爐渣產(chǎn)生于煉鐵和煉鋼的不同階段，包括高爐、轉(zhuǎn)爐、堿性吹氧爐、電弧爐或鐵（鋼）水包等環(huán)節(jié)。在高爐中，爐渣主要由礦石中的雜質(zhì)、助熔劑和焦炭灰形成，其成分是氧化硅、氧化鋁、鈣、鎂的硫化物和氧化物，以及少量錳和鐵的氧化物組成的復(fù)雜混合物。

在電弧爐中，爐渣的形成過程可以通過加入氧、碳、石灰石和氧化鎂進(jìn)行控制。氧和碳反應(yīng)生成CO，促使錳和鐵以有價值的元素狀態(tài)存在，而非氧化物形式。堿性爐渣有助于中和酸性物質(zhì)，從而延長爐壁耐火磚的使用壽命。因此，適時監(jiān)測爐渣成分是控制冶煉過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

實踐證明，X射線熒光光譜法（XRF）是測定固態(tài)爐渣成分快速、可靠的方法。該方法僅需少量樣品制備，對操作技能要求低，且具有好的重復(fù)性。根據(jù)設(shè)備類型和配置的不同，測量時間可從幾分鐘縮短至不到1分鐘。

實驗用儀器為賽默飛ARL QUANT'X X射線熒光能譜儀，它有一個高靈敏度的撿測器可測定鈉（Z=11）至鈾（Z=92）。雖然，EDXRF對較輕的元素的靈敏度受一定限制，很少用于測定濃度低于1%的Na或Mg，但是近年來技術(shù)上的進(jìn)度，已使其應(yīng)用的范圍擴(kuò)展到傳統(tǒng)上是用更靈敏和更大型的X射線熒光波譜儀的范圍。

ARL QUANT'X憑借真空樣品室、大活性區(qū)面積、低操作溫度以及優(yōu)異的探測器噪音性能，實現(xiàn)了好的靈敏度和重現(xiàn)性。

與大多數(shù)實驗室儀器不同，其耐用的機(jī)械設(shè)計和緊湊的機(jī)型使其能夠適應(yīng)較為粗放的環(huán)境，甚至可以靠近爐子安裝，滿足現(xiàn)場快速分析的需求。

此外，該儀器的操作高度自動化，日常分析可由非熟練人員完成。其軟件控制硬件運行的設(shè)計大幅減少了機(jī)械按鈕等復(fù)雜操作，進(jìn)一步提升了易用性和可靠性。

在能量色散X射線熒光光譜（EDXRF）分析中，靈敏度和精密度主要取決于激發(fā)樣品中目標(biāo)元素的條件。儀器的性能優(yōu)勢體現(xiàn)在對激發(fā)效率和本底控制的優(yōu)化能力上，而ARL QUANT'X憑借其4-50kV可調(diào)電壓和8種可選濾光片的組合，幾乎可實現(xiàn)無限種激發(fā)條件，從而精準(zhǔn)調(diào)控本底，提升分析性能。

如表1所示，針對每種爐渣樣品，我們采集了兩種不同激發(fā)條件下的能譜，總計數(shù)時間為180秒（真空條件下）。

表1 激發(fā)條件

圖1顯示在二個激發(fā)條件下，三個非常不同的渣樣的譜圖。

圖1 二個激發(fā)條件下，三個爐渣的能譜圖

表2 校正曲線范圍和誤差（電弧爐爐渣）

SEE是已知值和測得值的平均差

結(jié)果見表3，它顯示 ARL QUANT'X 3分鐘測量得到結(jié)果的精密度。

在某些情況下，樣品的含量低和不均勻性可能使測得值和已知值相差大于3SD，這種情況下就應(yīng)致慮使用四硼酸鋰熔融，著由于稀釋而信號太弱，則此種樣品應(yīng)致慮用WDXRF測試。

表3 測量精度

ARL QUANT'X EDXRF已經(jīng)成功地用于分析爐渣中的多種成份，雖然EDXRF在輕元素的靈敏度，再現(xiàn)性和速度方面不如WDXRF，但其小型，耐用，機(jī)械簡單，分析結(jié)果良好，使其不失成為許多工業(yè)環(huán)境下一種明智的選擇。