강철에 적절한 황화물을 첨가하면 절삭성, 가공성 및 자기적 특성을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 황이 과다하게 함유되면 강철의 기계적 특성이 저하될 수 있습니다. 따라서 황은 강철 검사에서 중요한 요소이며, 정확한 함량 측정은 강철 품질 확보에 필수적입니다.
최근 고성능 합금의 연구 개발과 제련 공정의 개선으로 합금 내 황 함량에 대한 요구 조건(질량 기준 0.0001% 미만)이 높아지고 있습니다. 합금강의 황 함량 측정 방법으로는 중량 측정법, 탁도 측정법, 관로 연소법, X선 형광 분광법, 유도 결합 플라즈마 방출 분광법 등이 있습니다. 그러나 이러한 방법들은 조작이 번거롭고 실험 시간이 오래 걸려 대량의 시료를 분석하는 데에는 적합하지 않습니다. 따라서 고정밀, 고감도, 저비용의 탄소-황 검출 기술 개발이 시급합니다.
현재 강철의 탄소 및 황 함량 측정에는 고주파 적외선 탄소-황 분석기(이하 탄소-황 분석기)가 널리 사용되고 있으며, 높은 효율과 저렴한 비용이 특징입니다. 그러나 탄소-황 분석기를 이용한 분석 과정에서 황 함량 측정값이 실제보다 낮게 나오는 현상이 종종 발생합니다. 본 연구에서는 시료의 품질, 플럭스의 종류, 비율, 첨가 순서 등의 조건을 최적화하여 고주파 적외선 탄소-황 분석기를 이용한 합금강의 황 함량 측정에 있어 안정적이고 정확한 방법을 확립했습니다.
원료 및 생산 공정으로 인한 영향 외에도, 세라믹 도가니 표면은 수분, 이산화탄소, 이산화황 및 기타 가스를 흡수하는 데 매우 민감합니다. 연소 과정에서 수분은 일정량의 열을 흡수한 후 기화되는데, 이때 이산화황을 흡수하여 전환율을 저하시킬 수 있습니다. 따라서 도가니는 먼저 TF2 관형로에 넣고 1300℃에서 2~4시간 동안 연소시켜야 합니다. 탄소-황 분석기를 사용할 경우, 세라믹 도가니의 영향을 최소화하기 위해 연소 온도를 항상 1300℃로 유지해야 합니다. 또한 산소, 질소, 용융제 사용, 조작 및 설정 절차와 같은 요소들도 실험 결과에 영향을 미치므로, 공시험을 실시해야 합니다.
