[發(fā)明專利]一種測量鋼固、液相線溫度的實驗方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810575149.0
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108760794A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設計）人: 閔義;張慶松;許海生;許久健;劉承軍;姜茂發(fā)
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N25/04
• 分類號: G01N25/04
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

本發(fā)明涉及一種測量鋼固、液相線溫度的實驗方法，包括如下步驟：步驟一、在實驗爐上部高溫區(qū)將鋼樣加熱至完全熔化，并測量得到爐內溫度分布曲線。步驟二、調整鋼樣位置獲得液固共存的兩相區(qū)后再進行淬冷以保存兩相區(qū)。步驟三、觀察鋼樣縱截面的組織形貌，判斷兩相區(qū)上、下分界線位置。步驟四、根據爐內溫度分布曲線得到鋼樣的固、液相線溫度。本發(fā)明的測量鋼固、液相線溫度的實驗方法通過放大凝固前沿兩相區(qū)并結合爐內溫度分布曲線能夠得到鋼的固、液相線溫度，且實驗操作簡單。

技術領域

本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術領域，具體涉及一種測量鋼固、液相線溫度的實驗方法。

背景技術

鋼的固、液相線溫度是連鑄生產中確定澆注溫度以及研究凝固特性的重要工藝參數。連鑄澆注溫度是基于液相線溫度確定的，若澆注溫度過高，鑄坯坯殼較薄，容易造成鑄坯產生裂紋，甚至漏鋼，或開澆失控；若澆注溫度過低，易引起開澆溢鋼或凍結。由于成分不同，不同鋼種的凝固結晶存在差異。因此，必須根據鋼種的凝固特點，執(zhí)行相應的澆注溫度控制制度。準確獲得鋼的固、液相線溫度可提供一種最佳的澆注溫度控制，從而保證連鑄生產順行并得到高質量連鑄坯。

查閱資料發(fā)現，示差掃描量熱法(DSC)或示差熱分析法(DTA)常被用來測量鋼的液-固相線溫度，其原理是根據加熱熔化和降溫凝固時差熱曲線上的第一個熱效應峰的外推起始點得到液、固相線溫度，但該方法影響因素很多，實際工作中需要嚴格控制試樣用量、氣氛、升溫速率等條件。此外，熱力學軟件(如Thermo-Calc、FactSage等)常被用來計算液、固相線溫度，但計算結果與實際誤差往往較大。生產現場多采用經驗公式來預測鋼的液、固相線溫度，但該方法僅局限于一些常見的簡單鋼液體系，不能滿足新鋼種開發(fā)的迫切需求。因此，亟需開發(fā)一種便捷、準確測定鋼固、液相線溫度的方法。

發(fā)明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發(fā)明提供一種測量鋼固、液相線溫度的實驗方法，通過放大凝固前沿兩相區(qū)并結合爐內溫度分布曲線能夠得到鋼的固、液相線溫度，為連鑄澆注溫度控制及鋼液凝固過程研究提供了參考依據。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術方案包括：

本發(fā)明提供一種測量鋼固、液相線溫度的實驗方法，包括如下步驟：步驟一、將鋼樣置于實驗爐上部高溫區(qū)，然后將鋼樣加熱至完全熔化并保溫，待爐溫穩(wěn)定后，測量爐管內不同位置處的溫度，得到爐內溫度分布曲線；步驟二、調整鋼樣位置獲得液固共存的兩相區(qū)后再經淬冷以保存兩相區(qū)；步驟三、對淬冷后的鋼樣進行表面處理，得到鋼樣縱截面，根據鋼樣縱截面不同區(qū)間組織形貌的差異，獲得兩相區(qū)在鋼樣縱截面上的上分界線、下分界線；步驟四、根據上分界線、下分界線的位置以及爐內溫度分布曲線，得到鋼樣的固、液相線溫度。

根據本發(fā)明，爐管內設有測溫熱電偶，用于測量爐管內不同位置處的溫度。

根據本發(fā)明，步驟一包括如下子步驟：a1、將鋼樣經預處理后裝入坩堝內，并通過懸絲將坩堝懸掛在實驗爐的爐管內，使坩堝處在實驗爐上部的高溫區(qū)；a2、先向爐管內通入惰性氣體，然后將坩堝加熱至控溫溫度，并保溫；a3、待爐溫穩(wěn)定后，測量爐管內不同位置處的溫度，得到爐內溫度分布曲線，然后根據鋼樣的預估液相線溫度、預估固相線溫度和爐內溫度分布曲線確定兩相區(qū)在爐內的分布位置。

根據本發(fā)明，在步驟一中，控溫溫度大于鋼樣的液相線溫度以確保鋼樣完全熔化，保溫時間大于30min。

根據本發(fā)明，步驟二包括如下子步驟：b1、待鋼樣完全熔清后，調整坩堝的位置至兩相區(qū)在爐內的分布位置并保溫，使鋼樣上部保持為液相、下部完全凝固；b2、步驟b1中保溫結束后，將爐管的底部打開，并松開懸絲，使坩堝自由落體掉入爐管下方的淬冷裝置內進行淬冷，以保存鋼液凝固前沿兩相區(qū)的狀態(tài)。