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为什么现代铸造业碳硫仪仍需使用?
发布时间:2023-03-29 点击:981

现代化铸造业的不断发展是伴随着科学仪器的不断进步的,两者相辅相成,碳硫仪作为一种成熟的产品,有效检测铸件产品中碳及硫两种元素,直读光谱仪等多款仪器,可检测范围更广,碳硫仪的使用,是否还有必要?

分析碳的经典方法是燃烧气体容量法,分析硫的方法是燃烧碘量法和燃烧碘酸钾法。该方法,设备简单,分析准确,但是速度慢,灵敏度低,不能适应炉前快速分析的要求。

自从转炉出现后,炉前分析一直用光电直读光谱仪分析包括碳硫在内的各种成分,由于碳硫的分析线都在真空紫外区,故光谱仪都需要真空型。但是发射光谱中光谱干扰总是存在,碳的分析线就受铝线的干扰,只有进行校正才能准确分析碳含量。X荧光光谱仪对碳硫也可进行分析,但是碳属于轻元素,灵敏度不够高。

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碳硫仪在现代铸造业中的广泛应用

目前广泛使用的碳硫仪为红外碳硫仪,利用CO2、SO2对红外线的选择性吸收这一原理来实现的。

按照量子力学的理论,凡是有偶极距的分子,就可以产生红外吸收。偶极分子本身正负电荷中心不重合,发生振动和转动时,就吸收红外光的能量。因此,像CO、SO2等分子是不对称的偶极分子,这样的分子要吸收红外光。CO2是一个对称型的分子,不是偶极分子,但在振动时,其分子产生瞬时偶极,所以也要吸收红外光。当然,CO2分子在转动时不产生瞬时偶极,因而也不会产生红外光吸收。

金属气体分析所采用的红外分析,均属于不分光的红外光谱分析。由于对称的双原子气体分子如N2、O2、H2、Cl2等,和单原子的惰性气体如He、Ar,其本身不吸收红外线辐射,因此红外线吸收光谱法不能分析N2、H2和O2。换言之,不分光红外吸收法测定CO2和SO2时,N2、O2、H2不干扰测定。但水分子偶极距很大,有强烈的吸收,所以一定要消除H2O的干扰。

对红外光的吸收,均有特定的波长。其中CO2有两个特征吸收波长:4.26μm和14.99μm.,一般选择4.26μm;SO2的特征吸收波长为7.35μm。CO2和SO2吸收红外线的规律同样服从光的吸收定律—朗伯-比尔定律。

红外光通过红外线吸收池后,由于CO、CO2、SO2等对红外线的吸收,使能量减少,其减少的程度与CO2或SO2的浓度有关。因此测量红外检测器输出值的变化,也即测量了碳或硫的含量。

碳硫仪即便在现代化铸造生产中,亦有着广泛的应用,其测量数据更为准确,满足了铸造企业的分析需求。

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