一种连铸坯宏观偏析的评价方法技术

本发明专利技术提供一种连铸坯宏观偏析的评价方法，从连铸坯宽度方向中心位置并贯穿连铸坯内外弧表面取样坯，将样坯沿铸坯厚度方向切割成两部分，并标记内、外弧；按照冷却区域对铸坯质量的影响，从铸坯表面到铸坯中心分成结晶器质量影响区、喷淋冷却质量影响区及中心质量影响区。对所制取的试样进行化学成分检验，将检验数据代入公式，得到所测元素偏析数据，最终转换成连铸坯从表面到中心的实测元素偏析图、平均宏观偏析水平图、宏观偏析波动指数图及二冷区平均偏析水平趋势图。本发明专利技术可实现偏析度检验结果的定量化，保证分析结论的客观性，建立连铸坯宏观偏析度与生产工艺参数的直接联系，为连铸生产工艺改进提供真实的基础数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属组织检验领域，特别涉及一种用于连铸坯宏观偏析的分析评价方法。
技术介绍
连铸生产中，铸坯的偏析程度是考察铸坯质量的一个重要指标。连铸坯偏析分布的特性研究，对连铸的工艺控制以及提高连铸坯检测效率有很好的指导价值。宏观偏析的研究中，传统检测方法有硫印、酸洗等方法，可以大概了解连铸坯断面上偏析的位置，通过粗略的评级来取得偏析、疏松的信息，但这些方法只能宏观描述偏析，不能将铸坯偏析定量化，对于铸坯质量控制指导有限。较为先进的宏观偏析检验是应用金属原位分析仪，可以准确、直观的分析连铸坯上每点化学元素的分布情况，使用偏析度的概念表示偏析程度，将偏析程度定量化，为连铸工艺过程提供准确的数据，但该分析技术对分析者要求较高，需要将化学成分分析和物理组织分析有机的结合在一起，才能有针对地改进生产技术，提高产品质量。综上所述，传统的宏观偏析评价比较粗略，难以定量化，而原位分析仪法进行宏观偏析评价虽然可以定量化，但要求检验者有较高的检验、材料相关知识，结合检验与工艺技术来给出一定的参考，有一定的人为因素在里面，不能客观反映出铸坯的宏观偏析程度，因此，有必要研究出一种可以定量化的、客观的宏观偏析的评价方法来指导连铸生产。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种可以定量化的、客观的反映出铸坯的宏观偏析程度，从而为连铸生产质量控制提供真实数据的连铸坯宏观偏析评价方法。为此，本专利技术所采取的解决方案是：一种连铸坯宏观偏析的评价方法，其特征在于，具体方法和步骤为：(1)样坯提取：从连铸坯宽度方向中心位置取样坯，样坯要贯穿连铸坯内外弧表面，尺寸规格以满足化学分析为准；(2)试样制备：将样坯沿铸坯厚度方向切割成两部分，并标记出样坯内弧、外弧部分；(3)影响区划分：铸坯沿厚度方向，按照冷却区域对铸坯质量的影响，从铸坯表面到铸坯中心分成三个影响区，即结晶器质量影响区、喷淋冷却质量影响区及中心质量影响区，其中：结晶器质量影响区分为表层质量影响区、气隙形成前影响区和气隙形成后影响区；喷淋冷却质量影响区分为扇形一段质量影响区、扇形二段质量影响区、扇形三段质量影响区、扇形四段质量影响区；(4)成分检验：对所制取的试样进行化学成分检验，将样坯从内弧表面到铸坯中心分成
n个化学成分检测点，每个取样点进行化学成分检测，检测元素为C、Si、Mn、S、P及O、N；(5)数据处理：将所测得的单个元素偏析数据代入以下公式：S=MSMP]]>ASL=Σ1n|S-1|n+1]]>FSL＝max|Smax-Smin|zoneSQN=1ASL]]>…④ASQN|mould=1ΣASLsurface+ΣASLBAGF+ΣASLAAGF]]>ASQN|spray=1Σn=11ASL1+ASL2+.....ASLn]]>ASQN|centerline=1ΣASL-cl+ASL+c+.....ASL-cu]]>式中：S为偏析度；Ms为实测含量；Mp为平均含量；ASL为平均宏观偏析水平；FSL为宏观偏析波动指数；Smin为最小宏观偏析度；Smax为最大宏观偏析度；SQN为偏析指数；ASQN为二冷区平均偏析水平；ASQN︱mould:为铸坯结晶器区域平均偏析水平；ASLsurface为铸坯表面平均偏析水平；ASLBAGF为气隙形成前平均偏析水平；ASLAAGF为气隙形成后平均偏析水平；ASQN︱spray:为铸坯水冷区域平均偏析水平；ASQN︱centerline为铸坯中心区域平均偏析水平；ASL1、ASL2…ASLn:铸坯水冷区域各取样点平均宏观偏析水平；ASL-cl、ASL+c、…ASL-cu:铸坯中心区域各取样点平均宏观偏析水平；(6)绘制趋势图：将计算后所得数据进行整理，并转换成连铸坯从表面到中心的实测元素偏析趋势图、平均宏观偏析水平趋势图、宏观偏析波动指数趋势图及二冷区平均偏析水平
趋势图。本专利技术的有益效果为：1、可实现偏析度检验结果的定量化，保证分析结论的客观性；2、可建立起连铸坯宏观偏析度与生产工艺参数的直接联系，为连铸生产工艺改进提供真实的基础数据；3、本专利技术评价方法简单直观，易于应用，评价结果准确可靠。附图说明图1是铸坯取样示意图；图2是铸坯偏析度取样图；图3是铸坯质量影响区划分图；图4是铸坯从表面到中心的碳偏析趋势图；图5是铸坯从表面到中心平均宏观偏析水平趋势图；图6是铸坯从表面到中心宏观偏析波动指数趋势图；图7是铸坯从表面到中心二冷区平均偏析水平趋势图。具体实施方式下面以某钢厂生产220×1680mm连铸坯为例，对本专利技术作进一步说明。由于连铸坯存在铸坯表面横裂纹、铸坯表面中心纵裂纹、电磁搅拌白亮带等缺陷，为给连铸工艺改进提供参考，利用本方法对连铸坯进行了碳偏析检验和评价。1、样坯提取：如图1所示，从连铸坯宽度方向中心位置取样坯，样坯要贯穿连铸坯内外弧表面，样坯尺寸规格为：厚度100mm、宽度200mm、长度220mm。2、试样制备：将样坯沿铸坯厚度方向切割成两部分，(见图2)每部分尺寸为100×110×200mm，并标记出样坯内弧、外弧部分。3、影响区划分：按照图3所示，沿铸坯厚度方向，根据冷却区域对铸坯质量的影响，将铸坯从表面到铸坯中心分成三个影响区，即结晶器质量影响区、喷淋冷却质量影响区及中心质量影响区，其中：结晶器质量影响区分为表层质量影响区、气隙形成前影响区和气隙形成后影响区；喷淋冷却质量影响区分为扇形一段质量影响区、扇形二段质量影响区、扇形三段质量影响区、扇形四段质量影响区。4、成分检验：用金属原位分析仪对铸坯进行碳偏析度检验，沿铸坯內弧表面到铸坯中心每隔2mm取一化学成分检测点，进行碳偏析度检测。5、数据处理：将所测得的碳偏析数据代入以下公式：S=MSMP]]>ASL=Σ1n|S-1|n+1]]>FSL＝max|Smax-Smin|zoneSQN=1ASL]]>ASQN|mould=1ΣASLsurface+ΣASLBAGF+ΣASLAAGF]]>ASQN|spray=1Σn=11ASL1+ASL2+.....ASLn]]>ASQN|centerline=1ΣASL-cl+ASL+c+.....ASL-cu]]>从而得到实测碳偏析数据。6、绘制趋势图：将计算后所得碳偏析数据进行整理，并转换成连铸坯从表面到中心的碳偏析趋势图(图4)、平均宏观偏析水平趋势图(图5)、宏观偏析波动指数趋势图(图6)及二冷区平均偏析水平趋势图(图7)。从图4可以看出，铸坯內弧表面偏析度在1.5，铸坯表面偏析程度受接触面冷却条件和浇铸条件的控制而不同，如过热度、结晶器保护渣的性质、钢水的化学成分等，随着凝固的进行，偏析度变小甚至达到负偏析，然后又达到正偏析，这是由于结晶器期气隙形成前后的冷却方式不同而造成的，二冷区碳偏析度在一定范围内波动，影响它波动范围的因素有铸坯表面冷却条件、出结晶器的坯壳厚度等因素，矫直区域出现了碳偏析急剧波动，达到1.2左右，这可能是由于支撑辊的不对中或者夹持辊对枝晶流动的影响，最后凝固阶段，枝晶凝固完成，富集的溶质元素释放到中心区域，因此形成了较明显的中心偏析。从以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连铸坯宏观偏析的评价方法，其特征在于，具体方法和步骤为：(1)样坯提取：从连铸坯宽度方向中心位置取样坯，样坯要贯穿连铸坯内外弧表面，尺寸规格以满足化学分析为准；(2)试样制备：将样坯沿铸坯厚度方向切割成两部分，并标记出样坯内弧、外弧部分；(3)影响区划分：铸坯沿厚度方向，按照冷却区域对铸坯质量的影响，从铸坯表面到铸坯中心分成三个影响区，即结晶器质量影响区、喷淋冷却质量影响区及中心质量影响区，其中：结晶器质量影响区分为表层质量影响区、气隙形成前影响区和气隙形成后影响区；喷淋冷却质量影响区分为扇形一段质量影响区、扇形二段质量影响区、扇形三段质量影响区、扇形四段质量影响区；(4)成分检验：对所制取的试样进行化学成分检验，将样坯从内弧表面到铸坯中心分成n个化学成分检测点，每个取样点进行化学成分检测，检测元素为C、Si、Mn、S、P及O、N；(5)数据处理：将所测得的单个元素偏析数据代入以下公式：S=MSMP]]>ASL=Σ1n|S-1|n+1]]>FSL＝max|Smax‑Smin|zoneSQN=1ASL]]>…④ASQN|mould=1ΣASLsurface+ΣASLBΛGF+ΣASLΛΛGF]]>ASQN|spray=1Σn=11ASL1+ASL2+.....ASLn]]>ASQN|centerline=1ΣASL-cl+ASL+c+.....ASL-cu]]>式中：S为偏析度；Ms为实测含量；Mp为平均含量；ASL为平均宏观偏析水平；FSL为宏观偏析波动指数；Smin为最小宏观偏析度；Smax为最大宏观偏析度；SQN为偏析指数；ASQN为二冷区平均偏析水平；ASQN︱mould:为铸坯结晶器区域平均偏析水平；ASLsurface为铸坯表面平均偏析水平；ASLBAGF为气隙形成前平均偏析水平；ASLAAGF为气隙形成后平均偏析水平；ASQN︱spray:为铸坯水冷区域平均偏析水平；ASQN︱centerline为铸坯中心区域平均偏析水平；ASL1、ASL2…ASLn:铸坯水冷区域各取样点平均宏观偏析水平；ASL‑cl、ASL+c、…ASL‑cu:铸坯中心区域各取样点平均宏观偏析水平；(6)绘制趋势图：将计算后所得数据进行整理，并转换成连铸坯从表面到中心的实测元素偏析趋势图、平均宏观偏析水平趋势图、宏观偏析波动指数趋势图及二冷区平均偏析水平趋势图。...

【技术特征摘要】
1.一种连铸坯宏观偏析的评价方法，其特征在于，具体方法和步骤为：(1)样坯提取：从连铸坯宽度方向中心位置取样坯，样坯要贯穿连铸坯内外弧表面，尺寸规格以满足化学分析为准；(2)试样制备：将样坯沿铸坯厚度方向切割成两部分，并标记出样坯内弧、外弧部分；(3)影响区划分：铸坯沿厚度方向，按照冷却区域对铸坯质量的影响，从铸坯表面到铸坯中心分成三个影响区，即结晶器质量影响区、喷淋冷却质量影响区及中心质量影响区，其中：结晶器质量影响区分为表层质量影响区、气隙形成前影响区和气隙形成后影响区；喷淋冷却质量影响区分为扇形一段质量影响区、扇形二段质量影响区、扇形三段质量影响区、扇形四段质量影响区；(4)成分检验：对所制取的试样进行化学成分检验，将样坯从内弧表面到铸坯中心分成n个化学成分检测点，每个取样点进行化学成分检测，检测元素为C、Si、Mn、S、P及O、N；(5)数据处理：将所测得的单个元素偏析数据代入以下公式：S=MSMP]]>ASL=Σ1n|S-1|n+1]]>FSL＝max|Smax-Smin|zoneSQN=1ASL]]>…④ASQN|mould=1ΣASLsurface+ΣASLBΛGF+&S...

【专利技术属性】
技术研发人员：康伟，栗红，廖相巍，于赋志，吕志升，曹亚丹，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21