一种快速评估钢水质量的方法技术

技术编号:24349731 阅读:87 留言:0更新日期:2020-06-03 01:22
本发明专利技术还提供了快速评估钢水质量的方法,其用时:(a)使用酸腐蚀液评估钢水质量的方法;(b)通过氧化铝含量评估钢水质量的方法。两种方法相辅相成,可广泛使用于连续铸钢中生产的工序,减少夹杂物检测的劳动量,提高检测效率特点。

A method for rapid evaluation of molten steel quality

【技术实现步骤摘要】
一种快速评估钢水质量的方法
本专利技术属于连铸技术产品的评估领域,特别是连铸板坯的质量,具体涉及一种快速评估钢水质量的方法。
技术介绍
在连铸生产过程中,需要做评估钢水中的纯净度的工作,如何准确,高效进行评估这项工作,对于工艺的改进是否有利于钢水纯净度的提高具有较重要的意义。但是这里有几个问题:目前的方法效率较低。比如2003年,日本精工株式会社申请的专利,《轴承用钢、轴承用钢中大尺寸夹杂物的评估方法》,公开(公告)号。CN105319270A。该方法是提供一种轴承用钢内大尺寸夹杂物的评估方法。该方法评估大尺寸夹杂物。另外专利技术的目的就是提供一种滚动轴承,能够消除寿命短的评估方法。为该方法将被评估的轴承用钢制成的圆棒和超声探针设置在超声传输媒介中,测量探伤体积内大尺寸夹杂物的尺寸和数量,以去除被评估的轴承用钢内大尺寸夹杂物存在的概率。毫无疑问,该方法的局限是十分巨大的。较低的效率,是一个十分被动的弊端。而在大生产下,如何评估生产的钢水的纯净度,不可能每炉钢都能跟踪并进行如此细致的低效的工作。再比如2015年,西宁特钢,《钢中大颗粒夹杂物检测装置及检测方法》,公开(公告)号,CN105319270A。该方法也是使用超声波的探伤形式。
技术实现思路
为了解决现有的技术手段的不足,本专利技术提供了一种快速评估钢水质量的方法。为了说明技术方案,我们有必要将炼钢、精炼与连铸的过程进行简单的回顾与了解,如图1所示,炼钢过程中钢水依次经历转炉出钢到大包、大包在精炼工序处理、精炼钢水流入到连铸中间包、以及钢水从连铸中间包流入到结晶器四个生产铸坯;在每个阶段分别可以得到出钢钢水样、精炼钢水样、连铸中间包钢水样以及连铸板坯样。炼钢是反应是碳和氧反应的过程,但是不能保证碳反应后,氧的不过量。这就带来了钢水中自由氧高的问题。转炉炼钢完毕后,要出钢,出钢不可不免将转炉钢渣带出。渣中有SiO2这是氧化物的一个比较强的化合物。在精炼的一个问题,就是要脱氧。脱氧一般以金属铝为主。金属铝与氧生产了氧化铝,这是主要的夹杂物的成分。精炼结束到了连铸浇注,浇注过程中,覆盖剂、保护渣都有SiO2成分,该成分发生如下反应:SiO2+[Al]=Al2O3+[Si]另外还涉及硅脱氧。无论是铝脱氧还是硅脱氧,这里都有SiO2与铝反应的问题。而生产的氧化铝,可以一部分上浮,剩下的部分就在钢水中,就成分主要的夹杂物,当然还有SiO2。一般成分分析,有全铝(Alt)和酸溶铝(Als)。全铝包括了所有形式的铝,包括氧化铝中的铝,酸溶铝是指可以溶于酸的铝,一般包括金属铝、氮化铝、硫化铝等中的铝。所以如果将全铝减去酸溶铝,剩下的就是酸不溶铝(Alo),即氧化铝中的铝。因此钢水中的氧化铝中铝的量可以利用全铝减去酸溶铝来衡量。图2为连铸坯厚度10mm显微夹杂物电镜照片;从图2中,我们可以看出,在大数据的分析下,板坯的氧化铝的成分是夹杂物的主要成分。该成分占据钢水中夹杂物的97%,而SiO2占据了3%。从统计的结果我们可以看出,如何快速检测,并进行数量上的评估。应该从定性和定量两个角度给出针对钢水夹杂物的评估方法。可以用氧化铝来表征夹杂物的成分。而氧化铝的成分,是本专利技术的一个主要判断方法。下表是一个长期统计的结果。表1连铸坯厚度10mm下显微夹杂物成分分析编号%Al2O3,%SiO2,%样192.367.64样298.021.98样3100.000.00样493.546.46样6100.000.00样7100.000.00样8100.000.00样993.196.81样1096.593.41样1191.508.50样1286.4413.56样13100.000.00样14100.000.00样15100.000.00样16100.000.00样17100.000.00权重97%3%从大数据的统计看,从精炼结束,到连铸生产过程中,氧化铝的上浮效率可以达到50%。但是一旦钢水上浮不充分,或是聚合长大好未钢水表面的渣系所吸附,就会在钢水内产生危害使用的夹杂物。为此本专利技术提出两个相辅相成的评价方法。评估方法一:使用专用配比的酸腐蚀液,针对钢水样品品进行酸性腐蚀,腐蚀后的样品表面采用放大500倍,针对表面的点数进行计算,计算出单位面积上(mm-2)夹杂物的个数,进行定性判别。评估方法二:采用直接评估氧化铝的含量的方法。首先,本专利技术提供了一种用于评估钢水质量的酸腐蚀液,其包括如下重量份的组成:焦亚硫酸钾6~10份,氯化铁4~8份,乙酸铅4~8份,氢氯酸0.5~3份,氢氟酸0.5~3份,蒸馏水270~350份。优选地,所述酸腐蚀液,其包括如下重量份的组成:焦亚硫酸钾7~9份,氯化铁5~7份,乙酸铅5~8份,氢氯酸1.5~2.5份,氢氟酸1~2份,蒸馏水300~330份。本专利技术提供了一种使用酸腐蚀液评估钢水质量的方法,其包括如下步骤:(a1)按上述配比称取酸腐蚀液的各原料,混合均匀,得到酸腐蚀液;(a2)将连铸板坯样取出后,进行切割和抛光后,使用酸腐蚀液进行腐蚀;(a3)对酸腐蚀后的样品,采用光学显微镜,计算单位面积(mm-2)的夹杂物平均个数;(a4)通过单位面积(mm-2)的夹杂物平均个数来评估钢水质量:若夹杂物平均个数超过5个则必须对工艺步骤进行检查。其中,取连铸板坯样时,最好采用覆膜的提桶,避免提桶被污染,导致夹杂物增多,从而判定失误情况的出现。采用提桶的连铸板坯样取样完毕后,优选立即放入常温水冷,冷却5-10分钟。本专利技术还提供了一种通过氧化铝含量评估钢水质量的方法,其包括如下步骤:(b1)计算精炼结束的氧化铝含量:Alo(Al2O3中的Al,精炼钢水样)=Alt(全铝,精炼钢水样)—Als(酸溶铝,精炼钢水样);(b2)计算连铸中间包钢水样的氧化铝含量:Alo(Al2O3中的Al,连铸中间包)=Alt(全铝,连铸中间包)—Als(酸溶铝,连铸中间包);(b3)计算从精炼处理完毕到连铸中间包Al2O3的上浮效率:精炼处理完毕到连铸中间包上浮效率=1-Alo(Al2O3中的Al,连铸中间包)/Alo(Al2O3中的Al,精炼钢水样);(b4)计算铸坯结束的氧化铝含量:Alo(Al2O3中的Al,连铸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于评估钢水质量的酸腐蚀液,其特征在于包括如下重量份的组成:焦亚硫酸钾6~10份,氯化铁4~8份,乙酸铅4~8份,氢氯酸0.5~3份,氢氟酸0.5~3份,蒸馏水270~350份。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于评估钢水质量的酸腐蚀液,其特征在于包括如下重量份的组成:焦亚硫酸钾6~10份,氯化铁4~8份,乙酸铅4~8份,氢氯酸0.5~3份,氢氟酸0.5~3份,蒸馏水270~350份。


2.如权利要求1所述的用于评估钢水质量的酸腐蚀液,其特征在于包括如下重量份的组成:焦亚硫酸钾7~9份,氯化铁5~7份,乙酸铅5~8份,氢氯酸1.5~2.5份,氢氟酸1~2份,蒸馏水300~330份。


3.一种使用权利要求1或2所述酸腐蚀液评估钢水质量的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(a1)按权利要求1或2所述配比称取酸腐蚀液的各原料,混合均匀,得到酸腐蚀液;
(a2)将连铸板坯样取出后,进行切割和抛光后,使用酸腐蚀液进行腐蚀;
(a3)对酸腐蚀后的样品,采用光学显微镜,计算每平方毫米的夹杂物平均个数;
(a4)通过每平方毫米的夹杂物平均个数来评估钢水质量:若夹杂物平均个数超过5个则必须对工艺步骤进行检查。


4.一种通过氧化铝含量评估钢水质量的方法,其特征在于包括如下步骤:
(b1)计算精炼结束的氧化铝含量:
Alo(Al2O3中的Al,精炼钢水样)=Alt(全铝,精炼钢水样)—Als(酸溶铝,精炼钢水样);
(b2)计算连铸中间包钢水样的氧化铝含量:
Alo(Al2O3中的Al,连铸中间包)=Alt(全铝,连铸中间包)—Als(酸溶铝,连铸中间包);
(b3)计算从精炼处理完毕到连铸中间包Al2O3的上浮效率:
精炼处理完毕到连铸中间包上浮效率=1-Alo(Al2O3中的Al,连铸中间包)/Alo(Al2O3中的Al,精炼钢水样);
(b4)计算铸坯结束的氧化铝含量:
Alo(Al2O3中的Al,连铸板坯样)=Alt(全铝,连铸板坯样)—Als(酸溶铝,连铸板坯样);
(b5)计算连铸过程Al2O3的上浮效率:
连铸上浮效率=1-Alo(Al2O3中的Al,连铸板坯样)/Alo(Al2O3中的Al,连铸中间包);
(b6)根据上浮效率,评估钢水质量:
(A)精炼处理完毕到连铸中间包上浮效率<-10%,即精炼出来的钢水到连铸,钢水中的氧化铝有明显的增加,说明在连铸工序有钢水氧化的现象;需要高度的关注,尽快造成问题的所在,尽快扭转不利的生产局面;
(B)-10%≤精炼处理完毕到连铸中间包<0%,即精炼出来的钢水到连铸,钢水中的氧化铝略有增加,说明在连铸工序有钢水氧化的现象;需要关注;
(C)0%≤精炼处理完毕到连铸中间包<10%,即精炼出来的钢水到连铸,钢水中的氧化铝略有减少,说明在连铸工序没有钢水氧化的现象;
(D)连铸上浮效率≥10%,即精炼出来的钢水到连铸,钢水中的氧化铝减少很多,说明在连铸工序没有钢水的现象,结果优异;
(E)连铸上...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵显久周月明吴存有
申请(专利权)人:宝山钢铁股份有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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