射钉试样精确判断铸坯坯壳厚度原位分析方法
【专利摘要】本发明是一种射钉试样精确判断铸坯坯壳厚度原位分析方法，属于连铸【技术领域】。本方法是将射钉试样加工成50~90mm×80~150mm的原位分析试样并进行连续光谱扫描分析，根据各元素浓度沿钉身方向的变化规律，定量、精确地判断连铸坯固相区以及两相区不同液相率区域之间的界限，研究凝固末端铸坯内部的流动和扩散情况并对各种元素的含量分布和基体致密度进行分析，可以精确获得连铸二冷过程指定位置处铸坯坯壳厚度、两相区不同液相率区域的宽度。这些指标明确反应了铸坯冷却水量、拉速、电磁搅拌等工艺控制的优劣，对铸坯质量改善和工艺提高具有重要的影响。因此，本发明对于连铸领域有重要的借鉴和指导意义。
【专利说明】射钉试样精确判断铸坯坯壳厚度原位分析方法
【技术领域】
[0001]本发明属于连铸【技术领域】，本发明提供了一种精确判断连铸坯固相区以及两相区内不同液相率区域之间界限的方法。
【背景技术】
[0002]铸坯固液相以及两相区厚度的判定是验证铸坯凝固传热模型正确性的最重要的手段之一。连铸过程工作状况恶劣，难以通过无损检测的方式有效获连铸过程取铸坯固液相以及两相区厚度数据。目前的各种检测方法多是通过钢种元素的扩散情况进行间接判定，也有少数直接对固相坯壳进行测量的方法。
[0003]目前仍有使用的几种判定还壳厚度方法的比较如下表:
表1连铸坯壳厚度检测方法比较
【权利要求】
1.射钉试样精确判断铸坯坯壳厚度原位分析方法，其特征在于:所述方法是将射钉试样加工成50~90 mm X 80~l50 mm的原位分析试样并进行连续光谱扫描分析(原位分析)，根据各元素浓度沿钉身方向的变化规律，定量、精确地判断连铸坯固相区以及两相区不同液相率区域之间的界限，研究凝固末端铸坯内部的流动和扩散情况，本方法包括以下步骤: (1)根据工艺和现场生产条件进行射钉试验，钉子材质60Si2Mn，钉身长度为铸坯厚度的 50%~80% ； (2 )使用车床或刨床对射钉试样的机加工，使用车床或刨床对射钉试样的机加工，暴露出钉身的中轴线后磨光得到低倍试样； (3)对低倍试样进行酸洗或硫印检验； (4)对低倍试样进一步进行加工成原位分析试样，钉身处于宽度方向的中间位置，与两边保持平行，钉子熔化区靠近该试样长度方向的中央位置，记录该原位试样相对于原试样的位置； (5)使用6#砂纸打磨原位试样，使表面平整光洁，摩擦的纹理均匀、一致； (6)使用OPA扫描原位试样； (7)对C，Si，Mn，S和Cr等元素的二维分布和沿钉身长度方向的变化情况进行分析。
2.根据权利要求1所述的射钉试样精确判断铸坯坯壳厚度原位分析方法，其特征在于:所述步骤(1)钉子材质采用60Si2Mn，长度为铸坯厚度的50%~80%，钉身直径为铸坯厚度的 1/30~1/50。
3.根据权利要求1所述的射钉试样精确判断铸坯坯壳厚度原位分析方法，其特征在于:所述步骤(4)原位分析试样宽度50~90 mm，长度80~150 mm，厚度20~35 mm ;扫描区域距离试样各边相距至少10 mm，逐行扫描的方向与钉身平行。
4.根据权利要求1所述的射钉试样精确判断铸坯坯壳厚度原位分析方法，其特征在于:所述步骤(7)通过观察元素浓度沿此平行钉身的方向发生的变化:1)在固相区该元素浓度保持水平或较小震荡；2)在两相区钉子融化，扩散加快而在高液相率区域扩散最快，该元素浓度沿此平行线不断升高或降低，在液相率为0.1~0.15之间出现极大值或极小值；3)在高液相率区域则降低并基本保持稳定；4)在此平行线上元素浓度的变化曲线在高液相率区域前后呈“M”或“W”形状；浓度变化曲线的拐点为固相区和两相区的分界线，极值点为高液相率和低液相率区域分界线；不同元素的浓度和扩散性能也不相同，通过对比能够更加细致的分析铸坯两相区中的固相率分布。
【文档编号】G01B11/06GK103940351SQ201410129036
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】包燕平, 彭尊, 岳峰, 冯美兰, 王敏, 赵丽华, 林路, 张立强, 王睿, 李怡宏, 张超杰, 张乐辰 申请人:北京科技大学