ICS 73.060.10 D 31
GE
中华人民共和国国家标准
GB/T29652—2013
直接还原铁 碳和硫含量的测定
高频燃烧红外吸收法
Direct reduced iron-Determination of carbon and sulfur- High frequency combustion with infrared absorption method
(ISO 9686:2006 Direct reduced iron—Determination of carbon and/or sulfur -High-frequency combustion method with infrared measurement, MOD)
2014-05-01实施
2013-09-06发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准花管理委员会 发布 GB/T 29652—2013
前 創言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准使用重新起草法修改采用ISO9686：2006《直接还原铁 碳和/或硫含量的测定高频燃烧
红外吸收法》。
本标准与ISO9686：2006的技术差异及其原因如下：
关于规范性引用文件，本标准做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中，具体调整如下： ·用修改采用国际标准的GB/T6682代替了ISO3696； ·用等同采用国际标准的GB/T6730.1代替了ISO7764； ·用非等效采用国际标准的GB/T12806代替了ISO1042； ·用等效采用国际标准的GB/T12808代替了ISO648； ·用等同采用国际标准的GB/T24239代替了ISO10835。 本标准第5章中增加了高温炉、天平和埚钳，这是在分析步骤中使用到了的仪器。 本标准第7章中增加了“分析准备”的内容，以及用直接还原铁标准样品做校准曲线的校准方法，使方法更具可操作性。
本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国铁矿石与直接还原铁标准化技术委员会(SAC/TC317)归口。 本标准起草单位：首钢总公司、曹妃甸出人境检验检疫局、冶金工业信息标准研究院。 本标准主要起草人：杨志强、宋鹏心、张东生、刘卫平、赵建兴、王超刚、陈自斌。
- GB/T29652—2013
直接还原铁碳和硫含量的测定
高频燃烧红外吸收法
警告：使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。 使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。
1范围
本标准规定了用高频燃烧红外吸收法测定直接还原铁的碳和硫含量。 本标准适用于直接还原铁中碳和硫含量的测定。测定范围（质量分数）：碳0.05%～2.5%、硫
0.001%~0.05%。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法（GB/T6682—2008，ISO3696：1987，MOD） GB/T6730.1铁矿石化学分析方法分析用预干燥试样的制备（GB/T6730.1--1986，idtISO
7764:1985)
GB/T12806 5实验室玻璃仪器单标线容量瓶（GB/T12806-2011，ISO1042：1998,NEQ） GB/T12808 8实验室玻璃仪器单标线吸量管（GB/T12808-1991，eqvISO648：1977) GB/T24239直接还原铁和热压铁块取样和制样方法（GB/T24239—2009，ISO10835：2007，DT)
3原理
试样于高频感应炉的氧气流中加热燃烧，使碳转化成二氧化碳，硫转化成二氧化硫，二氧化碳和二氧化硫吸收某特定波长的红外能，其吸收能与其浓度成正比，根据检测器接受能量的变化可测得碳和硫的含量。
4试剂及材料
分析中除另有说明外，仅使用认可的分析纯试剂和蒸馏水或与其纯度相当的水，符合GB/T6682 的规定。 4.1氧气，纯度大于99.5%。 4.2动力气源，氮气或压缩空气，其杂质（水和油）含量小于0.5%。 4.3烧碱石棉，粒状。 4.4高氯酸镁，无水，粒度为0.7mm~1.2mm。 4.54 钨粒，碳含量小于0.002%，硫含量小于0.0005%。 4.6锡粒，碳含量小于0.002%，硫含量小于0.0005%。 4.7 纯铁，碳含量小于0.002%，硫含量小于0.0005%。
1 GB/T29652—2013 4.8锡管，容量0.3mL，直径5mm，长17mm。 4.9 碳酸钡，含量大于99.9%的细粉。在105℃干燥3h，干燥器中冷却。 4.10硫酸钾，含量大于99.9%，在105℃干燥1h，干燥器中冷却。 4.11硫标准溶液，按表1称取硫酸钾，准确到0.0002g。用蒸馏水溶解后，移人100mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。
表1硫标准溶液编号及其含量
硫标准溶液编号
硫酸钾质量/g 0.217 4 0. 434 8 0. 652 2 0. 869 6 2. 174 0
硫的浓度/（mg/mL）
SS1 SS2 SS3 SS4 SS5
0. 4 0. 8 1. 2 1. 6 4. 0
5仪器
5.1高频燃烧红外吸收碳硫仪，试样在高频燃烧装置中通氧气燃烧，红外线吸收法测量释放出的二氧化碳和二氧化硫的仪器，其共同特征见附录B。 5.2陶瓷，装试样以及燃烧时需求的添加剂。直径×高为25mm×25mm或23mm×23mm。 陶瓷埚应预先在高于1200℃的高温炉中灼烧4h，然后置于干燥器中保存，以便使用。 5.3高温炉，能加热到1300℃，并能控制温度波动在土30℃。 5.4天平，感量0.1mg。 5.5微量移液管，容量为50μL。 5.6钳。
6 取样与制样
6.1 实验室样品
按照GB/T24239的规定进行取样和制样。一般试样粒度应小于100μm。 6.2预干燥试样的制备
用非磁性材料充分混合试样，采用份样缩分法取样，得到具有代表性的试样。按照GB/T6730.1 的规定，在105℃±2℃下干燥试样2h，放人干燥器冷却。 7分析步骤
警告：与燃烧分析有关的主要危险是预烧埚及由此产生的熔融状态时发生的燃烧。任何时候都要使用埚钳，并将用过的埚存放在合适的容器中。打开氧气阀时要小心。燃烧过程中的氧气必须
从仪器中清除掉，因为高浓度的氧气在狭小的空间中易造成火灾。
2 GB/T29652-2013
7.1一般操作规则
用烧碱石棉（4.3）和高氮酸镁（4.4)充填的管子净化氧气，备用时保持静流速约为0.5L/min。 炉子燃烧室、支撑柱和过滤网应经常清理，以去除氧化物沉淀。 不同仪器之间的氧气流量会有差异，这取决于材料的性能，但是通常燃烧期间约为2.0L/min。燃
烧阶段达到的温度取决于高频加热器功率、炉子燃烧室的几何形状、感应线圈和埚中试样的种类和数量。温度可以达到1700℃或更高。
再接通电源时每台仪器都应有一段稳定时间。 清理炉子燃烧室、更换滤网或仪器停止后，在开始分析之前先用几个试样或类似待分析试样的物质
燃烧，稳定仪器。 7.2试样盘
称取0.400g试样，精确至0.0001g。 7.3分析准备
调试检查仪器，使仪器处于正常稳定状态，并选用最佳分析条件。
7.4空白试验
按照7.7同样的试剂量，同样的步骤，在不加入试样的情况下进行空白试验。 为了获得最好的准确度，至少进行3次空白燃烧，计算平均值，并参考仪器说明书，将平均值输入到
分析仪器，仪器在测定试样时会自动进行空白值的扣除。 7.5碳、硫标准系列的配制 7.5.1碳标准系列的配制
按表2称取碳酸钡（4.9），准确到0.0002g，置于预先处理过并铺有0.9g纯铁（4.7)的（5.2）中，加1只压平折叠的锡管（4.8)，再覆盖0.4g纯铁（4.7)和1.9g钨粒（4.5)作为碳标准系列。
表2碳的标准系列
碳含量（质量分数)/%
埚编号
碳标准系列
碳酸钡质量/g 0.013 1
0. 2 0. 5 1. 0 2. 0 2. 5
CS1 CS2 CS3 CS4 CS5
1 2 3 4 5
0.032 9 0.065 7 0.131 4 0.164 3
7.5.2 2硫标准系列的配制
利用微量移液管（5.5），按表3分别移取硫标准溶液（4.11)50iL于锡管（4.8)中。在80℃至90 ℃下缓慢干燥2h后，于干燥器中冷却。然后将压平折叠的锡管（4.8)置于预先处理过并铺有0.9g纯铁（4.7)的埚(5.2)中，再覆盖0.4g纯铁（4.7)和1.9g钨粒（4.5)作为硫标准系列。
3 GB/T 29652—2013
表3 硫的标准系列
甘埚编号 1 2 3 4 5 6
锡管编号
硫标准系列纯水(50μL)
硫含量（质量分数)/%
1 2 3 4 5 6
0 0. 005 0.10 0. 015 0. 020 0. 050
SS1 SS2 SS3 SS4 SS5
7.5.3 碳和硫混合标准系列的配制
按表4的组合方法，依次在预先处理过并铺有0.9g纯铁（4.7)的埚(5.2)中，加入相应量碳标准系列的碳酸钡（4.9)和含相应量硫标准系列的压平折叠的锡管（4.8)，再覆盖0.4g纯铁（4.7)和1.9g 钨粒（4.5)作为碳和硫混合标准系列。
表4 碳和硫混合标准系列
编号
碳十硫含量（质量分数)/%
碳十硫的标准系列纯水(50μL)
1 2 3 4 5 6
0+0 0.2+0.005 0.5+0.010 1. 0+0. 015 2. 0+0. 020 2.5+0. 050
CS1 + SS1 CS2 +SS2 CS3 + SS3 CS4 + $S4 CS5+ SS5
7. 6 5校准 7.6.1 用配制的碳、硫标准系列同时校准或分别校准
在测量范围内，选取适当含量的标准样品测量至少三次，进行系统性调节。然后测量配制的碳、硫的标准系列，检查校准后的线性关系，如必要，还可进一步校准曲线。
注：配制系列标准样品时，其含量可根据待测试样的碳、硫含盘做适当调整， 7.6.2 用碳、硫直接还原铁标准样品校准
根据待测试样的碳、硫含量，选择一个含量相近的有证标准物质进行单点校正或者选多个同类型有证标准物质（待测试样碳、硫含量应在所选多个有证标准物质碳、硫含量范围内）依次进行测量，测量结果在允许差内，确认系统的线性，否则应重新调节系统的线性。根据碳、硫含量调整称样量，使试样称样量与标准样品称样量尽可能保持一致。 7.7 试样分析
在预先处理过的陶瓷埚（5.2)中，依次加人0.9g纯铁（4.7)，1只锡管（4.8)或0.2g锡粒（4.6），然后准确称取试样0.400g，再覆盖0.4g纯铁（4.7)和1.9g钨粒（4.5）。用测定标样相同的条件、程
4 GB/T296522013
序、操作进行测量。
8结果计算
8.1碳、硫含量的计算
根据吸收能与碳、硫的浓度关系，从校准曲线上得出碳、硫的含量。考虑去除空白试验值(7.4)。 从所有试剂中扣除的总空白值（质量分数）：碳不应超过0.01%，硫不应超过0.001%。
8.2分析结果的一般处理 8.2.1重复性和允许差
碳：
R,=0.020 3 X +0.012 7 P=0.020 8X+0.024 4 0a=0.007 2X+0.004 5 oL=0.0057X+0.0079
.( 1 ) ...(2) ·(3) ..(4)
硫：
..(5) ..(6) ..(7) (8)
Ra=0.0479X+0.0010 P=0.124 1 X+0.001 4 0a=0.0169X+0.0004 Q=0.0443X+0.0004
式中： X - 预干燥试样中的碳、硫含量，以质量分数表示，计算如下：
实验室内按式(1)、式(3)、式(5)、式（7)计算，其为两次重复测定结果的算术平均值；实验室间按式(2)、式（4)、式（6)、式（8)计算，其为两个实验室最终结果（8.2.3)的算术平均值：
Rd 实验室内允许差； P 实验室间允许差； Od 实验室内标准偏差； aL 实验室间标准偏差。
8.2.2分析结果的确定
按照附录A中步骤，计算得到的独立重复结果，与实验室内允许差进行比较，来确定分析结果。 8.2.3实验室间精密度
实验室间精密度用以评价两个实验室报告的最终结果之间的一致性。两个实验室都按照8.2.2中规定的相同步骤报告结果后，计算：
12=4 ±2
...(9)
2
式中： μ 实验室1报出的最终结果；
实验室2报出的最终结果；
μ2 μ12— 最终结果的平均值。
如果|μ1一μ21≤P(见8.2.1)，则最终结果是一致的。
5 GB/T29652—2013
8.2.4分析值的验收
分析值的验收使用有证标准样品(CRM)或者标准样品（RM)进行验证。步骤与以上所述相同，确认精密度后，实验室最终结果与标准值Ac做比较，将存在两种可能性：
a）如果1μ一Ac≤C,测量值与标准值之间无显著性差异。 b）如果I。一Ac|>C,测量值与标准值之间有显著性差异。 式中： μ。 标准样品的测量值； Ac-—标准样品的标准值； C - 该值取决于所使用标准样品的种类。 对通过多个实验室间确定的标准样品：
-
/o ++V(Ac)
C=2
..(10 )
77
式中： V(Ac)- 标准值Ac的方差。 对仅有一个实验室确定的标准样品：
C=2 a+a
..(11)
注：除非已确证该标准值没有偏差，否则不应采用此类标准样品。 8.2.5最终结果的计算
最终结果是试样可接受分析值的算术平均值，也可按附录A中的规定进行操作，计算到小数点后第5位，并按下列方法修约到小数点后第3位：
a）当小数的第4位数字小于5，舍去此数，第3位数字不变 b）当小数的第4位数字是5，而第5位数字不是0，或当小数的第4位数字大于5，第三位数字
进1。 c) 当小数的第4位数字是5，而第5位数字是0，舍去5，若第3位数字是0、2、4、6、8时，保持不
变；若第3位数字是1、3、5、7、9时，则进1。
9 试验报告
试验报告应包括下列信息： a) 测试实验室名称和地址； b) 试验报告发布日期； c) 本标准的编号； d) 试样本身必要的详细说明； e) 分析结果； f) 标准样品名称和结果；
测试过程中存在的任何异常特征和在本标准中没有规定的可能对试样或标准样品的分析结果产生影响的任何操作。
g)
6