钢锭或铸坯元素偏析检测方法与流程

本发明涉及钢材质量检测相关设备，更具体地说，特别涉及一种钢锭或铸坯元素偏析检测方法。

背景技术：

1、钢锭/铸坯截面元素偏析，通俗来说就是钢水浇铸成连铸坯后，同一块铸坯横截面上，碳、硫、磷、锰等元素分布不均匀，有的地方元素多（富集）、有的地方元素少（贫化），这种成分忽高忽低的现象，就叫做钢锭/铸坯截面元素偏析。这种结构缺陷的产生是在钢液凝固时成分分布不均造成的，按尺度可分为宏观偏析（肉眼/低倍可见）与显微偏析（晶粒/枝晶级），核心危害为：钢锭或铸坯性能不均、各向异性、裂纹与服役失效。因此，对于钢锭或铸坯截面元素偏析的改善，一直都是钢铁行业永恒的问题。

2、请参考图1，图1a为现有技术中单点检测法钢锭或铸坯横截面结构示意图；图1b为现有技术中原位光谱分析法光谱行走路线图。

3、目前，对元素偏析的分析方法主要包含如下三种：1、如图1（a），做光谱分析（单点检测法）；2、如图1（a），钻样后，用化学法分析元素（单点检测法）；3、如图1（b），使用原位分析仪（原位光谱分析法）分析一小块试样（100×120mm）。在第三种分析方法中，原位分析仪的检测探头只能按固定方向行走分析，且距离试样切面边缘10mm的距离作为空位（在分析过程中，需要通过工装对试样的边缘进行夹持固定，这就造成了空位的产生），无法对空位位置进行分析。

4、随着国家重大装备的发展需求，对钢锭或铸坯的尺寸要求越来越大，但研究大型模铸钢锭、铸坯（比如截面直径或边长超过500mm）截面（横向、纵向）偏析所对应的分析设备却没有得到进一步的发展。在常规的检测分析方法中，如图1所示，图1（a）单点检测法工作量大、不能实现自动化、人工劳动强度大，且想要研究全截面元素偏析趋势的分布不太可能实现；图1（b）原位光谱分析法需要将试样分割成110×130mm的小样块，逐个对试样做原位分析，并且每个试样边缘都有10mm的空位不能被分析，小样块的偏析趋势无法代表整个钢锭或者铸坯，无法完整体现整个钢锭或铸坯截面的偏析趋势，对后续的分析和改善产生较大的误导，同时该方法（原位光谱分析法）固定的光谱行走路线，同试样偏析分布规律不一致，分析存在一定的误差，分析结果不能真实体现试样偏析分布规律。

技术实现思路

1、（一）技术问题

2、综上所述，如何提供一种新的钢锭或铸坯元素偏析检测分析方法，能够适用于不同截面形状且可自动完成截面连续分析，从而真实体现试样偏析的分布规律，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

3、（二）技术方案

4、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

5、本发明提供了一种钢锭或铸坯元素偏析检测方法，在本发明中，该钢锭或铸坯元素偏析检测方法包括：

6、步骤一、根据试样的截面形状设定与其成一一对应关系的检测路线，所述检测路线为与所述试样的截面形状吻合的平面螺旋线，或所述检测路线为“十”字形或“米”字形路线；

7、步骤二、根据试样的截面形状选择与其对应的检测路线，在真空条件下，沿选定的所述检测路线通过检测设备对所述是试样的横截面进行元素偏析检测。

8、优选地，在本发明所提供的钢锭或铸坯元素偏析检测方法中，当所述试样的横截面为圆形结构时，所述检测路线为圆形平面螺旋线；当所述试样的横截面为正多边形结构时，所述检测路线为正多边形平面螺旋线；或，当所述试样的横截面为规则形状时，所述检测路线为“十”字形或“米”字形。

9、优选地，在本发明所提供的钢锭或铸坯元素偏析检测方法中，当所述检测路线为平面螺旋线时，所述检测路线为等距平面螺旋线。

10、优选地，在本发明所提供的钢锭或铸坯元素偏析检测方法中，当所述检测路线为等距平面螺旋线时，以所述检测路线上的任意一点为检测基准点，以所述检测基准点为圆心形成一个基准检测区域，沿整条检测路线形成的全部基准检测区域覆盖试样的全部横截面。

11、优选地，在本发明所提供的钢锭或铸坯元素偏析检测方法中，所述基准检测区域的直径范围为5mm至10mm。

12、优选地，在本发明所提供的钢锭或铸坯元素偏析检测方法中，在所述步骤二中，当所述检测路线为平面螺旋线时，自所述检测路线的外端点开始，沿所述检测路线自外向内进行元素偏析检测。

13、优选地，在本发明所提供的钢锭或铸坯元素偏析检测方法中，所述步骤二中，当所述检测路线为平面螺旋线时，自所述检测路线的内端点开始，沿所述检测路线自内向外进行元素偏析检测。

14、优选地，在本发明所提供的钢锭或铸坯元素偏析检测方法中，在所述步骤二中，当所述检测路线为“十”字形或“米”字形路线，在所述检测路线的直线段路线上至少采集三个点，在采集的点中，包括有两端点。

15、优选地，在本发明所提供的钢锭或铸坯元素偏析检测方法中，沿所述检测路线等间隔取点进行元素偏析检测。

16、优选地，在本发明所提供的钢锭或铸坯元素偏析检测方法中，在所述步骤二中，对所述试样在封闭环境中进行元素偏析检测。

17、优选地，在本发明所提供的钢锭或铸坯元素偏析检测方法中，在所述步骤二中，在对所述试样进行元素偏析检测时，采用工装对所述试样的侧面进行固定，用以在元素偏析检测过程中对所述试样的截面进行避让。

18、优选地，在本发明所提供的钢锭或铸坯元素偏析检测方法中，所述试样为直径d≥500mm的圆形或正多边形的钢锭或铸坯。

19、优选地，在本发明所提供的钢锭或铸坯元素偏析检测方法中，所述试样为边长l≥500mm的矩形钢锭或铸坯。

20、优选地，在本发明所提供的钢锭或铸坯元素偏析检测方法中，所述试样的截面为垂直于试样轴线的横截面。

21、（三）有益效果

22、由上述可知，本发明提供了一种钢锭或铸坯元素偏析检测方法，在本发明中，该钢锭或铸坯元素偏析检测方法包括：步骤一、根据试样的截面形状设定与其成一一对应关系的检测路线，检测路线为与试样的截面形状吻合的平面螺旋线，或检测路线为“十”字形或“米”字形路线；步骤二、根据试样的截面形状选择与其对应的检测路线，在真空条件下，沿选定的检测路线通过检测设备对是试样的横截面进行元素偏析检测。在本发明中，根据试样的截面形状预先设定检测路线，在检测前根据试样的截面形状选择与其对应的检测路线，由于检测路线与试样的横截面为一一对应关系，因此本发明实现了自适应（根据试样截面形状就可以确定检测路线）试样形状定位技术，可根据试样形状确定检测光谱的行走轨迹。通过对检测路线的规划，能够使得检测设备对试样截面进行全覆盖检测，实现了超大型钢锭或铸坯试样的检测，得到完整的无间断的全截面的元素偏析分布规律。本发明能够适用于不同截面形状且可自动完成截面连续分析，从而真实体现试样偏析的分布规律。

1.一种钢锭或铸坯元素偏析检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的钢锭或铸坯元素偏析检测方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的钢锭或铸坯元素偏析检测方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的钢锭或铸坯元素偏析检测方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的钢锭或铸坯元素偏析检测方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的钢锭或铸坯元素偏析检测方法，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的钢锭或铸坯元素偏析检测方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的钢锭或铸坯元素偏析检测方法，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的钢锭或铸坯元素偏析检测方法，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的钢锭或铸坯元素偏析检测方法，其特征在于，