碳素钢氧氮气体标准样品的研制
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4 化学分析计量 2006年,第15卷,第2期
碳素钢氧氮气体标准样品的研制
朱亮万益娟
(宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司,上海200431)
摘要依据《标准样品工作导则》(GB/T 15000.1~15000.5—1994)和《冶金产品分析用标准样品技术规范》
(YB/T082一l996)研制了3个水平含量的碳素钢氧氮气体标准样品,对其均匀性、稳定性检验后进行定值,定值结
果分别为氧:0.0022%、0.0088%、0.Oll 5%;氮:0.OO700%、0.00320%、0.0025%。定值水平与国内外同类样品相
当。 关键词碳素钢氧氮标准样品
金属中微量气体的存在严重影响了金属材料的
性能,所以金属中的气体分析在冶金等行业中占有
相当重要的位置。近年来,我国气体分析测试技术
有较大的提高,真空微压法、库仑法、色谱法、红外法
等气体分析方法的广泛运用,使气体分析技术和仪
器设备提高到一个新水平,同时对气体标准样品在
数量及质量上都提出了新的要求。宝钢股份有限公
司根据市场紧缺碳素钢氧氮气体标准样品以及本公
司化验室气体分析工作需要,依据GB/T 15000.1—
15000.5—94_l 和YB/T 082—1996 J,研制了3个
含量水平的碳素钢氧氮气体标准样品。
1 氧氮气体标准样品研制过程
1.1 氧氮气体标准样品氧、氮元素含量设计
根据碳素钢气体常用范围设计氧氮气体标准样
品的成分及含量,设计结果列于表1。
衰l 碳素钢氧氮气体标准样品含量设计
标准样品编号 氧元素含量/% 氮元素含量/% 1● 0.0o20—0.0o50 0.0o50—0.0100 2 0.0o50~0.0100 0.0o30~0.0o50 3 0.0100—0.0150 0.0o20—0.0o30
1.2氧氮气体标准样品制备
1.2.1 冶炼工艺
(1)选定较佳状态的炉龄期,以确保操作稳定
性;
(2)精选原材料;
(3)采用冷装全氧化法冶炼,以炉料中含碳量
高出成品0.3%一0.4%计算配料;
(4)在较大功率下吹氧助熔,熔清后进行成分
分析;
(5)采用矿石氧化的同时,为强化冶炼,要确保
钢液沸腾良好,氧化期中继续吹氧;
(6)选用精料降低钢水中S、P含量,同时尽量
把钢液中多余的氧留在钢水内。还原期的主要任务 是调整钢液温度,并控制钢中C、kin含量。
(7)为了固定钢水中不同含量的氧,分别采用
不同含量的Mn、Si、A1进行脱氧。
钢液以下注法制成270 mm热帽钢锭,脱膜。
参照碳素钢退火工艺进行退火处理。锭坯切除头、
尾后,剥皮处理。
1.2.2线材加工工艺
钢锭按碳素钢轧制工艺轧制成25 mm×60 mill
扁钢,进一步轧制成08 mm圆钢。将08 mm圆钢
按碳素钢冷拔工艺冷拉至 .5 mm的线材。取各
盘元的头部按以下流程进行:
初检(合格)一球化处理一碱酸洗一除灰烘烤
一拉拔一中间退火一成品拉拔04.6 mm一成品退
火一外表检验一取各盘元的头部进行初检(合格)
一上油包装。
1.2.3制球工艺 -
将初检合格的04.6 mm钢丝委托钢球厂制成
.35 mm钢球。取样对光球进行质量均检。工艺
如下:
冲球一热酸洗一锉球一软磨一洗涤一冷酸洗一
硬磨一研磨一抛光一洗涤一外观检验一选别一精研
一清洗二次一包装一均检(质量、含量)
1.2.4镀镍处理
将上述检验合格的光球送电镀厂镀镍处理。
(1)镀镍配方
硫酸镍:20—25 g/L;
次亚磷酸钠:15—20 g/L;
无水乙酸钠:10 g/L;
柠檬酸钠:10 g/L。
(2)镀镍工艺条件
收稿日期:
2005-12-24 维普资讯 http://www.cqvip.com 朱亮,等:碳素钢氧氮气体标准样品的研制 5
镀液pH值:4.1~4.4;
镀液温度:85~90℃;
装载密度:0.5~1 dm /L;
镀槽结构:耐酸搪瓷槽,底部衬耐酸橡胶,外面
用水套保温;
加温方法:水套间接加温;
时间:5 h。
(3)镀前及镀后处理方法
有机溶剂去油一化学去油一活化一清洗一酸蚀
一清洗一化学镀镍一清洗一烘干一包装。
1.3均匀性检验
成品球在百万分之一天平上进行质量抽查偏差
检验。
成品球包装成每瓶50粒,每个编号的标准样品
抽取20瓶,采用与定值分析相当的测试方法进行均
匀性检验。用极差法和方差法对检验结果进行统计
计算,结果见表2。由表2可知,A、F统计量均小于
临界值,因此研制的氧氮气体标准物质均匀性良好。
表2均匀性检验统计■计算结果
氧元素 氮元素 临界值 标准样品 A F A F A0 05 .o5 1 1.381 1.411 1.564 1.583 1.827 1.853 2 1.389 1.140 1.31O 1.807 1.827 1.853 3 1.210 1.033 1.395 1.096 1.827 1.853
1.4定值分析
1.4.1定值方法
除本单位参与定值分析外,还邀请了国内具有
一定分析水平的实验室,要求用一种或多种不同原
理的准确、可靠方法进行协同定值。定值分析采用
的方法见表3。
表3定值分析方法
元素 方法
脉冲加热惰气熔融红外线吸收法 氧 脉冲加热惰气熔融库仑滴定法 真空微压法
氮 惰性气体作载体熔融热导法 蒸馏分离——奈氏法
1.4.2定值结果
对每个单位所报的每个标准样品的4个独立数
据进行汇总 。首先对每组数据按该分析方法的
精密度或允许差检查是否存在异常值。因为两个测
试结果之差的绝对值应不大于允许差(r),而对于4
个测试数据的极差应小于或等于临界极差
CrR (4)。临界极差的表达式为:
CrR (,1)= ) 2 式中.厂(n)值可查临界极差系数表,当n=4时,
.厂(4)=3.6, 为标准偏差。
CrR95(4)= 4) 2=3.6×(r/2.83)=1.3r
因此当4个测量数据极差大于1.3r或允许差
时.应对测试数据进行复验。无异常值后计算该组
算术平均值。
对两个单位所报的每个样品的8个数据进行正
态分布、科克伦、格拉布斯等统计量检验。若有异常
数据,则进行复验。若无异常数据,则计算总算术平
均值和标准偏差以及标准样品的不确定度 。标
准样品定值结果见表4。
表4标准样品定值结果
标准样品 1 2 3 元素 氧 氮 氧 氮 氧 氮
标准值/ O.0o22 O.0o7O O.0o88 O.0o3 2 O.Ol1 5 O.0o2 5 %
标准偏 O.O0o1 O.O0o2 O.O0o2 O.O0o2 O.O0o2 O.O0o2 差/%
不确定度 O.O0o6 O.O0o5 O.O0o6 O.O0o4 O.O0o6 O.O0o5 (k=2)
1.5稳定性考察
对所研制的标准样品进行一年时间的跟踪测
定,测试结果见表5。2003年5月和2002年5月测
定结果之差未超过方法的允许差,表明样品稳定性
良好。
表5标准样品稳定性试验结果
样品 项目 氧 氮
标准值/% O.0o22 O.O07O s,ok。n 0.0001,8 0.0002,8 1 2002.5测定值/% O.0o23 O.00r71 2003.5测定值/% O.0o2 3 O.O07O
标准值/% O.0o88 O.0o3 2 s/%,n 0.0002,8 0.0001,8 2 2002.5测定值/% 0.0089 O.0o3 2 2003.5测定值/% O.0o88 O.0o3 2
标准值/% O.O11 5 O.0o25 /%.n 0.O0o2.8 O.O0o2.8 3 2002.5测定值/% O.O116 O.0o24 2003.5测定值/% O.O11 5 O.0o2 5
1.6水平比较
经国家标准物质研究中心,利用COMAR信息
库2003年版对国际组织与中、法、美、英、德、日、俄
等二十个国家查询碳素钢氧氮气体标准样品,结果
有2个样品信息,信息中没有定值水平发布。
与国内外同类及相似标准样品的定值水平比 维普资讯 http://www.cqvip.com 6 化学分析计量 2006年,第l5卷,第2期
较,本标准样品定值水平与其相当。
2结论
在碳素钢氧氮气体标准样品研制过程中,对样
品的冶炼、线材加工、制球和镀镍处理进行了系统研
究。特别是采用独特的电镀工艺,电镀后的成品球
光亮美观,防锈能力强,解决了成品球中镀层不均匀
及氧含量不稳定的难题。同时在标准样品研制过程 中发现,在冶炼过程中不能按需要有效地控制氧含
量,需要与有关冶炼人员进一步研究解决。
参考文献 1 GB/T 15000.1~15000.5—1994标准样品工作导则. 2 YB/T 082—1996冶金产品分析用标准样品技术规范. 3 GB 8170—1987数值修约规则. 4全浩,韩永志.标准物质及其应用技术.第2版.北京:中国标准出 版社,2003.
DEVELOPMENT OF GASEOUS(O,N)STANDARD REFERENCE MATERIAL OF CARBON STEEL
Zhu Liang,Wan Y ̄uan (The Stainless Steel branch Baoshan Iron&Steel Co.Ltd.,Shanghai 200431.China)
ABSTRACT Three gaseous standard reference materials of carbon steel with diferent concentration of O and N were mamufae-
tured.according to GB/T 15000.1~15000.5—1994 Directives for the r0rk of Reference Materiapls and YB/T 082—1996 Spocifiea- tion for CRMs for Metallurgical Product Analysis.rI.hey were certified after experiments of uniformity and stability,the values were
0.0022%,0.0088%,0.01l 5%for O;O.0070%,0.00320%,0.0025%for N. e level offixed value corresponds to that oftIle in—
land and overseas.
KEYWORDS carbon steel,oxygen and nitrogen,standard reference material
标准物质在离子色谱分析中的应用
离子色谱作为2O世纪7O年代发展起来的一项新的分
析技术,由于具有快速、灵敏、选择性好等特点,尤其在阴离
子检测方面有着其它方法所无法比拟的优势。因此被广泛地
应用于化工、医药、环保、卫生防疫、半导体制造等行业,并在
某些领域被列为标准测定方法。
(1)环境方面:测定饮用水中NO 一、NO,一、F一、Cl一、
Br一的含量;测定大气中总悬浮颗粒物中的F一、CI一、NO,一、