爐前鐵水成分分析控制需注意的幾問題

爐前鐵水分析儀應用于測量鑄鐵白口化冷卻曲線，通過TL、TE的數(shù)值推算［C］、［Si］含量，在初次接觸和使用聯(lián)創(chuàng)系列爐前鐵水分析儀時經(jīng)常會遇到一些技術和操作上的問題，歸納總結以下主要的幾點：

1、鐵水碳當量、［C］、［Si］含量測量范圍的認定：從測量原理上講，熱分析儀器只能測量共晶鐵水，過共晶鐵水由于先凝固的初生相為石墨，釋放的結晶潛熱不規(guī)律，在冷卻曲線上無明顯特征點，無法快速準確的在爐前判斷出初晶溫度TL，所以根據(jù)冷卻曲線無法準確計算出鐵水的C、Si含量，這里所說的過共晶鐵水的概念與一般理解的過共晶不同，鐵碳相圖上鐵水的共晶點的碳含量約為4.30％，但由于實際鐵水中的共晶點確認熱分析發(fā)所能夠測量的鐵水碳當量，Si元素有降低共晶凝固溫度，提高鐵水共晶點碳當量的作用，同時樣杯中添加的碲元素使鐵水按照亞穩(wěn)定系白口方式凝固，也使鐵水的共晶凝固溫度進一步降低，高鐵水共晶點碳當量，所以熱分析儀所能測量的鐵水碳當量遠大于理想狀態(tài)時的4.32％的范圍，根據(jù)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程中的初晶溫度TL和共晶溫度TE決定，只要冷卻曲線可以正確判斷出TL和TE，就可以依據(jù)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誤差。  

2、過冷失敗的處理：在使用熱分析技術分析鐵水成份過程中，在某種條件下會出現(xiàn)鐵水在共晶凝固過程中不能按照亞穩(wěn)定系白口方式凝固，呈現(xiàn)共晶溫度過冷現(xiàn)象，無法準確判斷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等未熔化的微小顆粒，在凝固時抵消了Te元素的白口化傾向，起到形核核心的作用。消除此現(xiàn)象方法可采取增加Te加入量，提高鐵水溫度、 延長保溫時間，使未融化的合金微小顆粒充分熔化。  

3、測量誤差原因分析：由前面的論述可以看出熱分析法在爐前鐵水控制的應用是一種基于成份當量的過程控制，并非嚴格意義上的成份測量方法，其對于成份的測量的依據(jù)是理想狀態(tài)Fe-C-Si三元素相圖，實際生產(chǎn)過程中的鐵水與理想狀態(tài)的Fe-C-Si三元素相圖所依據(jù)鐵水間的差異必然會傳遞到成份測量過程中，影響成份測量的精度，雖然對于穩(wěn)定的差異所造成的誤差可以通過修正系數(shù)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所造成的誤差則沒有有效的修正措施，這一點實際測量時需引起注意，在原材料不穩(wěn)定予以考慮。

 對于普通熱分析系統(tǒng)來講也是如此，普通熱分析儀器只進行白口凝固冷卻曲線測定，通過捕捉到初晶溫度TL、共晶溫度TE這兩個特征點，由內(nèi)裝的計算機程序計算出碳當量［CE］、碳含量［C］、 硅含量［Si］，需要說明的是：鐵水成份熱分析儀報告的［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。更準確的講是［C］、［Si］成份的含量，其數(shù)值與常規(guī)化學分析方法分析出碳含量C％、硅含量Si％是有差別的。

    盡管諸多的無素對TL、TE都有著不同程度的影響，但影響zui大的是［C］、［Si］這兩個元素。在常規(guī)條件下調(diào)整TL、TEzui方便的方法、也是調(diào)整這兩個元素的含量。因此要獲得預想的組織和性能，只要調(diào)整［C］、［Si］這兩個元素的含量，就能夠?qū)L、TE整定到滿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、 還存在著多種微量元素，在鐵水中這些微量元素有著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抵消和增強。 鐵水成份熱分析儀由TL、TE推算出來的［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(xiàn)出實際效果的含量。因此當鐵水中其他的成份、含量發(fā)生變化時熱分析儀測報的［C％］、［Si％］的有效含量就會發(fā)生變化。

編輯：南京聯(lián)創(chuàng)分析儀器制造有限公司

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