Die Zugabe geeigneter Sulfide zu Stahl kann dessen Schneid-, Verarbeitungs- und magnetische Eigenschaften verbessern. Ein zu hoher Schwefelgehalt kann jedoch die mechanischen Eigenschaften des Stahls verschlechtern. Daher ist Schwefel ein Schlüsselelement, das in Stahl geprüft werden muss, und die genaue Bestimmung seines Gehalts ist entscheidend für die Sicherstellung der Stahlqualität.
In den letzten Jahren wurden aufgrund der Forschung und Entwicklung von Hochleistungslegierungen und der Verbesserung von Schmelzprozessen höhere Anforderungen an den Schwefelgehalt in Legierungen (weniger als 0,0001 Masse-%) gestellt. Zu den Methoden zur Bestimmung des Schwefelgehalts in legiertem Stahl zählen die Wägemethode, die Trübungsmessung, die Rohrofenverbrennungsmethode, die Röntgenfluoreszenzspektrometrie und die induktiv gekoppelte Plasma-Emissionsspektrometrie. Diese Methoden sind jedoch aufwendig in der Durchführung und erfordern lange Versuchszeiten, wodurch sie sich nur schwer für die Untersuchung und Analyse einer großen Anzahl von Proben eignen. Daher ist die Entwicklung einer hochpräzisen, hochempfindlichen und kostengünstigen Technologie zur Kohlenstoff-Schwefel-Bestimmung unerlässlich.
Die Bestimmung des Kohlenstoff- und Schwefelgehalts in Stahl mittels eines Hochfrequenz-Infrarot-Kohlenstoff-Schwefel-Analysators (im Folgenden: Kohlenstoff-Schwefel-Analysator) ist derzeit ein gängiges, effizientes und kostengünstiges Verfahren. Bei der Analyse mit diesem Analysator kommt es jedoch häufig zu zu niedrigen Schwefelgehaltswerten. Durch Experimente optimierte der Autor die Testbedingungen (Probenqualität, Flussmittelart, -verhältnis und Zugabereihenfolge) und entwickelte so ein stabiles und präzises Testverfahren zur Bestimmung des Schwefelgehalts in legiertem Stahl mithilfe eines Hochfrequenz-Infrarot-Kohlenstoff-Schwefel-Analysators.
Neben den Einflüssen von Rohstoffen und Produktionsprozessen ist die Oberfläche von Keramiktiegeln sehr anfällig für die Aufnahme von Feuchtigkeit, Kohlendioxid, Schwefeldioxid und anderen Gasen. Bei der Verbrennung absorbiert die Feuchtigkeit Wärme und verdampft, wodurch Schwefeldioxid aufgenommen und die Umwandlungsrate verringert werden kann. Daher muss der Tiegel zunächst in einem TF2-Rohrofen 2 bis 4 Stunden lang bei 1300 °C gebrannt werden. Bei Verwendung eines Kohlenstoff-Schwefel-Analysators sollte die Brenntemperatur konstant bei 1300 °C gehalten werden, um den Einfluss des Keramiktiegels zu minimieren. Darüber hinaus beeinflussen Faktoren wie die Verwendung von Sauerstoff, Stickstoff, Flussmitteln sowie die Bedienungs- und Einstellverfahren die Versuchsergebnisse, weshalb ein Blindversuch erforderlich ist.
