Плавление пробы и литье дисков

 

Выбор процедуры

 

Указание о выборе процедуры приведено для некоторых стадий процесса. После выбора процедуры порядок действий выполняют от начала и до конца, за исключением полной повторной калибровки.

 

Требования

 

При изготовлении дисков выполняют следующие требования:

 

a) отливают парные или одиночные диски; их количество фиксируют в отчете об анализе;

 

b) выбирают общую массу пробы и плавня с учетом конкретной литейной формы один раз и в дальнейшем всегда используют это значение массы;

 

c) соотношение массы плавня и массы пробы должно быть одинаковым для всех типов используемых материалов;

 

d) изготовляемые расплавы визуально должны быть однородными;

 

e) во время плавления не допускаются потери какого-либо из компонентов пробы, например, при восстановлении или испарении;

 

f) при подготовке проб и калибровочных стандартов потери плавня уменьшают за счет оптимизации времени и температуры плавления;

 

g) в процессе подготовки пробы не допускается ее загрязнение никакими элементами, подлежащими анализу в данной пробе;

 

h) не допускается наличие дефектов на поверхности диска, выбранной для анализа;

 

i) верхняя поверхность диска, используемая для анализа, должна быть либо выпуклой, либо плоской и симметричной по диаметру;

 

j) стандартные диски известного состава подготавливают так же, как и пробы;

 

k) деформированные литейные формы восстанавливают прессованием в соответствующей форме. Поверхность изложницы должна быть плоской и без дефектов, если для анализа используют нижнюю (плоскую) поверхность диска;

 

I) толщина дисков должна быть бесконечной относительно измеряемых длин волн рентгеновского излучения. Для линейных параметров, используемых в анализе огнеупоров, обычно получают образцы требуемой толщины.

 

Примечания

 

1 Предпочтительнее проводить анализ парных дисков. Однако, если для соответствующего класса материала определяют все оксиды, перечисленные в приложении А, полученный общий результат может быть использован в качестве контрольного.

 

2 Плавление при температуре 1200 °С может привести к нежелательному испарению некоторых элементов, например, могут быть потери серы даже при использовании окислителя.

 

Подготовка пробы для литья диска

 

Анализируемую пробу готовят одним из способов:

 

a) прокаливают пробу до постоянной массы при температуре (1025±25) °С, помещают в эксикатор и охлаждают до комнатной температуры. Взвешивают пробу в емкости для плавления и записывают результат измерения массы в граммах, с точностью до четвертого знака после запятой. Взвешивают плавень, как описано в 8.2;

 

b) непрокаленный плавень массой тщательно перемешивают с пробой, где - фактор плавня, измеряемый по 8.2b. Высушивают пробу до постоянной массы при температуре (110±10) °С, взвешивают в емкости для плавления и записывают результат измерения массы пробы с точностью до четвертого знака после запятой.

 

,

 

 

где - относительное изменение массы при прокаливании при температуре (1025±25) °С в процентах от массы пробы.

Допускается смешивать пробу с прокаленным или с непрокаленным плавнем, как указано в а).

 

Примечание - Особенности плавления материалов, содержащих оксид хрома или диоксид циркония, описаны в 9.4.

 

Пробу и плавень совместно плавят, перемешивая до полного растворения пробы и получения однородной консистенции расплава.

 

На начальном этапе плавления карбонатные пробы плавят медленно, во избежание разбрызгивания.

 

Примечания

 

1 Высушенные пробы из известняка, доломита или карбоната магния взвешивают с учетом поправок на изменение массы при прокаливании.

 

2 Температура расплава зависит от типа материала.

 

Литье дисков вручную

 

9.1.4.1 Основные положения

 

Расплав по 9.1.3 в емкости для плавления, форму для отливки и нагревательную емкость (при необходимости) нагревают в муфельной печи до температуры (1200±50) °С и выдерживают в течение 5 мин. Затем производят литье дисков одним из следующих методов:

 

a) литье диска вне печи. Нагревательную емкость (5.3) достают из печи (5.5), устанавливают ее на горизонтальную поверхность и быстро устанавливают в нее форму для отливки (5.2). Снимают крышку с емкости для плавления (5.1) и быстро выливают расплав в форму для отливки;

 

b) литье диска в печи. Снимают крышку с емкости для плавления и выливают расплав в форму для отливки внутри печи таким образом, чтобы весь расплав был перелит в форму. Достают форму для отливки из печи и устанавливают ее на горизонтальную поверхность.

 

c) литье диска с применением комбинированной плавильной формы. Форму извлекают из печи. Если смазку для формы не используют, то расплав может перелиться через ее край. Поэтому работа с расплавом в плавильной части емкости требует большой осторожности. После плавильную форму устанавливают на графитовый кирпич для охлаждения.

 

d) литье диска с использованием формы для отливки, нагретой над горелкой. Расплав выливают в предварительно нагретую над горелкой форму для отливки и выключают горелку. Для ускорения процесса охлаждения расплава допускается использовать струю воздуха или водоохлаждаемую металлическую плиту.

 

Если в процессе литья верхняя поверхность получилась рифленой, ее нельзя в дальнейшем использовать для анализа, так как это может привести к ошибкам в результатах. Во избежание этого расплав вливают по краю формы, а не по центру. Чтобы получить верхнюю поверхность с равномерной кривизной, в форму наливают как можно больше расплава, до получения дисков с постоянной массой.

 

Примечание - Ввиду того, что большая часть огнеупоров содержит менее 0,1% , и , то при плавлении при температуре ниже (1200±50) °С происходит кристаллизация расплава. Допускается проводить плавление при температуре не выше (1050±25) °С при условии, что отсутствует кристаллизация расплава и калибровочные стандартные диски изготовлены таким же способом.

 

Допускается добавлять к расплаву небольшие количества йодида или йодата лития или йодата аммония для предотвращения растрескивания литого диска при охлаждении и удобства извлечения его из формы. Линия йода имеет частичное наложение на , поэтому при определении низких содержаний может возникнуть необходимость в использовании коррекции.

 

При использовании небольших количеств смазки все пробы и каждый калибровочный стандартный диск должны иметь в своем составе одни и те же поверхностно-активные вещества, добавляемые в равном количестве и на одном и том же этапе изготовления дисков. При постоянной тщательной чистке форм применение смазки не требуется, за исключением проб, содержащих большое количество .

 

Допускается использовать или . Но линия расположена рядом с линией . Из-за наложения этих линий определение низких концентраций алюминия в присутствии больших количеств брома может быть затруднено, и может возникнуть необходимость применения поправок.

 

При определении низких концентраций оксида алюминия рекомендуется использовать йодиды или йодаты. Количество добавляемого или не должно превышать 1 мг на грамм пробы. При использовании рентгеновской трубки с хромовым покрытием эффект влияния брома будет сильнее и степень влияния брома на алюминий проверяют перед применением смазки на основе брома.

 

9.1.4.2 Охлаждение дисков

 

Диск в форме для отливки охлаждают на горизонтальной поверхности. В случае использования воздушной струи форму охлаждают струей, когда расплав остынет до красного каления. На этом этапе расплав может быть в жидком или твердом состоянии; если он жидкий и измерять будут верхнюю поверхность диска, необходимо убедиться в том, что штатив, расположенный над воздушной струей, находится в горизонтальном положении.

 

Форму поддерживают в горизонтальном положении над струей воздуха так, чтобы струя была направлена на центральную часть основания формы. Когда диск затвердеет и отделится от формы, струю воздуха отключают.

 

Примечание - Допускается аккуратное постукивания формы о твердую поверхность с целью ускорения извлечения диска из формы.

 

Автоматическое литье дисков

 

Допускается автоматическое литье дисков с использованием оборудования в соответствии с 9.1.2 и 12.1.

 

Хранение дисков

 

Диски хранят в условиях, исключающих гидратацию и загрязнение.

 

Перед проведением анализа поверхность дисков должна быть тщательно очищена и/или отполирована.

 

Примечание - К источникам загрязнения относят следующее:

 

a) серу от вакуумного масла спектрометра или из воздуха лаборатории;

 

b) натрий и хлор, содержащиеся в воздухе лаборатории, если лаборатория расположена рядом с морем;

 

c) калий от сигаретного дыма;

 

d) загрязнения от пластиковых мешков, в которых могут храниться диски.

 

Проблемы особого характера

 

Плавление проб с высоким содержанием диоксида циркония и оксида хрома может быть затруднено. Оксид хрома плохо растворяется в жидком плавне, а диоксид циркония обладает этим недостатком в меньшей степени, но также может привести к кристаллизации при охлаждении даже после полного растворения пробы.

 

С помощью опытных плавок проб, с самым высоким содержанием указанных оксидов, необходимо установить оптимальные параметры: плавень, соотношение между пробой и плавнем, необходимую температуру и время плавления. Обычно для хромсодержащих материалов, циркона и оксида циркония требуются разные условия проведения плавления.

 

Примечание - Замечено, что даже при соблюдении условий хранения, указанных в 9.3, дискам с высоким содержанием свойственно поглощать влагу на поверхности больше, чем дискам из других материалов. Это приводит к увеличению фона при анализе еегких элементов. Решить эту проблему можно просушиванием дисков в течение (8-10) часов при температуре 220 °С.

 

10 Калибровка