碳硅分析仪和测温仪在铁水材质控制中应用

铸造生产中,能够在炉前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,研制铸铁质量炉前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前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。

铁水的理想熔炼温度控制 温度的控制很多铸造工厂没有足够重视，但它是炉前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，要保证得到上述要求的。首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，保证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。以保证获得铁水的高纯度，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，应保证在孕育处理过程中，使孕育剂迅速溶解于铁水中，并在微观中存在浓度差，保证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。保证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保证。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。