助熔劑對金屬碳硫分析儀測碳時的作用
金屬碳硫分析儀中電弧爐燃燒時的熱源主要來自試樣及助熔劑在燃燒時產(chǎn)生氣體的氧氣還原作用所釋出的熱量。因此常選擇能釋放羅多能量的單質(zhì)或化合物作助熔劑。但現(xiàn)今常用的一些添加劑(即助熔劑)存在不少問題。西安理工大學(xué)田英火教授對此作了深入研究,提出了一種命名為TH-100的混合添加劑,具有空白值低,發(fā)熱量大,轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點,用于電弧爐燃燒法測定碳和硫均取得較好的效果,用于其他加熱爐也有明顯效果。TH100混合添加劑的主要成分是三氧化鉬、硅粉和錫粉三種物質(zhì)按一定比便配制而成?,F(xiàn)對三種組分的粉作用簡要說明:
1、三氧化鉬作為TH-100的一個組分,其主要作用是作為二氧化硫的穩(wěn)定劑。
2、硅粉的作用是發(fā)熱。在許多常用的方法中采用加入較多量的純鐵作助熔劑。從理論計算,1克純鐵完全燃燒所放出的熱量,如全部用于升高燃燒溫度,可達(dá)到5500度的理論溫度,但由于在燃燒過程中熱量的失散(如電弧爐所用銅坩堝導(dǎo)熱很快),實際上達(dá)不到如此的高溫,而且純鐵中碳(也有硫)的空白值難于降至極低值,對低碳(低硫)的測定極為不利。況且在有些情況下,為了補償熱量的不足,還不定量地加入純鐵,這里更使空白值難以校正和扣除。如果用硅粉收情況就不同。硅粉在電弧爐中燃燒時放出很大熱量:
Si+O2=SiO2 △H=-907.48KJ
在金屬碳硫分析儀化驗中以燃燒1克普通鋼試樣為例,加入TH-100添加劑0.5g,其中含硅粉0.25克,完全燃燒氧化放出的熱量為8.0275KJ,約相當(dāng)于1.1克純鐵燃燒生成氧化鐵時所放出的熱量。而從燃燒時的耗氧量看,硅氧化的耗氧量僅為鐵氧化時的3/5。此外,TH-100中的硅粉,其純度≥過99.99%,可以說幾乎沒有碳(硫)空白。就這一點,也比用純鐵優(yōu)越得多。
3、錫粉主要作用是助熔。錫的熔點是231.8度,加入錫粉或錫粒將有效地降低試樣的熔化溫度。此外,錫也有發(fā)熱作用:
Si+O2=SiO2 △H=-565.2kJ
0.2g錫粒氧化成二氧化錫釋放的熱量是0.9495kJ。為了保證硫的測定成功,添加劑中錫的配比一般不超過60%。www.hxfxy.com