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技術(shù)文章
固琦爐前快速分析儀的分析原理
點(diǎn)擊次數(shù)：1036 發(fā)布時(shí)間：2011-2-22
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(cè)出鐵水的化學(xué)成分、機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù)，結(jié)合熱分析原理，研制鑄鐵質(zhì)量爐前快速測(cè)試裝置是實(shí)現(xiàn)鑄件質(zhì)量?jī)?yōu)化控制的有效途徑。
固琦爐前快速分析儀具有測(cè)試速度快、工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，機(jī)內(nèi)數(shù)學(xué)模型經(jīng)實(shí)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(cè)和預(yù)報(bào)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(lái)定量的計(jì)算鐵水的化學(xué)成分和機(jī)械性能；或用凝固熱效應(yīng)參數(shù)來(lái)定性地評(píng)價(jià)鑄鐵的石墨形態(tài)和凝固質(zhì)量。定量熱分析對(duì)于控制鐵水成分，快速評(píng)判鑄件的機(jī)械性能指標(biāo)具有實(shí)際意義；定熱性分析對(duì)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(jī)械化和自動(dòng)化程度日益提高，爐前快速測(cè)定鑄鐵鐵水的主要化學(xué)成分（碳當(dāng)量，硅量，碳量）對(duì)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(fèi)時(shí)，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(jià)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(fèi)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(lái)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(cè)手段。以統(tǒng)計(jì)科學(xué)和數(shù)值計(jì)算為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的鑄鐵熔煉質(zhì)量快速分析技術(shù)，在我國(guó)已有十余年的研發(fā)歷程，現(xiàn)在要問(wèn)，什么系統(tǒng)更適合我國(guó)鑄造生產(chǎn)的實(shí)際情況，并且在使用中具有較好的可靠性？回答這個(gè)問(wèn)題雖然比較困難，但有幾點(diǎn)值得考慮。首先是硬件設(shè)備的經(jīng)濟(jì)型和通用性。近年來(lái)，隨著硬件設(shè)備的快速升級(jí)換代和軟件的日新月異。計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為生產(chǎn)廠家進(jìn)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(dòng)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(jì)算機(jī)上附以熱分析以及在線熱物性參數(shù)測(cè)量等功能，實(shí)現(xiàn)一極多能，要比開(kāi)發(fā)功能單一的熱分析儀表有更好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。其次，計(jì)算機(jī)也為熱分析技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了可靠、通用和廉價(jià)的技術(shù)平臺(tái)。
1. 測(cè)量結(jié)果更具有實(shí)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(duì)各自的作用程度有著抵消或增強(qiáng)。熱分析有能夠?qū)€(gè)元素在鐵業(yè)中的綜合作用結(jié)果進(jìn)行測(cè)量，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)鐵液完成直觀的綜合判定。在成分檢測(cè)中不僅報(bào)出主要成分C，Si的含量個(gè)根據(jù)C，Si含量計(jì)算的碳當(dāng)量CEC值，而且一測(cè)量的碳當(dāng)值CES這個(gè)參數(shù)將其他元素的綜合作用表示出來(lái)。通過(guò)對(duì)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(cè)量鐵液中各種元素的綜合作用的優(yōu)勢(shì)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(cè)量簡(jiǎn)單快捷熱分析從取樣開(kāi)始，3分鐘內(nèi)可測(cè)量出鐵液中的CES，CEC和C，Si含量，測(cè)量時(shí)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?？?實(shí)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(cè)量結(jié)果計(jì)算出來(lái)以后，計(jì)算機(jī)可以根據(jù)設(shè)定材料的目標(biāo)成分，自動(dòng)計(jì)算需要補(bǔ)加的增炭劑，硅鐵和廢鋼的重量，無(wú)須爐前控制人員進(jìn)行煩瑣的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果快速準(zhǔn)確，避免人為誤差和不必要的成分波動(dòng)。
4. 化學(xué)成分測(cè)量精度較高碳當(dāng)量度可達(dá)0.1%，碳含量可達(dá)0.05%，硅含量可達(dá)0.1%。
固琦爐前快速分析儀具有測(cè)試速度快、工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，機(jī)內(nèi)數(shù)學(xué)模型經(jīng)實(shí)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(cè)和預(yù)報(bào)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(lái)定量的計(jì)算鐵水的化學(xué)成分和機(jī)械性能；或用凝固熱效應(yīng)參數(shù)來(lái)定性地評(píng)價(jià)鑄鐵的石墨形態(tài)和凝固質(zhì)量。定量熱分析對(duì)于控制鐵水成分，快速評(píng)判鑄件的機(jī)械性能指標(biāo)具有實(shí)際意義；定熱性分析對(duì)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(jī)械化和自動(dòng)化程度日益提高，爐前快速測(cè)定鑄鐵鐵水的主要化學(xué)成分（碳當(dāng)量，硅量，碳量）對(duì)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(fèi)時(shí)，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(jià)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(fèi)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(lái)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(cè)手段。以統(tǒng)計(jì)科學(xué)和數(shù)值計(jì)算為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的鑄鐵熔煉質(zhì)量快速分析技術(shù)，在我國(guó)已有十余年的研發(fā)歷程，現(xiàn)在要問(wèn)，什么系統(tǒng)更適合我國(guó)鑄造生產(chǎn)的實(shí)際情況，并且在使用中具有較好的可靠性？回答這個(gè)問(wèn)題雖然比較困難，但有幾點(diǎn)值得考慮。首先是硬件設(shè)備的經(jīng)濟(jì)型和通用性。近年來(lái)，隨著硬件設(shè)備的快速升級(jí)換代和軟件的日新月異。計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為生產(chǎn)廠家進(jìn)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(dòng)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(jì)算機(jī)上附以熱分析以及在線熱物性參數(shù)測(cè)量等功能，實(shí)現(xiàn)一極多能，要比開(kāi)發(fā)功能單一的熱分析儀表有更好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。其次，計(jì)算機(jī)也為熱分析技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了可靠、通用和廉價(jià)的技術(shù)平臺(tái)。
1. 測(cè)量結(jié)果更具有實(shí)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(duì)各自的作用程度有著抵消或增強(qiáng)。熱分析有能夠?qū)€(gè)元素在鐵業(yè)中的綜合作用結(jié)果進(jìn)行測(cè)量，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)鐵液完成直觀的綜合判定。在成分檢測(cè)中不僅報(bào)出主要成分C，Si的含量個(gè)根據(jù)C，Si含量計(jì)算的碳當(dāng)量CEC值，而且一測(cè)量的碳當(dāng)值CES這個(gè)參數(shù)將其他元素的綜合作用表示出來(lái)。通過(guò)對(duì)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(cè)量鐵液中各種元素的綜合作用的優(yōu)勢(shì)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(cè)量簡(jiǎn)單快捷熱分析從取樣開(kāi)始，3分鐘內(nèi)可測(cè)量出鐵液中的CES，CEC和C，Si含量，測(cè)量時(shí)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?？?實(shí)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(cè)量結(jié)果計(jì)算出來(lái)以后，計(jì)算機(jī)可以根據(jù)設(shè)定材料的目標(biāo)成分，自動(dòng)計(jì)算需要補(bǔ)加的增炭劑，硅鐵和廢鋼的重量，無(wú)須爐前控制人員進(jìn)行煩瑣的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果快速準(zhǔn)確，避免人為誤差和不必要的成分波動(dòng)。
4. 化學(xué)成分測(cè)量精度較高碳當(dāng)量度可達(dá)0.1%，碳含量可達(dá)0.05%，硅含量可達(dá)0.1%。
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