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碳硅分析儀和測溫儀在鐵水材質(zhì)控制中應(yīng)用

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、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(jī)技術(shù),結(jié)合碳硅分析儀原理,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)化控制有的效途徑。碳硅分析儀具有測試速度快、工作穩(wěn)定可靠等特點,機(jī)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。

有人把鑄造碳硅分析儀中的冷卻曲線稱之為“冶金質(zhì)量的指紋”，鑄造碳硅分析儀技術(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(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；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(zhì)量具有重要的指導(dǎo)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(huán)。不僅影響鑄件的內(nèi)在質(zhì)量，還和鑄件的氣孔、夾渣和表面缺陷等有關(guān)。參考下面的資料，可以了解溫度在鑄造生產(chǎn)的意義。不同的石墨形態(tài)，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(yīng)是細(xì)小的、均勻的，對孕育鑄鐵的石墨則應(yīng)是短而鈍頭的，對球墨鑄鐵來說，石墨應(yīng)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(jié)晶臨界半徑以下，在重新結(jié)晶的條件下，才能得到上述要求的石墨形態(tài)。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(dá)到1500度，并保持6～9妙鐘可以溶化到結(jié)晶臨界半徑以下，只有在這樣的熔煉條件下，生產(chǎn)的高牌號孕育鑄鐵或球墨鑄鐵的質(zhì)量是可靠的。故生產(chǎn)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(yīng)控制在1500 度以為宜。

孕育鑄鐵要求得到細(xì)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(chǎn)工藝的參數(shù)要求如下：

1）鐵水熔煉溫度1500～1550度，穩(wěn)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(jīng)孕育處理得到細(xì)小的，均勻的，短而鈍頭的石墨形態(tài)。

2）孕育處理溫度，應(yīng)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(jié)晶過程中形成足夠多的結(jié)晶核心，一般處理應(yīng)控制在1450度左右為佳。

3）澆注溫度，一般據(jù)鑄件壁厚確定以汽車鑄件為例，據(jù)鑄件壁厚形狀不同，一般在1400～1440度的范圍內(nèi)。保證鐵水的內(nèi)在質(zhì)量熔煉溫度應(yīng)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(wěn)定化學(xué)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(jié)晶過冷度，對使用性能不利。所以溫度的監(jiān)測是我們生產(chǎn)高質(zhì)量鑄件的重要環(huán)節(jié) 。

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