就优质钢种的研制和控制而言，分析技术的作用和影响非常重要。用户对钢的化学成分要求很高，公差极限要求很窄。对于炼钢工作者来说，精确的工艺模型、良好的工艺控制和质量控制是重要工具。工艺模型是理论和观察相结合开发出来的，而观察是分析测定的结果。显而易见，分析测定的误差将直接导致测定的模型参数的错误。为控制炼钢的工艺，通过测定化学成分来测定工艺偏差，根据这些分析结果，采取相应措施。在质量控制中，化学分析的作用很关键。分析结果用于决定产品是否发送给用户。

　 分析要求

　 对于炼钢工作者而言，除分析技术的精确度外，分析时间和分析成本也是重要参数。这三个参数的关系相当密切。优化其中一个，对其它两个都有影响。过分精确，会延长分析时间，增加分析成本。可以肯定，对技术要求严格的钢种而言，分析会对整体的工艺波动起重要作用。

　 波动因素

　 炼钢工作者对钢中元素的准确含量感兴趣。所有导致分析结果偏离实际含量的因素都是关键的。对这些因素都要进行控制。了解这些因素的组成以及了解波动因素可以减少总的分析结果的偏差。

　 常被人们忘记的导致波动的一个重要因素－一取样。取样波动主要是因为钢水的不均匀性和试样污染。波动的其它原因是摄谱仪之间的系统差异、摄谱仪的偏移行为以及单个摄谱仪测定的重复性。最后一个因素也涉及试样的不均匀性。

　 为提高分析质量，必须知道不同波动因素的相对组成。需要进行适当的试验来测定波动。荷兰的Ｈoogovcns钢公司进行了试验，测定这些波动的不同原因。

　 对于三个钢种，分别在搅拌站、中间包和结晶器取了试样。所有的样都取双份，以测定取样波动。每个钢种都取８炉试样。用带火花源的四个光学发射摄谱仪分析试样。用两个不同的摄谱仪将每个试样分析三遍。分析前用肉眼检查试样，不均匀的试样要报废。原因是单个不均匀试样会使结果产生误差，会对波动因素的测定产生影响。当然，报废试样的数量与取样偏差有关。

　 试验结果

　 许多试样看起来不均匀并且被报废。我们可以得出结论，在整个的分析过程中，取样偏差是需要改进的一个重要因素。

　 根据试验设计，对看起来均匀的试样进了试验。在不同阶段测定可摄谱仪之间的差异，对每台摄谱仪重新校正、取样检验其重复性。

　 从试验结果我们可以得出结论，摄谱仪之间的差异是产生偏差的重要因素。为减少分析误差，要对这一因素进行改进。

　 超低碳钢的测定

　 板坯的均匀性对于后序加工即在轧机上以及成品性能稳定性都很重要。

　 由于钢包处理站、结晶器和板坯的试样分析结果有差异，导致超低碳钢分类产生一些问题。分析仪器，LeocCS444，不是产生问题的原因，因为这种分析方法的精确度大约为1ppm。另外，常能观察到10ppm的偏差。这些偏差表明钢水和产品的局部不均匀。因此，首先检验了超低碳钢板坯的均匀性以确定问题。将板坯的碳含量与钢包处理后测得的以及在结晶器内测得的含量进行了比较。

　 从四炉8支板坯的横断面上取试样。选择取样位置，可以确定板坯本身的均匀性以及边界层和板坯之间的均匀性。

　 编码为a的试样是在离板坯边界最近的表面进行分析的。这意味着这些试样的分析成分代表板坯氧化层下的板坯成分。编码为b的试样是在离板坯中心线最近的侧面分析的。在另一侧也分析了其中的一些试样。

　 分析得到的成分见表1。表中示出了板坯试样以及从结晶器和中间包的钢水中取的试样的分析结果。

　 表2是板坯横断面上不同段的详细数据。结果被分成组，可以判断板坯厚度和宽度方向的均匀性。

板坯号101：铸坯1，第一支板坯

板坯号203：铸坯2，第三支板坯

LT：钢包处理的最后试样

MLD：从结晶器取的试样

板坯　 总计：所有试样的平均

　　　　　　 坯体：编码为b的试样的平均值

　　　　　　 边界：编码为a的试样（边界区）的平均值

中心侧：在中心线侧分析的编码为b的试样的平均值

边界侧：在边界侧分析的编码为b的试样的平均值

边界区域：编码为a的试样的平均值

中间：编码为b的试样3和4的平均值

侧面：编码为b的试样1、2、5和6的平均值

　 结果讨论

　 根据表1的结果可以得出结论：边界区的碳含量比板坯坯体的碳含量高出1.7ppm。两炉（2496和2500）的第一支板坯产生了偏差，因为边界区域不均匀。在其它情况下，差异很小，几乎不明显。可以得出结论，每炉的第一支板坯很关键。原因可能是在中间包内与前一炉的钢水混合或者是与富碳结晶器保护渣接触。

　 在板坯的深层内没有观察到这些偏差。在所有情况下，坯体本身的均匀性都令人满意。所有编码为b的试样的平均偏差为1.1ppm。表1中也示出了在某些情况下第一支坯的碳含量比第三支高得多。这是与前一炉的钢水混合造成的。

　 从表2中可以看出，只有边界区域（最外面的12mm）最不均匀。编码为b的试样的结果表明边界一侧的C 含量高于中心部分。宽度方向上的均匀性较好。

　 从表1中可以看出，钢包处理后取的试样以及从结晶器取的试样都不可靠。有些情况下，测得的C含量在LT栏，炉号2496和2500，板坯203的碳含量在MLD栏。

　 试验可以得出结论，观察到的偏差并没有反应板坯的实际的不均匀性。

　 因此，Hoogovens决定研超低碳钢取样器。目的是以1.5ppm的标准偏差测定碳含量,制出没有的孔洞夹渣的试样.Hoogovens决定制作“双厚度式试样”，原因是这种试样既可用于光谱分析也可用于Leco分析。研制过程中采用了吹氩清扫取样室的方法，避免浸入后的第一阶段钢水流入。关闭氩气后，钢水可以流入取样室，从而避免了富碳颗粒的钢水流入取样室。试验表明和原来的试验相比，碳含量偏差减少，试样质量得以改进。各炉试样的利用率几乎为100%。一个试样可以测两次碳含量，如果数据不能比较，可以测第三次。

　总结

　测定仪器、试样的均匀性以及钢包中钢水的均匀性对钢的化学成分的标准偏差有很大影响。在炼钢的不同阶段测定了试样，研究了产生不均匀性的原因。测定了试样本身的均匀性，对分析仪器和钢水的均匀性得出了结论。根据试验结果，可以采取措施提高成品的均匀性。特别注意了板坯中碳的分布并开发出特殊的超低碳取样器。