钢坯中气体样品的取样位置对检测结果的影响

黄日圣，徐 涛，吴振忠，王宏博，陈伟生

（安徽富凯特材有限公司，安徽 宣城 245300）

随着工业的发展，我国的钢材的产量取得重大突破，钢铁厂家由初始的只追求产量而过渡到追求高质量高性能钢材的时期[1]。氧、氮、氢等气体元素的含量现已成为冶炼过程中要进行控制的一项必不可少的技术手段，若其含量超过合理的范围，将严重影响钢材本身的物理性能及化学性能，钢中的氧以氧化物残留在晶界上，导致钢材机械性能、加工性能降低[2]，因此准确测定钢中总氧氢含量无论对于钢铁企业还是相关科研单位都显得尤为重要[3]。人们通过对钢材样品中的气体含量进行分析，根据数据改进生产工艺，从而提高钢材的质量，生产高质量的钢材。现如今钢厂所运用的手段是通过氧氮氢分析仪对钢材进行气体含量分析，此仪器既有进口的，也有国产的，由于市场对质量的要求，小型钢厂也开始配备氧氮氢测试仪，但是针对连铸坯的取样检测没有直观的认识，随机取样，有时会造成检测结果不稳定，出具数据不及时的结果，严重的影响了钢厂的产品销售。经过实际检测中的反复实践，本文提出了适合各大、中、小型钢厂使用的连铸坯氧氮氢样品取样方法。

1 主要的仪器和设备

仪器：EMGA-830氧氮氢分析仪。

取样工具：锯床（或冷切割锯）、电火花线切割机、车床、240目、400目、600目、800目、1000目、1500目水磨砂纸，800目金相砂纸，一把1 m左右的钢筋钳，四氯化碳一瓶、超声波清洗机、电吹风（家用的即可）。

2 取样步骤

1）利用锯床在直径为300 mm的连铸上切取沿轧制方向上10~15 mm的一段，切割过程中要使用冷却液，防止高温氧化。

2）利用电火花线切割机沿直径取直径为5 mm的圆棒，且不要取最表面和中间部分，中间位置出现疏松，影响实验结果，取样位置如图1所示。

图1 取样位置

3 制样步骤

1）将样品棒用车床将表面的氧化皮全部车掉，使样品表面尽可能的平整，在分别用240目、400目、600目、800目、1000目、1500目水磨砂纸和800目金相砂纸对样品表面进行细磨，使样品表面没有肉眼可见的划痕，样品处理后的直径大于3 mm。

2）利用钢筋钳将磨好的棒材剪成0.5 g左右的小段样品。

3）将剪好的小段样品放入装有CCl4的烧杯中，CCl4要完全没过样品，放入超声波清洗机中清洗5~6 min。

4）将清洗好的小段样品由烧杯中取出放到滤纸上，再用电吹风将样品吹干（吹干是要使用温风，可将滤纸放入大烧杯中，防止试样被吹跑）。

5）氧氮样品制备完成。

4 测试数据实例

表1 、表2分别为不同取样位置氧含量和氢含量的检测结果。

表1 不同取样位置的w(O)检测结果 %

表2 不同取样位置的w（H）检测结果 %

5 结论

由表1中数据可以看出，连铸坯不同取样位置对氧含量的检测结果没有影响，但是有时近中心位置取样的检测结果波动较大，对结果判断影响较大。由表2可以看出，连铸坯不同取样位置对氢含量的检测结果没有影响。所以对于连铸坯检测氧含量，建议在近表面处或者1/4处的位置取样，而对于氢含量的检测，可以在近表面处、1/4处和近中心处随机取样。