[实用新型]一种钢中非金属夹杂物成分快速测定系统

说明书

本实用新型属于钢铁冶金检测领域，涉及一种钢中非金属夹杂物成分快速测定系统。该快速测定系统包括：熔化炉、成分采集单元，测温单元、数据采集单元和辅助单元，其中，成分采集单元设置在熔化炉的侧壁上，测温单元设置在熔化炉的内部，辅助单元通过管路与熔化炉连接，数据采集单元设置在熔化炉上端，并通过熔化炉顶部设置的观测窗采集熔化炉内部图像数据，测温单元与数据采集单元连接。本实用新型的有益效果是：装置的结构简单，利用有效频率感应加热产生的电磁力搅动也低，升温均匀，提升钢中非金属夹杂物向样品表面的上浮速率，实现样品快速冷却至室温，防止钢样凝固和冷却过程中夹杂物发生转变，快速确定钢样表面夹杂物成分，缩短测试时间。

技术领域

本实用新型属于钢铁冶金检测领域，涉及一种钢中非金属夹杂物成分快速测定系统。

背景技术

非金属夹杂物对钢铁材料的强度、硬度、疲劳和表面质量等影响很大。同时，夹杂物还可能引起很多钢铁产品的缺陷。夹杂物的控制已经成为钢铁材料生产关键任务之一。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。一般金相显微镜法：试样经过粗磨、细磨和抛光三道工序制成能在光学显微镜和扫描电子显微镜下观察的金相试样。在电镜下随机观察20个夹杂物并进行能谱分析，个别典型夹杂物进行面扫描或线扫描。酸浸蚀法：将抛光后的试样用1:1的盐酸水溶液浸蚀，可将夹杂物周围的不锈钢基体浸蚀，揭示夹杂物的三维形态。电解浸蚀法：采用的有机电解液。将电解的钢样做阳极，不锈钢片做阴极。在一定温度、恒流下，进行电解实验。电解后，用SEM观察电极上的夹杂物。有机电解液可将夹杂物周围的不锈钢基体浸蚀，揭示夹杂物的三维形态而不破坏夹杂物的形貌和成分。电解提取法：采用的有机电解液。将电解的钢样做阳极，不锈钢片做阴极。在一定温度、恒流下，进行电解实验。电解后，采用超声波清洗钢样，淘洗电解液，烘干，使用SEM观察夹杂物。电解提取法可完全分离钢中的夹杂物，从而能够得到全尺寸大小的夹杂物，并且能够保证所得夹杂物没有成分、形貌上的损失。ASPEX自动扫描法：夹杂物的形貌、尺寸以及化学组成采用美国FEI公司生产的ASPEX扫描电镜进行检测分析。ASPEX具有普通扫描电镜和能谱仪的基本功能，其主要特点是可以对金相试样中的规定区域进行夹杂物的自动识别、扫描、信息记录等操作。首先，ASPEX通过不同的元素含量的能谱的强度不同，对非金属夹杂物的判别和分类。然后，ASPEX利用扫描电镜组件对非金属夹杂物的形貌，大小、成分等进行分析，最终通过数据库和软件系统的综合处理，汇总出金相试样中所有符合条件的夹杂物的基本信息。阴极发光是物质在电子束轰击下产生的一种发光现象。利用阴极发光的颜色、强度及其显微分布特征和激发条件可综合研究材料中的缺陷、杂质及其状态。阴极发光技术成功应用在地球科学和天体行星学领域, 而且在法医学、考古学、材料科学领域等新的方向。

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，然后再电镜观察的方法，这种方法夹杂物的成分检测结果较为准确，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分钟以上的样品时间，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

本实用新型公开了一种钢中非金属夹杂物成分快速测定系统，以解决现有技术的上述技术问题以及其他潜在问题中的任意问题。

为了解决上述问题，本实用新型技术方案是：一种钢中非金属夹杂物成分快速测定系统，系统熔化炉的炉体呈现方形，所述炉体的炉腔呈现方形，所述炉体内安装有高频感应线圈，所述炉体底部设有支撑底座，所述支撑底座设有调节高度旋钮，所述底座上部有石墨坩埚，所述支撑底座中心有让位孔用于安装热电偶，所述炉体顶部中心设有观察坩埚的观察口，观察口上嵌设有透明盖。

优选地，所述炉体上开有冷却水箱，所述炉体上连接有与冷却水箱连通的进水管和出水管。

优选地，进水管位于出水管的上方。