[发明专利]一种钢芯铝中铝含量的检测方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，具体地说，涉及一种炼钢用脱氧剂钢芯铝中铝含量的检测方法。

背景技术

钢，是对含碳量质量百分比介于0.02％至2.04％之间的铁合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。人类对钢的应用和研究历史相当悠久，但是直到19世纪贝氏炼钢法发明之前，钢的制取都是一项高成本低效率的工作。如今，钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。可以说钢是现代社会的物质基础。

一般来说，炼钢的生产工艺主要包括初炼、精炼、真空脱气、喂硅钡线、连续浇铸、轧制以及后处理。精炼过程就是将初炼产生的浇余送入精炼炉中与钢水一起进行加热精炼，加入脱氧剂以去除杂质。杂质的去除在炼钢过程中是非常必要的。例如，P对大多数钢来说是有害元素，它在钢中的含量过高会引起钢材冷脆，从高温降到零度以下时，钢的塑性和冲击韧性降低，并使钢的焊接性和冷弯性能变差。S在钢中的含量过高会引起钢材热脆，会使钢的热加工性能变坏，引起高温龟裂，并在金属焊缝中产生气孔和疏松，从而降低焊接强度。钢水中含有过多的氧，在钢的凝固过程中，氧以氧化物的形式存在，会降低钢的韧性、塑性等加工性能。炼钢的主要任务之一就是去除杂物，非金属杂物对钢的性能会产生严重影响，应该最大限度驱除。

炼钢脱氧剂的主要作用是与铁水中溶解的氧反应，主要生成非金属化合物，形成沉淀上浮至渣层中，加以去除即可得纯净的铁水。

炼钢使用的脱氧剂一般是铝锭、铝粉、铝粒、铝杆等纯铝制品。但在使用过程中，由于铝的熔点低，加之比重和熔渣的比重相近，在高温环境下，投入的铝质脱氧剂一部分汽化，另一部分浮在渣层上面，这样损耗大而且脱氧效果差，加大了炼钢成本。

CN 101235429A涉及一种钢芯铝及其制造方法，钢芯包裹在纯铝体内，所述的钢芯铝为圆锥台体，所述的钢芯为圆柱体，钢芯位于纯铝体内靠近圆锥台体小端的中心轴线上，距圆锥台体小端较近，钢芯的长度与圆锥台体的高度的比例为4∶7-5∶7。既有效地降低了铝的汽化率，又降低了铝的损耗，大大提高了脱氧效果，降低了脱氧成本，在炼钢过程中可以随时随地加入，避免了喂丝机等设各定点定位的限制，缩短了冶炼时间，提高了作业效率。

CN 101457277A涉及一种钢芯铝脱氧剂块及其制造方法，其技术方案是，外层包裹在内层外部，内层和外层间无缝隙，外层由下层、过渡层和上层构成，下层上端有过渡层，过渡层上端有上层，该发明有效解决钢芯铝脱氧剂块制作复杂，铝含量不稳定，外观粗糙的问题，可实现一次浇铸成型，铝含量稳定，是炼钢领域内的一个创新。

目前来看，炼钢工业大多采用钢芯铝作为脱氧剂，既中间为钢锭，外层为纯铝的混合制品，这样加大了比重，使之在较短的时间内穿过渣层，到达钢水表面，从而降低气化率，提高了脱氧效果，降低了生产成本。

钢芯铝适应于多种炼钢形式的脱氧，具有很强的脱氧、脱硫效果，能很好地改善钢水流动性能，解决水口结瘤问题，减少钢中气体、降低钢液夹杂。钢芯铝中铝含量，直接影响到脱氧效果。目前常见的检测钢芯铝中纯铝的含量，多是利用钢和铝的密度不同，直接通过密度和体积进行计算，但这种检测方法不够精确。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种钢芯铝中铝含量的检测方法，通过物理分析方法实现检测，具有方法简单、检测结果精确度高等特点。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种钢芯铝中铝含量的检测方法，包括以下步骤：

1)称量钢芯铝试样的总重；

2)将试样置于试样分离器上层，一并移入高温炉进行加热，加热温度为660℃以上；

3)当试样融化有明显形变并产生堆积现象时，将试样取出放置于铁板上，

并将试样砸碎；

4)将砸碎后的铝块收集称重；

5)将收集的铝块重量除以试样的总重，得出钢芯铝中的铝含量。

本发明所述的步骤2)将试样与试样分离器放入坩埚内，再一并移入高温炉进行加热。坩埚是用极耐火的材料(如粘土、石墨、瓷土、石英或较难熔化的金属铁等)所制的器皿或熔化罐。坩埚为陶瓷深底的碗状容器。当有固体要以大火加热时，就必须使用坩埚。因为它比玻璃器皿更能承受高温。坩埚使用时通常会将坩埚盖斜放在坩埚上，以防止受热物跳出，并让空气能自由进出以进行可能的氧化反应。本发明所述的坩埚为石英坩埚、石墨坩埚或瓷坩埚，更优选石墨坩埚。