高頻感應爐簡稱高頻爐。高頻爐在國外已廣為應用,近年來國內(nèi)發(fā)展亦很快。除仿制產(chǎn)品外,完全國產(chǎn)化的高頻爐已進入市場,并取得了較好的應用效果。
高頻感應是一種先進的加熱方式,因為只有在樣品燃燒時才有高頻功率輸出,燃燒完成后,高頻感應會立即停止。高頻爐在啟動后,不需要升溫預熱時間,可隨時對樣品進行分析。高頻爐有著十分優(yōu)異的燃燒性能,碳硫轉(zhuǎn)化率均高于管式爐,碳可認為幾達100%,硫據(jù)有關資料介紹,可達99%以上。
高頻感應爐對添加劑的要求如下:
(1)、選用添加劑最好是導電導磁材料,在燃燒過程中最好是放熱反應,它與樣品氧化物熔融時形成互溶的流體。揮發(fā)物不吸附CO2和SO2。
(2)、添加劑中碳、硫含量要低,w(C)<0.001%、w(S)<0.0005%。碳、硫空白值越小越好。
(3)、添加劑于樣品氧化熔融時,對坩堝無腐蝕作用,以免在燃燒過程中坩堝開裂、滲漏。
(4)、添加劑的粒度最好控制在0.84~0.42mm之間。孔隙度15%左右,這樣可防止氧氣流吹散飛濺,又能使添加劑快速氧化燃燒。
(5)、鎢系列助劑,如:純鎢粒、鎢+錫、鎢+錫+純鐵、鎢+純鐵等是高頻感應爐常用添加劑。
鎢粒添加劑的特點如下:
(1)、鎢是最難熔化的金屬,它的熔點為3380℃,電弧溫度才能將鎢熔化。由此,電燈泡中常用鎢絲。它能用作添加劑,是因為鎢容易氧化。
(2)、鎢的氧化,鎢粒在溫度高于650℃時通氧就開始氧化并發(fā)出大量的熱。
W+3/2 O2=WO3,△H=-840.11 KJ/mol
此反應在高溫狀態(tài)具有發(fā)熱值高、反應速度快,生產(chǎn)疏松狀態(tài)的WQ3。
(3)、三氧化鎢,屬酸性氧化物。它的生成有利于CO2和SO2的釋放,其熔點1473℃,且熔化熱低,沸點大于1750℃。WO3有一個重要特性,是溫度在900℃以上有顯著的升華,有部分WO3揮發(fā)。由于WO3的逸出,增加了碳硫的擴散速度,使試樣中碳、硫充分氧化,揮發(fā)的WO3在700~800℃又轉(zhuǎn)化為固相,覆蓋在管道中尚存的Fe2O3,阻止了SO2催化轉(zhuǎn)為SO3,防止了管道對硫的吸附。從而保證了碳、硫分析結果的可靠性,另外鎢空白值低,可用于低碳、低硫的測定。因此,鎢粒添加劑在高頻爐燃燒中得到廣泛應用。