CN104101602A - 一种铝镇静钢中b类夹杂物行为的观测方法 - Google Patents

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邵肖静
李海波
季晨曦
其其格
崔阳
朱国森
高攀
李飞
包春林
陈斌
唐德池
刘柏松
徐颖
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Abstract

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，包括：制备铝镇静钢试样，将试样的表面进行粗磨、细磨和抛光和清洗。将试样放入高温激光共聚焦显微镜的金相加热炉中中；对金相加热炉进行抽真空处理后持续充入惰性气体；对试样进行辐射加热和实时测温。将试样加热至1550～1600℃，并恒温保持120～600s后以0.2-1℃/s的速度连续降温。通过激光束照射铝镇静钢试样表面，利用高温激光共聚焦显微镜对降温过程钢液表面进行高速扫描和观测。本发明提供的铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，能够清楚、方便的观测铝镇静钢中B类夹杂物的形成过程，为铝镇静钢中B类夹杂物研究和控制提供依据。

Description

一种铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法。
背景技术
B类夹杂物超标是当前中厚板企业所面临的共性问题。目前控制水平最好的企业管线钢中夹杂物控制不合率高达2％左右，其中主要是CaO-Al2O3系B类夹杂物。铝镇静钢中B类夹杂物的存在与目前普遍采用的炼钢和精炼工艺密不可分，为了控制钢液洁净度，炼钢主要采用脱氧能力强的铝进行脱氧，生成的氧化铝夹杂物极易黏结在水口侧壁，造成堵塞。为避免氧化铝黏结堵水口，精炼结束进行了喂钙线处理，夹杂物最终转变为CaO-Al2O3系B类夹杂物。目前，由于对B类夹杂物的形成机理尚不明确，B类夹杂物的形成难以有效观测，因此对铝镇静钢中B类夹杂物控制效果较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够清楚的观测铝镇静钢中B类夹杂物的形成过程，并获取B类夹杂物形成过程中出现的温度、形貌、被凝固组织捕捉和推动等行为特征，为铝镇静钢中B类夹杂物研究和控制提供依据的铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，包括：制备铝镇静钢试样，将所述铝镇静钢试样的表面进行粗磨、细磨和抛光处理，然对所述铝镇静钢试样的抛光面进行清洗；然后对所述铝镇静钢试样整体进行清洗。将清洗后的所述铝镇静钢试样放入盛放容器中且将所述盛放容器置于高温激光共聚焦显微镜的金相加热炉中；对所述金相加热炉进行抽真空处理后持续充入惰性气体。利用高温激光共聚焦显微镜发出的红外射线对所述铝镇静钢试样进行辐射加热，通过所述高温激光共聚焦显微镜自带的的R型热电偶对所述铝镇静钢试样进行实时测温；将所述铝镇静钢试样加热至1550～1600℃，并恒温保持120～600s后以0.2～1℃/s的速度连续降温。通过所述高温激光共聚焦显微镜发出激光束照射所述铝镇静钢试样表面，利用所述高温激光共聚焦显微镜自带的成像系统对降温过程钢液表面进行高速扫描以实现对B类夹杂物生成行为的同步原位观察，记录B类夹杂物生成温度、形貌、被凝固组织捕捉和推动行为特征。
进一步地，采用线切割的方式制备所述铝镇静钢试样。
进一步地，采用金刚石抛光剂对所述铝镇静钢表面进行抛光处理，抛光时间为2～5分钟。
进一步地，采用80～90％浓度的乙醇溶液对所述铝镇静钢试样的抛光面和所述铝镇静钢试样整体进行清洗。
进一步地，所述惰性气体为氩气。
进一步地，利用所述高温激光共聚焦显微镜发出的红外射线对所述铝镇静钢试样进行辐射加热时，所述红外射线通过1.5KW的卤素光源发出。
进一步地，通过所述高温激光共聚焦显微镜发出激光束照射所述铝镇静钢试样表面时，所述激光束采用He-Ne激光束。
进一步地，利用所述高温激光共聚焦显微镜自带的成像系统对降温过程钢液表面进行高速扫描时，扫描速度为50帧/秒。
进一步地，对所述金相加热炉进行抽真空处理后，所述金相加热炉内的真空度保持在10-3～10-4Torr。
本发明提供的铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，利用高温激光共聚焦显微镜能够清楚、方便的观测铝镇静钢中B类夹杂物的形成过程，并获取B类夹杂物形成过程中出现的温度、形貌、夹杂物间的碰撞长大和相互排斥、被凝固组织捕捉和推动等行为特征，为铝镇静钢中B类夹杂物研究和去除提供依据。
附图说明
图1为本发明实施例提供的高温激光共聚焦显微镜结构框图；
图2为本发明实施例提供的铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法流程图。
具体实施方式
参见图1，高温激光共聚焦显微镜包括：成像系统、抽真空系统、惰性气体净化系统、金相加热炉和温控系统等组成，其中温控系统包含R型热电偶。本发明实施例是利用高温激光共聚焦显微镜实现对铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测。
参见图2，本发明实施例提供的一种铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，具体包括以下步骤：
步骤10：采用线切割的方式制备铝镇静钢试样，铝镇静钢试样为直径为6-7.5mm、高度为1-3mm的圆柱形状。
步骤20：将铝镇静钢试样的表面进行粗磨、细磨，采用金刚石抛光剂对铝镇静钢表面进行抛光处理，抛光时间为2-5分钟；采用80-90％浓度的乙醇溶液对铝镇静钢试样的抛光面进行清洗；然后将铝镇静钢试样放置在超声波清洗机中，并采用80-90％浓度的乙醇溶液对铝镇静钢试样整体进行清洗，清洗时间为10min。
步骤:30：将清洗后的铝镇静钢试样放入盛放容器(如刚玉坩埚)中且将盛放容器置于高温激光共聚焦显微镜的金相加热炉中；采用高温激光共聚焦显微镜的抽真空系统对金相加热炉进行三次抽真空处理(真空度保持在10-3-10-4Torr)，随后通过高温激光共聚焦显微镜包括的惰性气体净化系统持续的在金相加热炉充入惰性气体(如氩气)。
步骤40：利用高温激光共聚焦显微镜1.5KW的卤素光源发出的红外射线对铝镇静钢试样进行辐射加热，通过高温激光共聚焦显微镜自带的的R型热电偶对铝镇静钢试样进行实时测温；将铝镇静钢试样加热至1550～1600℃，并恒温保持120～600s后以0.2-1℃/s的速度连续降温。
步骤50：通过高温激光共聚焦显微镜发出He-Ne激光束照射铝镇静钢试样表面，利用高温激光共聚焦显微镜自带的成像系统对降温过程钢液表面进行50帧/秒的高速扫描以实现对B类夹杂物生成行为的同步原位观察，记录B类夹杂物生成温度、形貌、被凝固组织捕捉和推动、夹杂物间的碰撞长大和相互排斥等行为特征。高温激光共聚焦显微镜自带的成像系统中获取的视频信息还可以利用计算机等设备进行存储，便于后期重复观测。
本发明提供的铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，利用高温激光共聚焦显微镜能够清楚、方便的观测铝镇静钢中B类夹杂物的形成过程，并获取B类夹杂物形成过程中出现的温度、形貌、被凝固组织捕捉和推动等行为特征，为铝镇静钢中B类夹杂物研究和控制提供依据。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，其特征在于，包括：
制备铝镇静钢试样，将所述铝镇静钢试样的表面进行粗磨、细磨和抛光处理，对所述铝镇静钢试样的抛光面进行清洗；然后对所述铝镇静钢试样整体进行清洗；
将清洗后的所述铝镇静钢试样放入盛放容器中且将所述盛放容器置于高温激光共聚焦显微镜的金相加热炉中；对所述金相加热炉进行抽真空处理后持续充入惰性气体；
利用高温激光共聚焦显微镜发出的红外射线对所述铝镇静钢试样进行辐射加热，通过所述高温激光共聚焦显微镜自带的的R型热电偶对所述铝镇静钢试样进行实时测温；将所述铝镇静钢试样加热至1550～1600℃，并恒温保持120～600s后以0.2～1℃/s的速度连续降温；
通过所述高温激光共聚焦显微镜发出激光束照射所述铝镇静钢试样表面，利用所述高温激光共聚焦显微镜自带的成像系统对降温过程钢液表面进行高速扫描以实现对B类夹杂物生成行为的同步原位观察，记录B类夹杂物生成温度、形貌、被凝固组织捕捉和推动行为特征。
2.根据权利要求1所述的铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，其特征在于，采用线切割的方式制备所述铝镇静钢试样。
3.根据权利要求1所述的铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，其特征在于，采用金刚石抛光剂对所述铝镇静钢表面进行抛光处理，抛光时间为2-5分钟。
4.根据权利要求1所述的铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，其特征在于，采用80～90％浓度的乙醇溶液对所述铝镇静钢试样的抛光面和所述所述铝镇静钢试样进行清洗。
5.根据权利要求1所述的铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气。
6.根据权利要求1所述的铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，其特征在于，利用所述高温激光共聚焦显微镜发出的红外射线对所述铝镇静钢试样进行辐射加热时，所述红外射线通过1.5KW的卤素光源发出。
7.根据权利要求1所述的铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，其特征在于，通过所述高温激光共聚焦显微镜发出激光束照射所述铝镇静钢试样表面时，所述激光束采用He-Ne激光束。
8.根据权利要求1所述的铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，其特征在于，利用所述高温激光共聚焦显微镜自带的成像系统对降温过程钢液表面进行高速扫描时，扫描速度为50帧/秒。
9.根据权利要求1-8任一项所述的铝镇静钢中B类夹杂物行为的观测方法，其特征在于，对所述金相加热炉进行抽真空处理后，所述金相加热炉内的真空度保持在10-3～10-4Torr。
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