碳硅分析儀技術(shù)應用于工廠(chǎng)爐前控制

　　固然理論碳硅分析儀技術(shù)的應用非常廣泛，但由于要求使用者具有一定的理論水平和相當的實(shí)踐經(jīng)驗，就我國鑄造企業(yè)實(shí)際職員的素質(zhì)和知識結構情況而言，還很難達到，目前還主要應用在測量鑄鐵白口化冷卻曲線(xiàn)，通過(guò)TL、TE的數值推算[C]、[Si]含量的層面上，在使用中經(jīng)常會(huì )出現一些理論和操縱上的困惑與失誤，比較典型的題目，有如下幾點(diǎn)：

　�、�、過(guò)冷失敗的處理：在使用HXD-2C型碳硅分析儀技術(shù)分析鐵水成份過(guò)程中，在某種條件下會(huì )出現鐵水在共晶凝固過(guò)程中不能按照亞穩定系白口方式凝固，呈現共晶溫度過(guò)冷現象，無(wú)法正確判定共晶溫度致使測量失敗，其原因是主要由于，鐵水中含有如Fe、Ti、Si、C等未完全熔化的微小顆粒，在凝固時(shí)抵消了Te無(wú)素的白口化傾向，起到形核核心的作用。消除此現象方法可采取增加Te加進(jìn)量，進(jìn)步鐵水溫度、延長(cháng)保溫時(shí)間，使未完全融化的合金微小顆粒充分熔化。

　�、�、鐵水碳當量、[C]、[Si]含量測量范圍的認定：從丈量原理上講，碳硅分析儀儀器只能丈量共晶鐵水，過(guò)共晶鐵水由于先凝固的初生相為石墨，開(kāi)釋的結晶潛熱不規律，在冷卻曲線(xiàn)上無(wú)明顯特征點(diǎn)，無(wú)法快速正確的在爐前判定出初晶溫度TL，所以根據冷卻曲線(xiàn)無(wú)法正確計算出鐵水的C、Si含量，這里所說(shuō)的過(guò)共晶鐵水的概念與一般理解的過(guò)共晶不同，鐵碳相圖上鐵水的共晶點(diǎn)的碳含量約為4.30%，但由于實(shí)際鐵水中的共晶點(diǎn)確認碳硅分析儀儀所能夠測量的鐵水碳當量，Si元素有降低共晶凝固溫度，進(jìn)步鐵水共晶點(diǎn)碳當量的作用，同時(shí)樣杯中添加的碲元素使鐵水按照亞穩定系白口方式凝固，也使鐵水的共晶凝固溫度進(jìn)一步降低，高鐵水共晶點(diǎn)碳當量，所以碳硅分析儀儀所能測量的鐵水碳當量遠大于理想狀態(tài)時(shí)的4.32%的范圍，根據Si%含量及其他元素的不同其碳當量的測量上限可以達到4.83%。C、Si含量的測量范圍由鐵水凝固過(guò)程中的初晶溫度TL和共晶溫度TE決定，只要冷卻曲線(xiàn)可以正確判定出TL和TE，就可以依據經(jīng)驗公司推算出其C、Si元素的含量。但由于某一鐵水Si%、C%組合不同，其測量范圍與理論上測量范圍有一點(diǎn)誤差。

　�、�、測量誤差原因分析：由前面的論述可以看出碳硅分析儀法在爐前鐵水控制的應用是一種基于成份當量的過(guò)程控制，并非嚴格意義上的成份測量方法，其對于成份的丈量的依據是理想狀態(tài)Fe-C-Si三元素相圖，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的鐵水與理想狀態(tài)的Fe-C-Si三元素相圖所依據鐵水間的差異必然會(huì )傳遞到成份測量過(guò)程中，影響成份測量的精度，固然對于穩定的差異所造成的誤差可以通過(guò)修正系數加以修正，但對于鐵水中除C和Si元素外的其他元素的波動(dòng)所造成的誤差則沒(méi)有有效的修正措施，這一點(diǎn)實(shí)際測量時(shí)需引起注重，在原材料不穩定予以考慮。

　　對于普通碳硅分析儀系統來(lái)講也是如此，普通碳硅分析儀器只進(jìn)行白口凝固冷卻曲線(xiàn)測定，通過(guò)捕捉到初晶溫度TL、共晶溫度TE這兩個(gè)特征點(diǎn)，由內裝的計算機程序計算出碳當量[CE]、碳含量[C]、硅含量[Si]，需要說(shuō)明的是：鐵水成份碳硅分析儀儀報告的[C]、[Si]含量是鐵水中所有元素對TL、TE綜合作用效果，等效[C]、[Si]元素對TL、TE作用效果的報告。這里面即包含了[C]、[Si]元素的作用，還包含了其他石墨化，反石墨化元素的綜合作用。更正確的講是[C]、[Si]成份的含量，其數值與常規化學(xué)分析方法分析出碳含量C%、硅含量Si%是有差別的。

　　盡管諸多的因素對TL、TE都有著(zhù)不同程度的影響，但影響最大的是[C]、[Si]這兩個(gè)元素。在常規條件下調整TL、TE最方便的方法、也是調整這兩個(gè)元素的含量。因此要獲得預想的組織和性能，只要調整[C]、[Si]這兩個(gè)元素的含量，就能夠將TL、TE整定到滿(mǎn)足組織形成成份條件。在鐵水中除了碳[C]、硅[Si]兩大成份以外、還存在著(zhù)多種微量元素，在鐵水中這些微量元素有著(zhù)各自不同的作用方法(石墨化、反石墨化等)。各元素在不同的含量下又有著(zhù)不同的作用程度。這些元素互相融合，互相反應以后，對備自的作用程度有著(zhù)抵消和增強。鐵水成份碳硅分析儀由TL、TE推算出來(lái)的[C]、[Si]含量，是鐵水中的[C]、[Si]元素綜合了其他元素的作用以后所能表現出實(shí)際效果的含量。因此當鐵水中其他的成份、含量發(fā)生變化時(shí)碳硅分析儀測報的[C%]、[Si%]的有效含量就會(huì )發(fā)生變化。