[发明专利]一种钢中非金属夹杂物的快速检测方法

说明书

本发明提供一种钢中非金属夹杂物的快速检测方法，所述方法首先采用真空取样器对处于精炼和连铸过程中的钢水进行取样，获取钢水样品进行冷却；其次将所述钢水样品放入电磁感应加热器的坩埚中，快速熔化所述钢水样品并保温，所述钢水样品快速熔化后形成钢液，对钢液进行快速冷却和凝固，形成具有圆弧状上表面的钢滴，其中非金属夹杂物附着于钢滴的圆弧状上表面上；最后采用阴极发光仪对钢滴上的非金属夹杂物进行检测，确定钢中非金属夹杂物的成分，大大缩短了钢水样品的处理时间，实现了冶炼过程钢中非金属夹杂物的快速检测。

技术领域

本发明为一种钢中非金属夹杂物的快速检测方法，属于钢铁冶金检测领域。

背景技术

钢中非金属夹杂物产生于钢液脱氧过程，其成分、数量、尺寸和分布直接影响钢铁产品的质量。因此，钢中非金属夹杂物的准确和快速检测，对实现钢中非金属夹杂物的有效控制和钢铁材料产品性能的提升有重要作用。传统的钢中非金属夹杂物检测方法为，通过取样后切割、加工、清洗、磨样和抛光的方法，再通过光学显微镜对钢中非金属夹杂物检测,确认钢中非金属夹杂物的二维形貌、数量和尺寸，或者通过扫描电镜检测钢中非金属夹杂物的二维形貌、数量和尺寸。近年来，利用基于扫描电镜的钢中非金属夹杂物自动分析系统实现钢中非金属夹杂物的二维形貌、大小、数量、成分和分布。为了揭示钢中非金属夹杂物的三维形貌，开发了酸溶解、非水溶液电解侵蚀和大样电解的扫描方法，将非金属夹杂物从钢中有效提取出来，再通过扫描电镜揭示钢中非金属夹杂物的三维形貌。可以通过总氧测定的方法间接表示钢中非金属夹杂物的总量，但是这种方法不能表征钢中非金属夹杂物的成分。评估钢的洁净度没有一个简单而又完美的方法，在实际钢铁生产中，需要结合几种方法同时评估钢的洁净度。然而，截至目前为止，钢中非金属夹杂物的主要通过切割、加工、清洗、磨样和抛光的样品处理过程，使钢中非金属夹杂物裸露在样品表面，然后再使用电镜观察的方法，但是切割、加工、清洗、磨样和抛光的样品处理过程需要至少经过30分钟以上的处理时间，无法实现炼钢、精炼和连铸过程中钢中非金属夹杂物的在线表征，不利于实现钢中非金属夹杂物的精准控制，亟待解决。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中钢水样品切割、加工、清洗、磨样和抛光的处理过程时间较长的难题，提供一种钢中非金属夹杂物的快速检测方法，采用电磁感应加热快速熔化钢水样品形成钢液，促使非金属夹杂物上浮至钢液的表面，大幅节省对钢水样品处理时间，实现钢中非金属夹杂物的快速检测。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钢中非金属夹杂物的快速检测方法,所述方法包括步骤如下：

S1.采用真空取样器对处于精炼和连铸过程中的钢水进行取样，获取钢水样品，并将所述钢水样品进行冷却；

S2.将所述钢水样品放入电磁感应加热器的坩埚中，快速熔化所述钢水样品并保温，所述钢水样品快速熔化后形成钢液，将所述钢液进行快速冷却和凝固，形成具有圆弧状上表面的钢滴，非金属夹杂物浮着于所述钢滴的圆弧状上表面上；

S3.采用阴极发光仪对所述非金属夹杂物进行检测，确定所述钢中非金属夹杂物的成分。

进一步地，所述步骤S1获取钢水样品的尺寸具体为直径3～10mm，高度3～10mm。

进一步地，所述步骤S1中将所述钢水样品放置在水中进行淬火冷却，所述淬火水温为0～80℃。

进一步地，所述步骤S2中，在对所述钢水样品进行熔化和保温的过程中，通入少量惰性气体；在保温一段时间后通入大量的所述惰性气体对钢液进行快速冷却和凝固。

进一步地，所述步骤S2中电磁感应加热器的加热参数为电压200～240V、输出功率为1～6kW，振荡频率为10～100kHz。

进一步地，所述步骤S2中的保温时间为10～300s。

进一步地，所述步骤S2中的所述坩埚材质为石墨、氧化铝和氧化镁。