碳硅分析仪和测温仪在铁水材质控制中应用

铸造生产中,能够在炉快速准确地测出铁水的化学成分、球化率,是控制决定铸件质量的关键。应用微电子技术和计算机技术,结合碳硅分析仪原理,研制铸铁质量炉快速测试装置是实现铸件质量优化控制有的效途径。碳硅分析仪具有测试速度快、工作稳定可靠等特点,机内数学模型经实际校正可用于不同生产条件的铸造厂。

有人把铸造碳硅分析仪中的冷却曲线称之为“冶金质量的指纹”，铸造碳硅分析仪技术炉快速预测和预报铸件质量的基本原理，就是利用碳硅分析仪器记录铁水在特定样杯中的冷却曲线。然后根据冷却曲线上特征值的变化来定量的计算铁水的化学成分；或用凝固热效应参数来定性地评价铸铁的石墨形态和凝固质量。定量碳硅分析仪对于控制铁水成分，定性碳硅分析仪对于控制铁水的凝固质量具有重要的指导意义。

铁水的熔炼温度控制温度的控制很多铸造工厂没有足够重视，但它是炉铁水管理很重要的一环。不仅影响铸件的内在质量，还和铸件的气孔、夹渣和表面缺陷等有关。参考下面的资料，可以了解温度在铸造生产的意义。不同的石墨形态，可以得到不同性能的铸铁，各种不同的铸铁均有一个共同的要求，即石墨应是细小的、均匀的，对孕育铸铁的石墨则应是短而钝头的，对球墨铸铁来说，石墨应该是圆整的，在熔炼过程中，要确保得到上述要求的。先就必须将粗大的过共晶石墨和共晶石墨溶解到结晶临界半径以下，在重新结晶的条件下，才能得到上述要求的石墨形态。这就是消除石墨遗传性。而温度的控制是非常重要的，粗大的过共晶石墨在铁水温度达到1500度，并保持6～9妙钟可以溶化到结晶临界半径以下，只有在这样的熔炼条件下，生产的高牌号孕育铸铁或球墨铸铁的质量是可靠的。故生产孕育铸铁、球墨铸铁对铁水的熔炼温度是有要求的，其铁水熔炼温度应控制在1500 度以为宜。

孕育铸铁要求得到细小的、短而均匀的、钝头的石墨，确保其同一断面的性能齐一性和不同断面性能均匀性。其生产工艺的参数要求如下：1）铁水熔炼温度1500～1550度，稳定1530度为宜。以确保获得铁水的高纯度，消除石墨的遗传性，经孕育处理得到细小的，均匀的，短而钝头的石墨形态。
2）孕育处理温度，应确保在孕育处理过程中，使孕育剂迅速溶解于铁水中，并在微观中存在浓度差，确保在随后的冷却凝固的结晶过程中形成足够多的结晶核心，一般处理应控制在1450度左右为佳。
3）浇注温度，一般据铸件壁厚确定以汽车铸件为例，据铸件壁厚形状不同，一般在1400～1440度的范围内。确保铁水的内在质量熔炼温度应在1500度，在该温度铁水氧化物夹杂、气孔Z低抑止增硫，消除石墨遗传性，稳定化学成分波动范围均能得到确保。如果超过1550度，将增加铁水的结晶过冷度，对使用性能不利。所以温度的监测是我们生产高质量铸件的重要环节 。
一些人认为，碳硅分析仪和测温仪的价格太高了，但是从实际的生产来看，铁水的成份波动，人工很难控制在要求的相应范围内。在我们的服务企业中，年产300吨的一些小厂，一年的材质废品损失便是数套碳硅分析仪器的价格。更不用说相应的能耗浪费、工时损耗、市场信誉等等价值损失。