鋼坯中氣體樣品的取樣位置對檢測結果的影響

黃日圣，徐 濤，吳振忠，王宏博，陳偉生

（安徽富凱特材有限公司，安徽 宣城 245300）

隨著工業的發展，我國的鋼材的產量取得重大突破，鋼鐵廠家由初始的只追求產量而過渡到追求高質量高性能鋼材的時期[1]。氧、氮、氫等氣體元素的含量現已成為冶煉過程中要進行控制的一項必不可少的技術手段，若其含量超過合理的范圍，將嚴重影響鋼材本身的物理性能及化學性能，鋼中的氧以氧化物殘留在晶界上，導致鋼材機械性能、加工性能降低[2]，因此準確測定鋼中總氧氫含量無論對于鋼鐵企業還是相關科研單位都顯得尤為重要[3]。人們通過對鋼材樣品中的氣體含量進行分析，根據數據改進生產工藝，從而提高鋼材的質量，生產高質量的鋼材。現如今鋼廠所運用的手段是通過氧氮氫分析儀對鋼材進行氣體含量分析，此儀器既有進口的，也有國產的，由于市場對質量的要求，小型鋼廠也開始配備氧氮氫測試儀，但是針對連鑄坯的取樣檢測沒有直觀的認識，隨機取樣，有時會造成檢測結果不穩定，出具數據不及時的結果，嚴重的影響了鋼廠的產品銷售。經過實際檢測中的反復實踐，本文提出了適合各大、中、小型鋼廠使用的連鑄坯氧氮氫樣品取樣方法。

1 主要的儀器和設備

儀器：EMGA-830氧氮氫分析儀。

取樣工具：鋸床（或冷切割鋸）、電火花線切割機、車床、240目、400目、600目、800目、1000目、1500目水磨砂紙，800目金相砂紙，一把1 m左右的鋼筋鉗，四氯化碳一瓶、超聲波清洗機、電吹風（家用的即可）。

2 取樣步驟

1）利用鋸床在直徑為300 mm的連鑄上切取沿軋制方向上10~15 mm的一段，切割過程中要使用冷卻液，防止高溫氧化。

2）利用電火花線切割機沿直徑取直徑為5 mm的圓棒，且不要取最表面和中間部分，中間位置出現疏松，影響實驗結果，取樣位置如圖1所示。

圖1 取樣位置

3 制樣步驟

1）將樣品棒用車床將表面的氧化皮全部車掉，使樣品表面盡可能的平整，在分別用240目、400目、600目、800目、1000目、1500目水磨砂紙和800目金相砂紙對樣品表面進行細磨，使樣品表面沒有肉眼可見的劃痕，樣品處理后的直徑大于3 mm。

2）利用鋼筋鉗將磨好的棒材剪成0.5 g左右的小段樣品。

3）將剪好的小段樣品放入裝有CCl4的燒杯中，CCl4要完全沒過樣品，放入超聲波清洗機中清洗5~6 min。

4）將清洗好的小段樣品由燒杯中取出放到濾紙上，再用電吹風將樣品吹干（吹干是要使用溫風，可將濾紙放入大燒杯中，防止試樣被吹跑）。

5）氧氮樣品制備完成。

4 測試數據實例

表1 、表2分別為不同取樣位置氧含量和氫含量的檢測結果。

表1 不同取樣位置的w(O)檢測結果 %

表2 不同取樣位置的w（H）檢測結果 %

5 結論

由表1中數據可以看出，連鑄坯不同取樣位置對氧含量的檢測結果沒有影響，但是有時近中心位置取樣的檢測結果波動較大，對結果判斷影響較大。由表2可以看出，連鑄坯不同取樣位置對氫含量的檢測結果沒有影響。所以對于連鑄坯檢測氧含量，建議在近表面處或者1/4處的位置取樣，而對于氫含量的檢測，可以在近表面處、1/4處和近中心處隨機取樣。