[发明专利]一种判定钢中外来夹杂物来源的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种判定钢中外来夹杂物来源的方法，属于冶金行业中判定钢中外来夹杂物来源技术领域。

背景技术

外来夹杂物的存在会恶化钢材的性能，严重时导致钢材报废。在钢材生产中，如果能够正确判定出钢中外来夹杂物的来源，就能够从源头上杜绝外来夹杂物对钢的污染。目前判定钢中外来夹杂物来源的方法并不多，主要是通过扫描电镜对夹杂物进行能谱分析，观察夹杂物中是否存在一个或几个特征元素，来判定夹杂物的来源。这种判定方法中没有引入量的概念，因此不够精确，极容易出现误判，例如：保护渣和覆盖剂中都有Na元素，仅从是否有Na来判定它们是什么，就会出现误判；如果精炼渣受到保护渣的污染，此时还用是否有Na来判断，将出现严重错误。

2002年3月出版的《包头钢铁学院学报》中“重轨钢外来夹杂物研究”，采用扫描电镜检查夹杂物，认为夹杂物的组成中含有Na元素，就判定该夹杂物来源于保护渣。采用夹杂物中是否有Al、Si元素来判定该夹杂物为耐火材料。

2011年第一期《马钢技术》中“钢中夹杂矿物特性的研究”，采用扫描电镜能谱分析夹杂物组成，并结合夹杂物的矿物学特性，来判定大型夹杂物的来源。采用这种判定方法，能够得出夹杂物属于某一大类：耐火材料类、氧化物类、渣类，不能精确的指出夹杂物的具体来源。

发明内容

本发明的目的是为了克服在钢材检验中超标夹杂物来源不明的问题，提供一种判定外来夹杂物是否来源于保护渣、覆盖剂、精炼渣的判定钢中外来夹杂物来源的方法。

判定钢中外来大型夹杂物来源是钢铁材料制造中提高钢材洁净度的一种措施，本发明主要是要解决大于50um的夹杂物的来源的判定问题。

本发明提供的一种判定钢中外来夹杂物来源的方法是：采用扫描电镜对钢中夹杂物进行特征元素分析；如果夹杂物中含有Ca/Si(钙硅质量比)0.5～5，是否存在F、Ba、Na元素以及它们含量多少，就可以考虑该夹杂物可能来源于保护渣、覆盖剂、精炼渣；当夹杂物中Ca/Si(钙硅质量比)0.5～2，Na 5～20at％，F＜10at％，Ba＜5at％时，该夹杂物来源于保护渣卷入；当夹杂物中Ca/Si  (钙硅质量比)0.5～2，Na＜5at％，F＜5at％，Ba＜5at％时，来源于覆盖剂卷入；当夹杂物中Ca/Si(钙硅质量比)2～5，Na＜5at％，F＜5％at，Ba＜5at％；时，来源于钢包精炼渣卷入。

采用扫描电镜对该夹杂物进行能谱分析，测定元素组成和含量。通过测定夹杂物元素组成和含量，来确认Ca/Si、Ba、Na、F的值落在什么范围。

以前判定外来夹杂物来源是采用定性的方法，极易造成误判，例如保护渣和覆盖剂中都含有Na，如果保护渣和精炼渣共同影响也存在Na。

本方法的优点是：由于引入了量的概念，通过定性，并结合定量，更能准确的判断外来夹杂物的来源，具有简单、可靠性高的优点。

附图说明

图1、图2、图3为本发明中外来夹杂物的扫描电镜能谱分析结果；

表1为上述三张图中的夹杂物的元素组成含量质量百分数；

具体实施方式

1)采用超声波探伤对夹杂物定位；

2)采用线切割机把探伤的部位剖开；

3)对样品进行打磨，再采用金相显微镜观察夹杂物；

4)采用扫描电镜对该夹杂物进行能谱分析，测定元素组成和含量。

以重轨生产为例，成品钢轨通过在线超声波探伤仪进行探伤检查，当出现报警后，对报警点定位，用线切割机把探伤的部位剖开，对样品进行打磨，再采用金相显微镜观察夹杂物。在实际检验中，发现了三种外来夹杂物，图1、图2、图3分别为三种不同类型的外来夹杂物扫描电镜能谱分析结果，如果仅凭三张图，是很难得出其来源。如果再结合它们的Ca/Si(钙硅质量比)、Ba、Na、F元素含量，就能得到其真实来源，其组成含量见表1。通过定性定量和分析，这三类外来夹杂物分别为：图1中的外来夹杂物来源于保护渣，图2中的外来夹杂物来源于覆盖剂，图3中的外来夹杂物来源于精炼渣。

表1附图中夹杂物质量百分数％