实测钢液凝固的方法及实测钢锭凝固的装置制造方法及图纸

实测钢液凝固的方法，特别是实测钢锭及连铸坯凝固的方法及实测钢锭凝固的装置，是在浇注钢锭或连铸坯时，利用本发明专利技术的装置（或料杯），将熔点较铁低且在钢液中容易生成硫化物的微量元素（或合金）加入到钢锭（或连铸坯）的液芯部分中，解剖完全凝固的被测钢锭或连铸坯并做硫印，根据硫印图测定并计算钢锭或连铸坯的凝固厚度、凝固速度、凝固率及凝固结构。实测钢锭凝固装置是由顶压机构和与顶压机构相连接的预埋段所组成。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于实测钢液凝固的方法，特别是实测钢锭(沸腾钢、半镇静钢及镇静钢锭)及连铸坯的凝固方法和实测钢锭凝固的装置，适用于钢锭、连铸坯浇注及钢锭的传搁、加热、轧制的生产和科研上。迄今尚未发现实测封顶钢锭(沸腾钢、半镇静钢及重量大于六吨封顶镇静钢锭)凝固厚度、凝固率、凝固速度及凝固结构的方法。目前实测连铸坯凝固厚度是以铝板铆钉或铬钢铆钉打入连铸坯后，根据铝板铆钉或铬钢铆钉熔化情况进行低倍、X光分析来推算的。这种铆钉法仍存在有下列不足之处1.铆钉打入的凝固钢的厚度有限，此法不适于测量凝固厚度较大的钢锭;2.测量钢液凝固厚度的精度不高。铆钉法的铬钢铆钉或铝板铆钉打入连铸坯后，要经过熔化和扩散两个时间过程才能扩散到液/固相界面，这两个时间过程要长于直接由液相扩散到液相的单一时间过程，因此测量精度较低。特别是铝、铬钢铆钉含铝或铬的浓度高，铝、铬能较明显地降低钢的液相部分的凝固点，因此降低了实测凝固厚度、凝固速度的精度;3.在钢锭或连铸坯应用铆钉法时，在钢锭、连铸坯凝固层铆钉入口处容易往外喷溅钢水。特别是在沸腾钢锭、半镇静钢锭里有气体，能形成压力的情况下，若有铆钉打入，则在铆钉入口处会发生往外喷射钢液，使操作现场产生不安全因素。同时由于喷出钢水和气体，破坏了钢锭凝固的实际条件，影响了测量凝固厚度、速度、结构的精度，也难于再连续准确、真实地测量不同时刻(在钢锭模内，和钢锭模外的时刻)的凝固厚度、速度、结构;4.用低倍及X光只可一部分一部分的分析钢锭、连铸坯局部的铬、铝的含量及分布，因此操作复杂、繁重，尤其对大型钢锭检验操作困难更大。本专利技术针对上述存在的问题，提出了实测钢液凝固的方法，特别是实测钢锭、连铸坯凝固的(微量元素硫印示踪)方法及其装置，目的是高精度的连续地实测钢液，特别是实测钢锭和连铸坯不同时刻的凝固厚度、凝固率、凝固速度及凝固结构，并且操作简便，安全可靠。本专利技术的方法及其装置附图说明图1是实测钢锭凝固的(微量元素硫印示踪)装置。图2是加入微量元素硫、镍、铬的F×7.2吨沸腾钢锭四个横向剖面硫印图。本专利技术的方法，即实测钢液凝固，特别是实测钢锭及连铸坯凝固的(微量元素硫印示踪)法。该方法是在不封顶钢锭(带绝热板镇静钢锭)、连铸坯中，采用加入放射性同位素或金属示踪不封顶钢锭、连铸坯凝固，以及利用硫印测定钢锭、钢坯硫偏析、硫化物分布的质量检验基础上，进一步发展为利用微量元素硫印示踪钢锭、连铸坯凝固的新方法。该法包括在被测不封顶钢锭及连铸坯中加入金属或放射性同位素，以及测定钢锭、钢坯自身内部的硫化物的偏析与分布的硫印法，其特点是浇注钢锭或连铸坯时，利用本专利技术的装置(或料杯)，将熔点较铁低且在钢液中容易生成硫化物的微量元素(或合金)加入到钢锭或连铸坯的液芯部分中，然后解剖完全凝固的被测钢锭或连铸坯并做硫印，根据硫印图测定并计算钢锭或连铸坯的凝固厚度、凝固速度、凝固率及凝固结构。在浇注钢锭之前，首先将熔点较铁低且在钢液中易生成硫化物的微量元素(或其合金)，放置于本专利技术装置(亦称“预埋顶压装置”)的底部空腔(5)里，然后，根据测定的需要将该装置1个或几个安放在被测钢锭的钢锭模上半部，使装置内底部空腔(5)置于钢锭的液芯部位，当钢锭浇注完封顶后，此时底部空腔(5)里的微量元素已熔化了，按照测定的需要，在钢锭模内、钢锭模外、均热炉内、均热炉外的任何不同时刻，利用外力(诸如手锤锤击力，或脱模机顶杆的顶压力，或钢锭装炉机的顶压力)，顶压1个或几个(当连续测定在钢锭模内、钢锭模外、均热炉内、均热炉外几个不同时刻钢锭的凝固时)预埋顶压装置的上顶杆(8)的上端，即可将底部空腔(5)里的已熔化的微量元素于不同时刻顶压到被测钢锭的液芯部分中。所说的微量元素是指铬、镍、硫、铝或其合金，它们的熔点较铁低且易在钢液中生成硫化物，其微量元素的加入量一般为被测钢锭重量的0.0015%-0.0005%。在钢锭液芯里，借助于下顶杆(14)的顶压使端头(13)(亦称脱落头)脱落的下沉作用，以及液芯钢液的对流作用，使微量元素迅速地扩散到钢锭的液/固相界面处，并与钢液中硫化合，生成硫化铬等硫化物，则此测定时刻在钢锭液/固两相区有明显的加入元素的硫化物浓度差，这是因为在测定时刻于钢锭的液相区内，由于加入的微量元素与钢液中硫化合生成硫化物，所以测定时刻钢锭液相区硫化物浓度增高;在测定时刻，由于加入的微量元素扩散不到固相区内，所以被测时刻钢锭固相区内硫化物的浓度低。被测钢锭完全凝固后，将该钢锭沿中心线进行纵剖，在纵剖面上作硫印，然后又在纵剖后的半个钢锭的被测部位进行数个横断面横剖，接着在钢锭各横剖面上作硫印，即发生下列化学反应AgS沉淀在硫印相纸上呈现棕色印痕(图2)，根据硫印相纸上棕色印痕的深(发生在测定时刻钢锭的液相区)、浅(发生在测定时刻的固相区)显示出测定时刻的钢锭的液/固相区域。实测硫印相纸上显示的厚度，即为测定时刻钢锭的该断面上的凝固厚度。将测得的钢锭断面上不同时刻的凝固厚度差hi-h1(其中h1，hi分别为首次测定及第i次测定时刻的钢锭凝固厚度)与其两次测定间隔时间(ti-t1)之比值( (hi-h1)/(ti-t1) )即为该钢锭在测得的断面于(ti-t1)间隔时间内之凝固速度(V)。该锭凝固常数k，用通用公式D＝kt]]>计算，式中D为凝固厚度hi-h1(毫米)，t为时间ti-t1(分)。再将测得钢锭某时刻各横剖面硫印图示的不同高度液相区域的面积(S1，S2，…Si)(该面积是用求积仪或在方格坐标纸上描绘的各断面硫印相纸所示不同高度横断面液相区的面积而计量出来的)及其相邻横剖面的纵向间距(H0，H1，H2，…，Hi)数据分别代入常用的计算钢锭体积公式V1= (Hi)/3 (Si-1+Si+Si -1×Si]]>再计算其各部分液相总和V液＝V0+V1+V2+…+Vi，即为钢锭测定时刻的液相体积。再将钢锭总体积(V)减去测定时刻的液相体积(V液)的差值(V-V液)与其钢锭体积之比( (V-V液)/(V) )，即得出钢锭在测定时刻的凝固率(%)。利用钢锭剖面硫印图所示测定时刻的液/固界面的形装及分布区域，可确定其凝固界面的结构特点是波浪状的蜂窝气泡带或是平滑的激冷带，或是锭芯带，以及它们形成的时间过程。在测定连铸坯或者挂绝热板(不封顶)镇静钢锭的凝固时，可将在钢液中容易生成硫化物的微量元素(铬、镍、硫、铝)放入酱油斗式的陶瓷质料杯内，其加入量为被测连铸坯重量的0.0015%-0.0005%，或者放在酱油斗式的钢质料杯内(其料杯把长度比测定的钢锭、钢坯部位的深度长300-400mm)，若用陶瓷质料杯时，可将此料杯放在连铸坯结晶器钢液表面上，或放在不封顶钢锭未凝钢液表面上，使杯内微量元素预先熔化，在测定时刻，将此装有微量元素的陶瓷质或钢质料杯，从连铸坯顶部未凝部分或不封顶钢锭的上部未凝部分，插入连铸坯或带绝热板(不封顶)钢锭的被测部位的液芯部分同时上下搅动，此时微量元素迅速扩散到液固相界面处。解剖完全凝固后的连铸坯或钢锭的被测部位，并且做硫印，通过被测部位剖面硫印的深浅，可实测和计算出连铸坯或带绝热板镇静钢锭的凝固厚度、凝固速度、凝固率、凝固结构(计算方法与测钢锭的计算方法相同)。本专利技术的装置，即预埋顶压测定装置。预埋顶压本文档来自技高网...

【技术保护点】
实测钢液凝固的方法，特别是实测钢锭及连铸坯凝固的方法及实测钢锭凝固的装置，该方法包括在被测不封顶钢锭及连铸坯中加入金属或放射性同位素，以及测定钢锭、钢坯自身内部的硫化物的偏析与分布的硫印法，其特征在于浇注钢锭或连铸坯时，利用本专利技术的装置（或料杯），将熔点较铁低且在钢液中容易生成硫化物的微量元素（或合金）加入到钢锭或连铸坯的液芯部分中，然后解剖完全凝固的被测钢锭或连铸坯并做硫印，根据硫印图测定并计算钢锭或连铸坯的凝固厚度、凝固速度、凝固率及凝固结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨日盛，毕务森，
申请(专利权)人：鞍山钢铁公司，鞍山钢铁公司钢铁研究所，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]