碳硅分析儀和測溫儀在鐵水材質控制中應用

鑄造生產中,能夠在爐前快速準確地測出鐵水的化學成分、球化率,是控制決定鑄件質量的關鍵。應用微電子技術和計算機技術,結合碳硅分析儀原理,研制鑄鐵質量爐前快速測試裝置是實現鑄件質量優化控制有的效途徑。碳硅分析儀具有測試速度快、工作穩定可靠等特點,機內數學模型經實際校正可用于不同生產條件的鑄造廠。

有人把鑄造碳硅分析儀中的冷卻曲線稱之為“冶金質量的指紋”，鑄造碳硅分析儀技術爐前快速預測和預報鑄件質量的基本原理，就是利用碳硅分析儀器記錄鐵水在特定樣杯中的冷卻曲線。然后根據冷卻曲線上特征值的變化來定量的計算鐵水的化學成分；或用凝固熱效應參數來定性地評價鑄鐵的石墨形態和凝固質量。定量碳硅分析儀對于控制鐵水成分，定性碳硅分析儀對于控制鐵水的凝固質量具有重要的指導意義。

鐵水的理想熔煉溫度控制 溫度的控制很多鑄造工廠沒有足夠重視，但它是爐前鐵水管理很重要的一環。不僅影響鑄件的內在質量，還和鑄件的氣孔、夾渣和表面缺陷等有關。參考下面的資料，可以了解溫度在鑄造生產的意義。不同的石墨形態，可以得到不同性能的鑄鐵，各種不同的鑄鐵均有一個共同的要求，即石墨應是細小的、均勻的，對孕育鑄鐵的石墨則應是短而鈍頭的，對球墨鑄鐵來說，石墨應該是圓整的，在熔煉過程中，要保證得到上述要求的。首先就必須將粗大的過共晶石墨和共晶石墨溶解到結晶臨界半徑以下，在重新結晶的條件下，才能得到上述要求的石墨形態。這就是消除石墨遺傳性。而溫度的控制是非常重要的，粗大的過共晶石墨在鐵水溫度達到1500度，并保持6～9妙鐘可以溶化到結晶臨界半徑以下，只有在這樣的熔煉條件下，生產的高牌號孕育鑄鐵或球墨鑄鐵的質量是可靠的。故生產孕育鑄鐵、球墨鑄鐵對鐵水的熔煉溫度是有要求的，其鐵水熔煉溫度應控制在1500 度以為宜。

孕育鑄鐵要求得到細小的、短而均勻的、鈍頭的石墨，保證其同一斷面的性能齊一性和不同斷面性能均勻性。其生產工藝的參數要求如下：

1）鐵水熔煉溫度1500～1550度，穩定1530度為宜。以保證獲得鐵水的高純度，消除石墨的遺傳性，經孕育處理得到細小的，均勻的，短而鈍頭的石墨形態。

2）孕育處理溫度，應保證在孕育處理過程中，使孕育劑迅速溶解于鐵水中，并在微觀中存在濃度差，保證在隨后的冷卻凝固的結晶過程中形成足夠多的結晶核心，一般處理應控制在1450度左右為佳。

3）澆注溫度，一般據鑄件壁厚確定以汽車鑄件為例，據鑄件壁厚形狀不同，一般在1400～1440度的范圍內。保證鐵水的內在質量熔煉溫度應在1500度，在該溫度鐵水氧化物夾雜、氣孔Z低抑止增硫，消除石墨遺傳性，穩定化學成分波動范圍均能得到保證。如果超過1550度，將增加鐵水的結晶過冷度，對使用性能不利。所以溫度的監測是我們生產高質量鑄件的重要環節 。

一些人認為，碳硅分析儀和測溫儀的價格太高了，但是從實際的生產來看，鐵水的成份波動，人工很難控制在要求的相應范圍內。在我們的服務企業中，年產300噸的一些小廠，一年的材質廢品損失便是數套碳硅分析儀器的價格。更不用說相應的能耗浪費、工時損耗、市場信譽等等價值損失。