固琦爐前快速分析儀的分析原理
鑄造生產(chǎn)中，能夠在爐前快速準(zhǔn)確地測出鐵水的化學(xué)成分、機械性能、球化率，是控制決定鑄件質(zhì)量的關(guān)鍵。應(yīng)用微電子技術(shù)和計算機技術(shù)，結(jié)合熱分析原理，研制鑄鐵質(zhì)量爐前快速測試裝置是實現(xiàn)鑄件質(zhì)量優(yōu)化控制的有效途徑。
固琦爐前快速分析儀具有測試速度快、工作穩(wěn)定可靠等特點，機內(nèi)數(shù)學(xué)模型經(jīng)實際校正可用于不同生產(chǎn)條件的鑄造廠。有人把鑄造熱分析中的冷卻曲線稱之為“冶金質(zhì)量的指紋”，鑄造熱分析技術(shù)爐前快速預(yù)測和預(yù)報鑄件質(zhì)量的基本原理，就是利用熱分析儀器記錄鐵水在特定樣杯中的冷卻曲線。然后根據(jù)冷卻曲線上特征值的變化來定量的計算鐵水的化學(xué)成分和機械性能；或用凝固熱效應(yīng)參數(shù)來定性地評價鑄鐵的石墨形態(tài)和凝固質(zhì)量。定量熱分析對于控制鐵水成分，快速評判鑄件的機械性能指標(biāo)具有實際意義；定熱性分析對于控制鐵水的凝固質(zhì)量具有重要的指導(dǎo)意義。
隨著鑄造生產(chǎn)的不斷發(fā)展機械化和自動化程度日益提高，爐前快速測定鑄鐵鐵水的主要化學(xué)成分（碳當(dāng)量，硅量，碳量）對保證鑄件質(zhì)量有著重要的意義。常規(guī)的化學(xué)分析方法很費時，約需要15~20分鐘才能得到分析結(jié)果，快速光譜分析雖然迅速，準(zhǔn)確，但價格昂貴且設(shè)備復(fù)雜，爐前使用受到限制。而熱分析法約需要3~4分鐘即可得到結(jié)果，費用低廉，操作操作方便，特別適宜與大批生產(chǎn)的專業(yè)化的鑄造廠爐前使用。因此，現(xiàn)代化的鑄鐵車間越來越多地采用熱分析法作為爐前快速控制鐵水質(zhì)量的重要檢測手段。以統(tǒng)計科學(xué)和數(shù)值計算為基礎(chǔ)發(fā)展起來的鑄鐵熔煉質(zhì)量快速分析技術(shù)，在我國已有十余年的研發(fā)歷程，現(xiàn)在要問，什么系統(tǒng)更適合我國鑄造生產(chǎn)的實際情況，并且在使用中具有較好的可靠性？回答這個問題雖然比較困難，但有幾點值得考慮。首先是硬件設(shè)備的經(jīng)濟型和通用性。近年來，隨著硬件設(shè)備的快速升級換代和軟件的日新月異。計算機已經(jīng)成為生產(chǎn)廠家進行技術(shù)和生產(chǎn)管理的重要工具。包括鑄造工藝CAD/CAE/CAM，鑄件生產(chǎn)成本預(yù)算，勞動工資管理和產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)等。在這樣的條件下，如果在計算機上附以熱分析以及在線熱物性參數(shù)測量等功能，實現(xiàn)一極多能，要比開發(fā)功能單一的熱分析儀表有更好的經(jīng)濟性和實用性。其次，計算機也為熱分析技術(shù)的實現(xiàn)提供了可靠、通用和廉價的技術(shù)平臺。
1. 測量結(jié)果更具有實用意義，防止材質(zhì)廢品發(fā)生，鐵液中存在多種石墨化元素和反石墨化元素，各元素在不同的含量下又有著不同的作用程度，這些元素互相融合，互相反應(yīng)以后，又對各自的作用程度有著抵消或增強。熱分析有能夠?qū)€元素在鐵業(yè)中的綜合作用結(jié)果進行測量，在短時間內(nèi)對鐵液完成直觀的綜合判定。在成分檢測中不僅報出主要成分C，Si的含量個根據(jù)C，Si含量計算的碳當(dāng)量CEC值，而且一測量的碳當(dāng)值CES這個參數(shù)將其他元素的綜合作用表示出來。通過對比CES和CEC值，爐前控制人員可以很直觀地判斷出鐵業(yè)的白口化合石墨化程度，以便采取措施即使調(diào)整，防止鑄件產(chǎn)生白口和縮松甚至才智不合格等廢品。熱分析儀的這種測量鐵液中各種元素的綜合作用的優(yōu)勢是常規(guī)的化學(xué)分析和爐前直讀光譜分析的。我公司生產(chǎn)的GQ-3S型碳硅分析儀就屬于這種熱分析。
2. 測量簡單快捷熱分析從取樣開始，3分鐘內(nèi)可測量出鐵液中的CES，CEC和C，Si含量，測量時間比常規(guī)的化學(xué)分析法縮短幾十倍，比爐前直度光譜儀短一倍以上。可*實現(xiàn)鐵業(yè)質(zhì)量的在線控制。
3. 鐵液成分調(diào)整方便分析儀的測量結(jié)果計算出來以后，計算機可以根據(jù)設(shè)定材料的目標(biāo)成分，自動計算需要補加的增炭劑，硅鐵和廢鋼的重量，無須爐前控制人員進行煩瑣的計算，計算結(jié)果快速準(zhǔn)確，避免人為誤差和不必要的成分波動。
4. 化學(xué)成分測量精度較高碳當(dāng)量度可達0.1%，碳含量可達0.05%，硅含量可達0.1%。
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