第9期 唐复平等：洁净钢中夹杂物快速检测技术 ,891 6000 粒径关系图 5000 ① (a） 3 铝临界值 10c 4000 8 3000 R2-0.9901 2000 61 1000 0 21 41 6181101121 放电次数 (a)铝脉冲强度 6000 10 20 30 40 50 5000 (b) A山，0，质量分数/10 氧临界值 ① 图2A山2O3强度与含量的关系 3000 2000 Fig-2 Curve of pulse intensity with Al2Os content 1000 hnlli 0 21 41 61 81 101 121 放电次数 (b)氧脉冲强度 6 图1铝、氧脉冲强度图 Fig.1 Pulse intensities of Al and O 的分析模式可直接给出每个激发点的粒径分布，采 用极值统计法推测试样中最大夹杂粒径 4 6 10 据文献[6]介绍，PDA5500光谱仪分析夹杂物 AlO,夹杂粒径m 的种类主要是Al203,其次有Si02、MnS、Ca0.日本 图3夹杂强度与夹杂粒径的关系 川崎等钢铁企业目前使用光谱仪分析夹杂含量、粒 Fig-3 Curve of inclusion pulse intensity with size 径分布主要针对铝脱氧钢A203类夹杂，因为钢中 A1203类夹杂严重影响薄板（汽车板）表面质量，因 此开发光谱分析夹杂主要是研究钢中Al203类夹杂 3分析及讨论 的含量和粒径分布 3.1光谱分析夹杂物的分析条件 2实验结果 使用光谱仪进行分析时，设备因素、分析条件和 环境干扰等对分析结果影响较大，因此应正确选择 实验建立了Al203光谱强度与Al203化学分析 分析条件，以减少各种因素带来的误差 含量的关系及夹杂物强度与夹杂粒径的关系，并据 分析夹杂时，将背景和干扰设为零，在对夹杂物 此采用极值统计法推断出试样中夹杂物最大粒径， 强度数据处理时考虑其影响.古本亘等们认为利用 2.1A20g光谱强度与A20化学分析含量的关 光谱分析夹杂物含量和粒径分布，激发一点的放电 系 次数应选2000次·为消除制样和外来因素带来的 研究光谱分析试样的全铝脉冲强度和氧脉冲强 干扰，对光谱分析试样需要设定预燃时间，实验确 度，确定出夹杂物脉冲的铝、氧临界值，采用一定的 定预燃时间为700个脉冲.每个试样至少激发4~5 数据处理模式对光谱分析的A2O3夹杂标样的脉冲 点，以避免钢中夹杂物分布不均匀带来的分析误差 强度进行计算，得到夹杂物的强度值，建立A203光 谱强度与A1203化学分析含量值关系曲线（图2）， 3.2光谱分析夹杂含量 曲线的回归系数达到0.9901. 3.2.1铝、氧临界值的确定 2.2夹杂强度与夹杂粒径的关系 夹杂物与基体元素临界值采用元素强度频数分 以含量工作曲线为基础，确定夹杂物的粒径分 布统计法确定，当火花放电激发到正常元素时，元 析模式，根据光谱分析夹杂物的原理，每个异常脉 素的谱线图呈正态分布，以铝为例，由于夹杂物 冲相当于一个夹杂物，该粒径模式直接给出每个激 Al2O3、A1N等的存在，激发到含有夹杂物元素时，铝 发点的粒径分布.图3为某一激发点的强度和夹杂 的谱线强度分布偏离正态分布规律.根据光谱分析图1 铝、氧脉冲强度图 Fig．1 Pulse intensities of Al and O 的分析模式可直接给出每个激发点的粒径分布‚采 用极值统计法推测试样中最大夹杂粒径． 据文献［6］介绍‚PDA5500光谱仪分析夹杂物 的种类主要是 Al2O3‚其次有 SiO2、MnS、CaO．日本 川崎等钢铁企业目前使用光谱仪分析夹杂含量、粒 径分布主要针对铝脱氧钢 Al2O3 类夹杂‚因为钢中 Al2O3 类夹杂严重影响薄板（汽车板）表面质量．因 此开发光谱分析夹杂主要是研究钢中 Al2O3 类夹杂 的含量和粒径分布． 2 实验结果 实验建立了 Al2O3 光谱强度与 Al2O3 化学分析 含量的关系及夹杂物强度与夹杂粒径的关系‚并据 此采用极值统计法推断出试样中夹杂物最大粒径． 2∙1 Al2O3 光谱强度与 Al2O3 化学分析含量的关 系 研究光谱分析试样的全铝脉冲强度和氧脉冲强 度‚确定出夹杂物脉冲的铝、氧临界值‚采用一定的 数据处理模式对光谱分析的 Al2O3 夹杂标样的脉冲 强度进行计算‚得到夹杂物的强度值‚建立 Al2O3 光 谱强度与 Al2O3 化学分析含量值关系曲线（图2）‚ 曲线的回归系数达到0∙9901． 2∙2 夹杂强度与夹杂粒径的关系 以含量工作曲线为基础‚确定夹杂物的粒径分 析模式．根据光谱分析夹杂物的原理‚每个异常脉 冲相当于一个夹杂物‚该粒径模式直接给出每个激 发点的粒径分布．图3为某一激发点的强度和夹杂 粒径关系图． 图2 Al2O3 强度与含量的关系 Fig．2 Curve of pulse intensity with Al2O3content 图3 夹杂强度与夹杂粒径的关系 Fig．3 Curve of inclusion pulse intensity with size 3 分析及讨论 3∙1 光谱分析夹杂物的分析条件 使用光谱仪进行分析时‚设备因素、分析条件和 环境干扰等对分析结果影响较大‚因此应正确选择 分析条件‚以减少各种因素带来的误差． 分析夹杂时‚将背景和干扰设为零‚在对夹杂物 强度数据处理时考虑其影响．古本亘等［7］认为利用 光谱分析夹杂物含量和粒径分布‚激发一点的放电 次数应选2000次．为消除制样和外来因素带来的 干扰‚对光谱分析试样需要设定预燃时间．实验确 定预燃时间为700个脉冲．每个试样至少激发4～5 点‚以避免钢中夹杂物分布不均匀带来的分析误差． 3∙2 光谱分析夹杂含量 3∙2∙1 铝、氧临界值的确定 夹杂物与基体元素临界值采用元素强度频数分 布统计法确定．当火花放电激发到正常元素时‚元 素的谱线图呈正态分布．以铝为例‚由于夹杂物 Al2O3、AlN 等的存在‚激发到含有夹杂物元素时‚铝 的谱线强度分布偏离正态分布规律．根据光谱分析 第9期 唐复平等： 洁净钢中夹杂物快速检测技术 ·891·