現(xiàn)代化鑄造業(yè)的不斷發(fā)展是伴隨著科學(xué)儀器的不斷進(jìn)步的,兩者相輔相成,碳硫儀作為一種成熟的產(chǎn)品,有效檢測(cè)鑄件產(chǎn)品中碳及硫兩種元素,直讀光譜儀等多款儀器,可檢測(cè)范圍更廣,碳硫儀的使用,是否還有必要?
分析碳的經(jīng)典方法是燃燒氣體容量法,分析硫的方法是燃燒碘量法和燃燒碘酸鉀法。該方法,設(shè)備簡(jiǎn)單,分析準(zhǔn)確,但是速度慢,靈敏度低,不能適應(yīng)爐前快速分析的要求。
自從轉(zhuǎn)爐出現(xiàn)后,爐前分析一直用光電直讀光譜儀分析包括碳硫在內(nèi)的各種成分,由于碳硫的分析線都在真空紫外區(qū),故光譜儀都需要真空型。但是發(fā)射光譜中光譜干擾總是存在,碳的分析線就受鋁線的干擾,只有進(jìn)行校正才能準(zhǔn)確分析碳含量。X熒光光譜儀對(duì)碳硫也可進(jìn)行分析,但是碳屬于輕元素,靈敏度不夠高。

碳硫儀在現(xiàn)代鑄造業(yè)中的廣泛應(yīng)用
目前廣泛使用的碳硫儀為紅外碳硫儀,利用CO2、SO2對(duì)紅外線的選擇性吸收這一原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
按照量子力學(xué)的理論,凡是有偶極距的分子,就可以產(chǎn)生紅外吸收。偶極分子本身正負(fù)電荷中心不重合,發(fā)生振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),就吸收紅外光的能量。因此,像CO、SO2等分子是不對(duì)稱(chēng)的偶極分子,這樣的分子要吸收紅外光。CO2是一個(gè)對(duì)稱(chēng)型的分子,不是偶極分子,但在振動(dòng)時(shí),其分子產(chǎn)生瞬時(shí)偶極,所以也要吸收紅外光。當(dāng)然,CO2分子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生瞬時(shí)偶極,因而也不會(huì)產(chǎn)生紅外光吸收。
金屬氣體分析所采用的紅外分析,均屬于不分光的紅外光譜分析。由于對(duì)稱(chēng)的雙原子氣體分子如N2、O2、H2、Cl2等,和單原子的惰性氣體如He、Ar,其本身不吸收紅外線輻射,因此紅外線吸收光譜法不能分析N2、H2和O2。換言之,不分光紅外吸收法測(cè)定CO2和SO2時(shí),N2、O2、H2不干擾測(cè)定。但水分子偶極距很大,有強(qiáng)烈的吸收,所以一定要消除H2O的干擾。
對(duì)紅外光的吸收,均有特定的波長(zhǎng)。其中CO2有兩個(gè)特征吸收波長(zhǎng):4.26μm和14.99μm.,一般選擇4.26μm;SO2的特征吸收波長(zhǎng)為7.35μm。CO2和SO2吸收紅外線的規(guī)律同樣服從光的吸收定律—朗伯-比爾定律。
紅外光通過(guò)紅外線吸收池后,由于CO、CO2、SO2等對(duì)紅外線的吸收,使能量減少,其減少的程度與CO2或SO2的濃度有關(guān)。因此測(cè)量紅外檢測(cè)器輸出值的變化,也即測(cè)量了碳或硫的含量。
碳硫儀即便在現(xiàn)代化鑄造生產(chǎn)中,亦有著廣泛的應(yīng)用,其測(cè)量數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確,滿足了鑄造企業(yè)的分析需求。