电解法是从钢中提取夹杂物的重要方法。用电解法分离钢中的夹杂物是Fitterer于1931年提出的，当时电解法用于分离碳钢中的一些稳定氧化物。七十多年来，电解法的研究不断深入，现在对各种合金钢和纯铁中的各种夹杂物，包括化学性质很不稳定的一些硫化物，都能应用电解法分离。所以电解法是目前应用最广泛的分离夹杂物方法。 大样电解是由德国人开发的，随着连铸的发展，日本各大钢铁公司相继使用了这种方法。北京科技大学冶金系炼钢实验室参照有关资料，自1981年开始筹建设备，1982年运转，1985年正式通过冶金部鉴定。马鞍山钢研所在大样电解方面也做了些工作。大样电解法在我国日益受到人们的重视。大样电解具有以下特点： 1）试样大，电解时间长。大样电解为了捕获更多的夹杂，试样尺寸为φ60×150mm2，样重3～5公斤，电解时间约20天左右； 2）大样电解法利用碳化物粒径比较细小的特点，用淘洗法（或水簸法）把碳化物淘洗掉，将大颗粒夹杂和铁氧化物留在槽底，最后用磁选还原，把夹杂物分离出来； 3）可按夹杂物的粒径进行分级； 4）大样电解法的不足是不能完全保留云雾状的αAl2O3团。 用大样电解检查连铸过程中不同工艺阶段钢中夹杂物的变化，对改进连铸工艺，提高连铸坯质量有重要作用。 硫印 硫印检验法是宏观印痕检验的主要方法。它可以直接显示硫化物在钢中的偏析和分布。它是利用硫酸溶液与钢中的硫化物发生反应放出硫化氢，再与印相纸上的银盐反应成棕色的硫化银沉淀物，以检验钢中的硫并间接检验其它元素的偏析情况。硫印法是随着连铸的发展而出现的，在评定钢的清洁度时，克服了金相法、全氧法和电解法试样较小的不足，检验所覆盖的面积大，具有较强的代表性。20世纪80年代日本等高连铸比的国家相继开始用硫印法评定连铸坯的清洁度。 但是，随着纯净钢冶炼技术的不断发展，钢中硫含量不断降低，硫印检验结果受到了一定的影响和限制。 树枝晶显示 用显示连铸坯的树枝晶和观察测量其次级组织（一次枝干间距、二次枝干间距）来研究钢液凝固中的问题，是20世纪60年代后期发展起来的检测方法。以往研究钢液凝同的方法，如为人们所熟知的翻倒法、测温法、示踪法等都是很繁杂的，很难在现场反复地进行。显示树枝晶，测量其二次枝干间距来定量地研究铸坯凝固的方法，是研究钢锭和连铸坯生产中质量问题的一种简便可靠的方法。 1950年B.H.Alexander和F.N.Rhines试图定量地表观树枝晶组织，以后人们通过广泛的实验发现一次枝干、二次枝干间距与溶质浓度、成长速度等有一定的关系。显示树枝晶一般采用电解腐蚀或化学腐蚀。碳素钢和低合金钢一般采用化学腐蚀，即采用显示磷偏析的Stecd试剂（含有铜盐的酸性腐蚀剂）。使用Steod试剂对钢的磨光表面进行腐蚀，可以清晰地显示出树枝晶的主干和次级组织。在酸性溶液中，铜离子被铁所置换，铁被溶解，铜则沉积下来。由于首先结晶的树枝晶枝干相对纯净，铜就优先在那里沉积。因此，腐蚀后的试样经过轻度抛光后，凹陷的枝干上因嵌有铜而发亮，轴间部位则发暗。这样就可以获得清晰的树枝晶图像。 采用显示树枝晶的方法腐蚀出树枝晶以及它的次级组织，定量测定树枝晶二次枝干间距，从而研究钢液凝固中的问题，是热酸浸和硫印显示低倍组织等方法难以实现的。根据枝晶显示所显示的枝晶形态，能够测得其二次枝晶间距，进而可推算出局部凝固时间和冷却速度，同时还可测得柱状晶生长的偏角，据此可以了解液相穴内钢液流动状态。这些对于研究铸坯中夹杂物分布以及凝固组织和铸坯质量的关系是非常有用的。 二次枝干间距可以在显微镜低倍放大（5～20倍）下直接测量，也可以按一定放大倍数拍成照片后间接测量。一般连续测量3～4个枝，然后取平均值，以得到较为准确的结果。在本研究中，根据枝晶显示得到的高分辨率图像，使用图像处理软件“Photoshop”和工具软件“万能标尺”测量二次晶间距。 光谱分析 光谱分析包括发射光谱分析、原子吸收光谱分析和X射线荧光光谱分析等几种。目前炉前分析的主要方法为X射线荧光光谱分析。X射线荧光光谱分析是随着仪器工业的发展而出现的一种分析方法，其基本原理是：当物质受到强烈的X射线辐射时，物质中各组分的原子吸收一部分入射X射线的光量子，使原子发生阶跃。不同的阶跃过程所释放的能量亦不同，所得到的X射线荧光也有波长不同的谱线。只要测定每一条谱线的波长并考虑仪器的分辨率，就可定性分析试样中存在哪些元素。将测试样与标准试样的工作曲线进行比较即可定量分析元素的含量。X射线荧光光谱分析的优点是：操作方便、准确度高，分析速度快，既可作常量分析，又可测定某些杂质元素含量情况。 |