[发明专利]一种测量钢固、液相线温度的实验方法

说明书

本发明涉及一种测量钢固、液相线温度的实验方法，包括如下步骤：步骤一、在实验炉上部高温区将钢样加热至完全熔化，并测量得到炉内温度分布曲线。步骤二、调整钢样位置获得液固共存的两相区后再进行淬冷以保存两相区。步骤三、观察钢样纵截面的组织形貌，判断两相区上、下分界线位置。步骤四、根据炉内温度分布曲线得到钢样的固、液相线温度。本发明的测量钢固、液相线温度的实验方法通过放大凝固前沿两相区并结合炉内温度分布曲线能够得到钢的固、液相线温度，且实验操作简单。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种测量钢固、液相线温度的实验方法。

背景技术

钢的固、液相线温度是连铸生产中确定浇注温度以及研究凝固特性的重要工艺参数。连铸浇注温度是基于液相线温度确定的，若浇注温度过高，铸坯坯壳较薄，容易造成铸坯产生裂纹，甚至漏钢，或开浇失控；若浇注温度过低，易引起开浇溢钢或冻结。由于成分不同，不同钢种的凝固结晶存在差异。因此，必须根据钢种的凝固特点，执行相应的浇注温度控制制度。准确获得钢的固、液相线温度可提供一种最佳的浇注温度控制，从而保证连铸生产顺行并得到高质量连铸坯。

查阅资料发现，示差扫描量热法(DSC)或示差热分析法(DTA)常被用来测量钢的液-固相线温度，其原理是根据加热熔化和降温凝固时差热曲线上的第一个热效应峰的外推起始点得到液、固相线温度，但该方法影响因素很多，实际工作中需要严格控制试样用量、气氛、升温速率等条件。此外，热力学软件(如Thermo-Calc、FactSage等)常被用来计算液、固相线温度，但计算结果与实际误差往往较大。生产现场多采用经验公式来预测钢的液、固相线温度，但该方法仅局限于一些常见的简单钢液体系，不能满足新钢种开发的迫切需求。因此，亟需开发一种便捷、准确测定钢固、液相线温度的方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种测量钢固、液相线温度的实验方法，通过放大凝固前沿两相区并结合炉内温度分布曲线能够得到钢的固、液相线温度，为连铸浇注温度控制及钢液凝固过程研究提供了参考依据。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种测量钢固、液相线温度的实验方法，包括如下步骤：步骤一、将钢样置于实验炉上部高温区，然后将钢样加热至完全熔化并保温，待炉温稳定后，测量炉管内不同位置处的温度，得到炉内温度分布曲线；步骤二、调整钢样位置获得液固共存的两相区后再经淬冷以保存两相区；步骤三、对淬冷后的钢样进行表面处理，得到钢样纵截面，根据钢样纵截面不同区间组织形貌的差异，获得两相区在钢样纵截面上的上分界线、下分界线；步骤四、根据上分界线、下分界线的位置以及炉内温度分布曲线，得到钢样的固、液相线温度。

根据本发明，炉管内设有测温热电偶，用于测量炉管内不同位置处的温度。

根据本发明，步骤一包括如下子步骤：a1、将钢样经预处理后装入坩埚内，并通过悬丝将坩埚悬挂在实验炉的炉管内，使坩埚处在实验炉上部的高温区；a2、先向炉管内通入惰性气体，然后将坩埚加热至控温温度，并保温；a3、待炉温稳定后，测量炉管内不同位置处的温度，得到炉内温度分布曲线，然后根据钢样的预估液相线温度、预估固相线温度和炉内温度分布曲线确定两相区在炉内的分布位置。

根据本发明，在步骤一中，控温温度大于钢样的液相线温度以确保钢样完全熔化，保温时间大于30min。

根据本发明，步骤二包括如下子步骤：b1、待钢样完全熔清后，调整坩埚的位置至两相区在炉内的分布位置并保温，使钢样上部保持为液相、下部完全凝固；b2、步骤b1中保温结束后，将炉管的底部打开，并松开悬丝，使坩埚自由落体掉入炉管下方的淬冷装置内进行淬冷，以保存钢液凝固前沿两相区的状态。