爐前快速鐵水分析儀的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實(shí)用新型涉及檢測(cè)領(lǐng)域，特別是應(yīng)用在鑄鐵成分分析的技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]【【背景技術(shù)】】
[0004]在鑄造生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)合金的熔體現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行化學(xué)成分的快速準(zhǔn)確的測(cè)定，是工業(yè)質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，而鑄件成分含量又關(guān)乎著鑄件的工藝指標(biāo)，這是企業(yè)開拓市場(chǎng)的生命線。
[0005]然而市場(chǎng)上眾多的熱分析儀判斷能力弱，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，也存在著很多需要改善的地方，特別是控制算法需要大大改善，本實(shí)用可以高速解析復(fù)雜的冷卻曲線、選擇最好的的停滯點(diǎn)、對(duì)各停滯點(diǎn)讀取精度有本質(zhì)的飛躍，一個(gè)程序中可登陸多個(gè)檢量線，并進(jìn)行相互切換，根據(jù)對(duì)多個(gè)目標(biāo)材質(zhì)設(shè)定熔煉順序，并分別設(shè)置成分參數(shù)。
[0006]【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0007]本實(shí)用新型的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提出爐前快速鐵水分析儀，可以高速解析復(fù)雜的冷卻曲線，選擇最好的的停滯點(diǎn)并對(duì)各停滯點(diǎn)讀取精度有本質(zhì)的飛躍，一個(gè)程序中可登陸多個(gè)檢量線，并進(jìn)行相互切換，可以對(duì)多個(gè)目標(biāo)材質(zhì)設(shè)定熔煉順序并分別設(shè)置成分參數(shù)，響應(yīng)時(shí)間短，精度高，穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能完善，適合大中小鑄造企業(yè)對(duì)鐵水成分分析時(shí)使用。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出了爐前快速鐵水分析儀，包括打印機(jī)用的接口、增加顯示器的接口、網(wǎng)線插頭、K型頭、電源開關(guān)、電源接口、USB接口、顯示器、專用鍵盤、提手、外接電源線、溫度補(bǔ)償導(dǎo)線、鑄鐵成份熱分析儀本體、樣杯插座、傳感器、調(diào)理電路、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)輸入米集模塊、電源模塊、鍵盤、微型處理器、顯不模塊、打印機(jī)，所述打印機(jī)用的接口、增加顯示器的接口、網(wǎng)線插頭、K型頭、電源開關(guān)、電源接口和USB接口均安裝在鑄鐵成份熱分析儀本體的左側(cè)面，所述鍵盤、顯示模塊、打印機(jī)分別和微型處理器電性相連，所述鍵盤和顯示模塊安裝在鑄鐵成份熱分析儀本體正表面。
[0009]作為優(yōu)選，所述信號(hào)輸入采集模塊是傳感器、調(diào)理電路、采樣保持器和A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述傳感器、調(diào)理電路、采樣保持器和A/D轉(zhuǎn)換模塊電性相連。
[0010]作為優(yōu)選，所述外接電源線、溫度補(bǔ)償導(dǎo)線、鑄鐵成份熱分析儀本體和樣杯插座電性相連。
[0011]作為優(yōu)選，所述顯示模塊是LED顯示屏幕。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:可以高速解析復(fù)雜的冷卻曲線、選擇最好的的停滯點(diǎn)、對(duì)各停滯點(diǎn)讀取精度有本質(zhì)的飛躍，一個(gè)程序中可登陸多個(gè)檢量線，并進(jìn)行相互切換，根據(jù)對(duì)多個(gè)目標(biāo)材質(zhì)設(shè)定熔煉順序，并分別設(shè)置成分參數(shù)，響應(yīng)時(shí)間短，精度高，穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能完善，適合大中小鑄造企業(yè)對(duì)鐵水成分分析時(shí)使用。
[0013]本實(shí)用新型的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]【【附圖說(shuō)明】】
[0015]圖1是本實(shí)用新型爐前快速鐵水分析儀的原理示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型爐前快速鐵水分析儀的左視圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型爐前快速鐵水分析儀的主視圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型爐前快速鐵水分析儀的外部連線圖。
[0019]圖中:1-打印機(jī)用的接口、2-增加顯示器的接口、3-網(wǎng)線插頭、4-K型頭、5-電源開關(guān)、6-電源接口、7-USB接口、8-顯示器、9-專用鍵盤、10-提手、11-外接電源線、12-溫度補(bǔ)償導(dǎo)線、13-鑄鐵成份熱分析儀本體、14-樣杯插座、15-傳感器、16-調(diào)理電路、17-采樣保持器、18-A/D轉(zhuǎn)換模塊、19-信號(hào)輸入采集模塊、20-電源模塊、21-鍵盤、22-微型處理器、23-顯示模塊、24-打印機(jī)。
[0020]【【具體實(shí)施方式】】
[0021]參閱圖1、圖2、圖3、圖4，本實(shí)用新型，包括打印機(jī)用的接口 1、增加顯示器的接口
2、網(wǎng)線插頭3、K型頭4、電源開關(guān)5、電源接口6、USB接口 7、顯示器8、專用鍵盤9、提手10、外接電源線11、溫度補(bǔ)償導(dǎo)線12、鑄鐵成份熱分析儀本體13、樣杯插座14、傳感器15、調(diào)理電路16、采樣保持器17、A/D轉(zhuǎn)換模塊18、信號(hào)輸入采集模塊19、電源模塊20、鍵盤21、微型處理器22、顯示模塊23、打印機(jī)24，所述打印機(jī)用的接口 1、增加顯示器的接口 2、網(wǎng)線插頭
3、K型頭4、電源開關(guān)5、電源接口6和USB接口 7均安裝在鑄鐵成份熱分析儀本體13的左側(cè)面，所述鍵盤21、顯示模塊23、打印機(jī)24分別和微型處理器22電性相連，所述鍵盤21和顯示模塊23安裝在鑄鐵成份熱分析儀本體13正表面，所述信號(hào)輸入采集模塊19是傳感器15、調(diào)理電路16、采樣保持器17和A/D轉(zhuǎn)換模塊18，所述傳感器15、調(diào)理電路16、采樣保持器17和A/D轉(zhuǎn)換模塊18電性相連，所述外接電源線11、溫度補(bǔ)償導(dǎo)線12、鑄鐵成份熱分析儀本體13和樣杯插座14電性相連，所述顯示模塊23是LED顯示屏幕。
[0022]本實(shí)用新型工作過(guò)程:
[0023]本實(shí)用新型爐前快速鐵水分析儀在工作過(guò)程中，在對(duì)鑄鐵成分進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，將鐵水質(zhì)量進(jìn)行熱分析時(shí)取鐵水澆入樣杯，在樣杯特定的散熱條件下，熱分析儀首先記錄下樣杯內(nèi)鐵水的凝固溫度曲線，通過(guò)對(duì)凝固溫度曲線的解析，找出鐵水凝固過(guò)程的各種相變特征參數(shù)，將相變特征參數(shù)值帶入與凝固組織建立的數(shù)學(xué)模型后，即可以計(jì)算出決定鐵水凝固組織的重要控制參數(shù)。以白口化鐵水的凝固為例說(shuō)明凝固溫度曲線與相圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系:取原鐵水澆入加有強(qiáng)制白口化成分的樣杯，熱分析儀記錄了樣杯內(nèi)白口化鐵水的凝固溫度曲線。凝固溫度曲線的第一個(gè)平臺(tái)是鐵水降溫到液相線時(shí)，生成的固體相釋放結(jié)晶潛熱，維持樣杯散熱產(chǎn)生的恒溫平臺(tái)，我們將這個(gè)平臺(tái)溫度稱做初晶溫度(TL)。隨后鐵水進(jìn)行的是選擇結(jié)晶過(guò)程，選擇結(jié)晶中釋放的結(jié)晶潛熱不足以維持樣杯的散熱，溫度曲線呈緩慢下降的趨勢(shì)。選擇結(jié)晶剩余的鐵水到達(dá)共晶成份時(shí)，開始共晶凝固。剩余鐵水在共晶凝固中釋放出大量的結(jié)晶潛熱，直至全部鐵水完全凝固，維持了一個(gè)更長(zhǎng)的的恒溫平臺(tái)。我們稱這個(gè)溫度平臺(tái)為共晶溫度(TE)。我們通過(guò)測(cè)量鐵水的凝固溫度曲線，就可以捕捉到相變溫度特征值，將相變溫度值與鐵水中的活性成份含量或特定的凝固組織建立起數(shù)學(xué)關(guān)系，即可計(jì)算出與相變溫度對(duì)應(yīng)的活性成份含量或特定的凝固組織。
[0024]活性碳當(dāng)量是個(gè)非常重要的參數(shù)，它決定著鐵水以怎樣的組織形式開始凝固。熱分析能夠測(cè)量出鐵水的活性碳當(dāng)量(鐵水中所有石墨化、反石墨化成分和碳的綜合作用結(jié)果，區(qū)別于CE=C+Si/3的計(jì)算碳當(dāng)量)。
[0025]如果CE過(guò)低的話，初晶溫度隨之升高。初晶溫度高導(dǎo)致鐵水的過(guò)熱溫度減小，鐵水的流動(dòng)性降低，發(fā)生冷隔缺陷的風(fēng)險(xiǎn)度增大。初晶溫度越高，凝固冷卻的速度越大，產(chǎn)生白口缺陷的風(fēng)險(xiǎn)度越大。CE過(guò)低還導(dǎo)致初生奧氏體過(guò)多，縮孔的風(fēng)險(xiǎn)度增大，使灰鐵的抗拉強(qiáng)度過(guò)高，球鐵和蠕鐵的石墨過(guò)少等結(jié)果。
[0026]如果CE過(guò)高的話，會(huì)導(dǎo)致初生奧氏體過(guò)少、石墨過(guò)多，灰鐵的抗拉強(qiáng)度降低的結(jié)果。當(dāng)CE高于共晶成份時(shí)，凝固從石墨化漂浮開始，鐵水的流動(dòng)性降低，也會(huì)導(dǎo)致冷隔缺陷的發(fā)生。石墨化漂浮會(huì)導(dǎo)致共晶凝固時(shí)的碳含量減少，石墨化膨脹少，所以過(guò)共晶鐵水的縮松風(fēng)險(xiǎn)性較大。
[0027]基于這樣的控制邏輯，通過(guò)輸入采集模塊19將采集到的信息傳送到微型處理器22，微型處理器22將對(duì)應(yīng)信息傳送到顯示模塊23和打印機(jī)24，通過(guò)鍵盤21可以改變微型處理器的參數(shù)設(shè)置和工作狀態(tài)，顯示模塊23可以表示以下內(nèi)容:日期、時(shí)間、初晶溫度、共晶溫度、CE值、C%、Si%等數(shù)據(jù)，用圖像顯示CE的冷卻曲線?？梢酝ㄟ^(guò)鍵盤23設(shè)置多個(gè)檢量線，并進(jìn)行相互切換，根據(jù)對(duì)多個(gè)目標(biāo)材質(zhì)設(shè)定熔煉順序，并分別設(shè)置成分參數(shù)，響應(yīng)時(shí)間短，精度高，穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能完善。
[0028]上述實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的說(shuō)明，不是對(duì)本實(shí)用新型的限定，任何對(duì)本實(shí)用新型簡(jiǎn)單變換后的方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.爐前快速鐵水分析儀，其特征在于:包括打印機(jī)用的接口(I)、增加顯示器的接口(2)、網(wǎng)線插頭(3)、K型頭(4)、電源開關(guān)(5)、電源接口(6)、USB接口(7)、顯示器(8)、專用鍵盤(9)、提手(10)、外接電源線(11)、溫度補(bǔ)償導(dǎo)線(12)、鑄鐵成份熱分析儀本體(13)、樣杯插座(14)、傳感器(15)、調(diào)理電路(16)、米樣保持器(17)、A/D轉(zhuǎn)換模塊(18)、信號(hào)輸入采集模塊(19 )、電源模塊(20 )、鍵盤(21)、微型處理器(22 )、顯示模塊(23 )、打印機(jī)(24)，所述打印機(jī)用的接口(I)、增加顯示器的接口(2)、網(wǎng)線插頭(3)、K型頭(4)、電源開關(guān)(5)、電源接口(6)和USB接口(7)均安裝在鑄鐵成份熱分析儀本體(13)的左側(cè)面，所述鍵盤(21)、顯示模塊(23)、打印機(jī)(24)分別和微型處理器(22)電性相連，所述鍵盤(21)和顯示模塊(23)安裝在鑄鐵成份熱分析儀本體(13)正表面。2.如權(quán)利要求1所述的爐前快速鐵水分析儀，其特征在于:所述信號(hào)輸入采集模塊(19)是傳感器(15)、調(diào)理電路(16)、采樣保持器(17)和A/D轉(zhuǎn)換模塊(18)，所述傳感器(15 )、調(diào)理電路(16 )、采樣保持器(17 )和A/D轉(zhuǎn)換模塊(18 )電性相連。3.如權(quán)利要求1所述的爐前快速鐵水分析儀，其特征在于:所述外接電源線(11)、溫度補(bǔ)償導(dǎo)線(12)、鑄鐵成份熱分析儀本體(13)和樣杯插座(14)電性相連。4.如權(quán)利要求1所述的爐前快速鐵水分析儀，其特征在于:所述顯示模塊(23)是LED顯示屏幕。
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了爐前快速鐵水分析儀，包括打印機(jī)用的接口、增加顯示器的接口、網(wǎng)線插頭、K型頭、電源開關(guān)、電源接口、USB接口、顯示器、專用鍵盤、提手、外接電源線、溫度補(bǔ)償導(dǎo)線、鑄鐵成份熱分析儀本體、樣杯插座、傳感器、調(diào)理電路、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)輸入采集模塊、電源模塊、鍵盤、微型處理器、顯示模塊、打印機(jī)。本實(shí)用新型提出爐前快速鐵水分析儀，可高速解析復(fù)雜的冷卻曲線，選擇最好的停滯點(diǎn)并對(duì)各停滯點(diǎn)讀取精度有本質(zhì)的飛躍，可登陸多個(gè)檢量線并進(jìn)行相互切換，可以對(duì)多個(gè)目標(biāo)材質(zhì)設(shè)定熔煉順序并分別設(shè)置成分參數(shù)，響應(yīng)時(shí)間短，精度高，穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能完善，適合大中小鑄造企業(yè)對(duì)鐵水成分分析時(shí)使用。
【IPC分類】G01N25/06
【公開號(hào)】CN204882422
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520656097
【發(fā)明人】叢偉
【申請(qǐng)人】偉滕檢測(cè)設(shè)備（大連）有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年8月27日