专利名称：一种定量分析铸坯中大型夹杂物分布的方法
技术领域：
本发明属于连铸检测技术领域，特别是提供了一种用于定量分析铸坯中大型夹杂物分布的方法，为连铸领域铸坯洁净度控制及质量判定、分级等提供重要依据。
背景技术：
钢中非金属夹杂物尤其是大型夹杂物对钢材性能、质量危害极大，然而对钢中大型夹杂物定量分析的办法却很少。研究钢中大型夹杂物的传统方法主要为金相法和电解法。大型夹杂物在钢中的分布具有数量少、分布偶然性大等特点；金相法由于其试样小、观察面积有限因而不能很好地反应大型夹杂物的分布规律和真实情况；电解法虽然能将电解试样中夹杂物提取出来进行定量分析，但是电解过程常受电解液的影响较大，许多夹杂物尺寸、形貌会在电解过程中受电解液侵蚀发生变化，甚至消失(如碱性氧化物在酸性电解液中不能提取得到)，且在淘洗和筛选过程中，夹杂物易丢失或受到外界污染。中国专利(200810013805. 4)公开了一种原位定量检测大型夹杂物的方法将大型钢材从表面到芯部取一定长度的片样，钢样表面处理干净涂树脂胶层，只留取钢的原表面不涂树脂胶层，电解深度为0. 5^5mm,电解结束后收集电解液中夹杂物，然后再将试样向下5 10mm进行二次电解，直到所选试样全部高度逐层电解完毕，对每层夹杂物进行收集， 最后将得到的夹杂物与电解的每层试样应用显微镜、原位分析仪和光谱分析进行常规分析，得到夹杂物在铸坯中不同位置的分布状况。此种方法定量分析大型夹杂物同样没有摆脱电解过程本身缺陷造成的误差影响，且缺乏直观的大型夹杂物在铸坯中分布状态的信肩、ο
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于定量分析铸坯中大型夹杂物分布的方法，通过此方法检测铸坯中出现概率较小的大型夹杂物的分布。其主要思路是将铸坯沿断面轧制成板，然后在水槽中利用超声波相控阵探头对热轧后薄板中不同位置的大型夹杂物进行扫描，相控阵探头通过数据线与相控阵成像仪和数据采集设备(Omniscan)相连，通过对成像仪采集到的图像中大型夹杂物的大小、位置、数量进行统计，最后得到不同位置大型夹杂物在检测样板中的分布，如图1。本发明用于定量分析钢中大型夹杂物的分布，具体实施步骤如下
1)取样制样
将沿连铸坯断面进行取样，试样的L=15(T300mm，铸坯宽度方向W=5(T80mm，铸坯拉坯方向H=10(T200mm，将所述试样加热到110(Tl20(rC，经热轧机轧制后，使试样沿宽度方向延伸1. 5 3倍，沿长度方向延伸3飞倍，厚度变为原来的1/10 ；轧制后的铸坯样成为等效扩大的薄板，然后将试样水冷至常温并进行平整，备用；
2)扫描:
将步骤1平整后的薄板放入常温的水槽中，通过超声波相控阵检测仪沿着薄板宽度方向以每行20mm为间隔进行逐行扫查，直到全长度扫查结束；得到所述薄板上不同位置的大型夹杂物的尺寸、位置和主视图、俯视图侧视图，保存到数据存储器中，备用； 3)分析和统计
提取所述数据库数据，对整个板全长度所有检测到的缺陷位置、大小进行数量和尺寸统计，将其位置和分布汇总，最后得到所述测试试样中不同位置大型夹杂物的数量、尺寸、 分布情况。本发明的优点在于可以清晰、直观、定量地反应出铸坯上大型夹杂物的分布，且分析试样大，代表性强。本发明的有益效果是由于采用上述技术方案，该方法可以定量检测铸坯中不同位置大型夹杂物(尺寸> 200Mffl)或夹杂物造成的缺陷分布，可以对同一铸坯不同位置或不同铸坯进行洁净度评价，为铸坯的分级、质量判定提供依据。
图1为本发明测试装置结构示意图。图2为实施例1中大型夹杂物在铸坯不同位置的分布示意图。图3为实施例1不同区域缺陷F指数的曲线示意图；(F为区域缺陷数/总缺陷数， 区域宽度20mm)。图4为实施例2中大型夹杂物在铸坯不同位置的分布示意图。图5为实施例3中大型夹杂物在铸坯不同位置的分布示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例本发明的技术方案做进一步说明。实施例1
在板坯连铸坯进行取样，试样尺寸为L*W*H，其中L=230mm (铸坯全厚度)，W=65mm (铸坯宽度方向)，H=150mm (铸坯拉坯方向)，将试样在1150°C下热轧，沿铸坯宽度方向延伸2倍， 厚度方向延伸4倍。轧制后的试样尺寸为910mm (原铸坯厚度方向)*130mm (原铸坯宽度方向)*19mm (原铸坯拉坯方向)，将试样水冷至常温，并平整板形去除薄板表面氧化铁皮。将平整后的薄板放入常温的水槽中，利用超声波相控阵检测仪沿着薄板宽度方向以20mm为间隔进行逐行扫查，直到全长度扫查结束，将实时数据记录保存在数据存储器中，然后对大型夹杂物及其造成的缺陷进行统计，可以得到夹杂物在板面上的分布，如图2。不同区域缺陷分布率可以从统计结果中计算出来，如图3，从中可以直观的得到大型夹杂物在铸坯中的分布和聚集位置。实施例2
在板坯连铸坯进行取样，试样尺寸为L*W*H，其中L=150mm (铸坯全厚度)，ff=50mm (铸坯宽度方向)，H=100mm (铸坯拉坯方向)，将试样在1100°C下热轧，沿铸坯宽度方向延伸1.5 倍，厚度方向延伸4倍。轧制后的试样尺寸为600mm (原铸坯厚度方向)*75mm (原铸坯宽度方向)*16mm(原铸坯拉坯方向)，将试样水冷至常温，并平整板形去除薄板表面氧化铁皮。将平整后的薄板放入常温的水槽中，利用超声波相控阵检测仪沿着薄板宽度方向以20mm为间隔进行逐行扫查，直到全长度扫查结束，将实时数据记录保存在数据存储器中，然后对大型夹杂物及其造成的缺陷进行统计，可以得到夹杂物在板面上的分布，如图4。
实施例3
在板坯连铸坯进行取样，试样尺寸为L*W*H，其中L=300mm (铸坯全厚度)，W=80mm (铸坯宽度方向)，H=200mm (铸坯拉坯方向)，将试样在1200°C下热轧，沿铸坯宽度方向延伸3倍， 厚度方向延伸3倍。轧制后的试样尺寸为900mm (原铸坯厚度方向)*M0mm (原铸坯宽度方向)*22mm (原铸坯拉坯方向)，将试样水冷至常温，并平整板形去除薄板表面氧化铁皮。将平整后的薄板放入常温的水槽中，利用超声波相控阵检测仪沿着薄板宽度方向以20mm为间隔进行逐行扫查，直到全长度扫查结束，将实时数据记录保存在数据存储器中，然后对大型夹杂物及其造成的缺陷进行统计，可以得到夹杂物在板面上的分布，如图5。
权利要求
1. 一种定量分析铸坯中大型夹杂物分布的方法，其特征在于，具体包括以下步骤1)取样制样将沿连铸坯断面进行取样，试样的L=15(T300mm，铸坯宽度方向W=5(T80mm，铸坯拉坯方向H=10(T200mm，将所述试样加热到110(Tl20(rC，经热轧机轧制后，使试样沿宽度方向延伸1. 5 3倍，沿长度方向延伸3飞倍，厚度变为原来的1/10 ；轧制后的铸坯样成为等效扩大的薄板，然后将试样水冷至常温并进行平整，备用；2)扫描:将步骤1平整后的薄板放入常温的水槽中，通过超声波相控阵检测仪沿着薄板宽度方向以每行20mm为间隔进行逐行扫查，直到全长度扫查结束；得到所述薄板上不同位置的大型夹杂物的尺寸、位置和主视图、俯视图侧视图，保存到数据存储器中，备用；3)分析和统计提取所述数据库数据，对整个板全长度所有检测到的缺陷位置、大小进行数量和尺寸统计，将其位置和分布汇总，最后得到所述测试试样中不同位置大型夹杂物的数量、尺寸、 分布情况。
全文摘要
本发明一种定量分析铸坯中大型夹杂物分布的方法，将沿连铸坯断面进行取样，然后加热到1100~1200℃，经热轧机轧制后，轧制后的铸坯样成为等效扩大的薄板，然后水冷至常温并进行平整，放入常温的水槽中，通过超声波相控阵检测仪沿着薄板宽度方向以每行20mm为间隔进行逐行扫查，得到不同位置的大型夹杂物的尺寸、位置和图像，保存到数据存储器中，对整个板全长度所有检测到的缺陷位置、大小进行数量和尺寸统计，将其位置和分布汇总，最后得到所述测试试样中不同位置大型夹杂物的数量、尺寸、分布情况。该方法的优点在于可以定量得到铸坯出现概率较小且不容易观察到的大型夹杂物的分布；应用对连铸领域铸坯洁净度控制及质量判定、分级等提供重要依据。
文档编号G01N1/28GK102495133SQ20111041295
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者包燕平, 张立强, 张超杰, 林路, 王敏, 马文俊 申请人:北京科技大学