｏｎｇ-ｊｉａｎ 2） 1） ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ‚ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ‚Ｂｅｉｊｉｎｇ100083‚Ｃｈｉｎａ 2） ＧｕａｎｇｘｉＦｅｒｒｏａｌｌｏｙＣｏ．Ｌｔｄ．‚ＳｉｎｏｓｔｅｅｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ‚Ｇｕａｎｇｘｉ546102‚Ｃｈｉｎａ ＡＢＳＴＲＡＣＴ ＤｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｉｌｉｃｏｎｉｎＳｉ-Ｍｎｆｅｒｒｏａｌｌｏｙｓｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙａｎｏｖｅｌｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅ‚ ｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｉｎｇｌｅ-ｖａｌｕｅｄｃｈａｎｇｅｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｏｎｅａｌｌｏｙｅｌｅｍｅｎｔｉｎａｑｕａｓｉ-ｂｉｎａｒｙａｌｌｏｙ．Ｔｈｅｒｅ- ｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓｉｌｉｃｏｎｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｉｎＳｉ-Ｍｎａｌｌｏｙｓｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙａｓｅｒｉｅｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｉｔｃａｎｂｅｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ａｓ［Ｓｉ％ ］ ＝－12∙51＋2×10 7ρ－4×10 12ρ 2∙ＷｈｅｎｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｉｌｉｃｏｎｉｎＳｉ-Ｍｎａｌｌｏｙｓｉｓｌｅｓｓ6％‚ｔｈｅｒａｔｉｏｏｆＭｎｔｏＦｅｈａｓｌｉｔｔｌｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ‚ｔｈｅｅｒｒｏｒｉｎｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｃｏｎｔｅｎｔｃａｎｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｗｉｔｈｉｎ0∙005％ ｔｏ 0∙178％．Ｔｏａｖｏｉｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｏｍｅｆａｃｔｏｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｌａｇｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ‚ｖｏｉｄｓａｎｄｏｔｈｅｒｄｅｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ‚ｓａｍｐｌｅｓａｐ- ｐｌｉｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙａｒｅ6∙00ｔｏ6∙50ｍｍｉｎｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄａｂｏｕｔ1ｃｍｉｎｌｅｎｇｔｈ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ｆｅｒｒｏａｌｌｏｙ；ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ；ｓｉｌｉｃｏｎｃｏｎｔｅｎｔ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅ 收稿日期：2009--10--22 作者简介：曾世林 （1958－ ）‚男‚博士研究生；储少军 （1946－ ）‚男‚教授‚博士生导师‚Ｅ-ｍａｉｌ：ｃｈｕｓｈａｏｊｕｎ＠ｍｅｔａｌｌ．ｕｓｔｂ．ｅｄｕ．ｃｎ 硅热法生产中、低碳锰铁合金产品的过程中‚对 合金熔体中硅的检测、控制是十分重要的环节‚也是 安排摇包硅热法工序节奏的重要手段之一．由于 中、低碳锰铁合金中终硅的质量分数一般要求控制 在 1∙5％ ～2∙5％‚为了提高生产效率、节省原材料 （硅锰合金、锰矿和石灰等 ）消耗‚在生产实践中要 求能够快速确定摇包内合金中硅的含量．采用摇包 内取样进行传统的化学和光谱分析‚如钼蓝比色法 和电感耦合等离子体发射光谱法 （ＩＣＰ--ＡＥＳ） ［1--2］‚ 不仅分析时间很长‚而且对于大型摇包来说‚取勺样 也很困难‚不能满足在线检测的需要．目前‚大多数 生产企业仍凭借人工判断取样断口和表面颜色来确 定合金中终硅的含量‚往往会影响到精炼工序的生 产节奏和产品质量．为此‚从 20世纪 90年代以来‚ 许多大专院校和研究所针对钢铁冶金中液态合金的 定硅问题‚展开过相关研究工作 ［3--7］‚先后开发了热 电势 法 （ＴＥＭＦ）和 固 体 电 解 质 电 化 学 传 感 法 （ＳＥＥＭＦ）两种快速测硅的技术‚但由于技术或成本 上的原因‚目前在铁合金行业始终未见到实际应用． 本文根据准二元合金中‚随某种合金元素含量 的不同‚合金电阻率发生单值变化的规律‚提出了硅 锰合金电阻法定硅的新方法‚并在中钢集团广西铁 合金有限公司摇包硅热法中、低碳锰铁新生产线上 应用． DOI :10．13374／j．issn1001－053x．2010．08．038