鐵水成份爐前快速熱分析技術(shù)是以鑄鐵組織形成過程的凝固溫度曲線為被測對象，由計(jì)算機(jī)對凝固溫度曲線迸行解析，從而計(jì)算出鐵水的碳當(dāng)量（CE％），碳含量（C％），硅含量 （Si％）等指標(biāo)的鑄鐵爐前快速分析技術(shù)，測量精度可達(dá)到CE|O.1O％、C|0.05％、 Si|0.l0％。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家被廣泛用于鑄鐵生產(chǎn)的在線測量，是一種成熟可靠的測定方法。我國在1979年到1990年的11年對熱分析儀亦做了大量的研究工作。 20世紀(jì)90年代中期隨著世界產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)移，一些發(fā)達(dá)國家的廠商來我國采購鑄件或投資建廠，為了獲得高品質(zhì)的鑄件，把他們?nèi)砸蕾嚨臒岱骤丶夹g(shù)也帶進(jìn)中國來，使熱分析儀的應(yīng)用首先在獨(dú)資，合資和生產(chǎn)出口鑄件的工廠展開，并取得很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。由于外商鑄造企業(yè)的示范效應(yīng)和熱分析生產(chǎn)廠商的大力推廣，在近十年時(shí)間內(nèi)使熱分析技術(shù)應(yīng)用迅速普及。雖然熱分析技術(shù)目前發(fā)展形勢很快，但對于我國整個鑄造業(yè)在熱分析技術(shù)的應(yīng)用水平上與外資企業(yè)相比還存在不小的差距，理論認(rèn)識上有一定誤區(qū)，使用過程中還存在一定問題，主要需要在以下幾個方面加以改迸：
    1、認(rèn)識熱分析技術(shù)的特點(diǎn)，使其在實(shí)際生產(chǎn)中充分發(fā)揮作用  
    從事鑄造技術(shù)工作的人雖都知道鐵碳平衡相圖，它是從事金屬材料研究與生產(chǎn)的基礎(chǔ)工具，它給出了鐵水成份下凝固過程相變溫度之間的定量關(guān)系，鐵水凝固相變溫度的狀態(tài)又與鐵水鑄造后的鑄件的各項(xiàng)性能存在一定的關(guān)系，我們就是通過這種關(guān)系進(jìn)行金屬材料各項(xiàng)性能指標(biāo)的預(yù)測，調(diào)控生產(chǎn)過程。鐵碳平衡相圖的測定方法與熱分析技術(shù)測得的鐵水冷卻曲線的方法類似，他們之間的差別在于鐵碳平衡相圖是在一種理想狀態(tài)下測定出的結(jié)果，而熱分析技術(shù)測定出的冷卻曲線是生產(chǎn)實(shí)際中使用鐵水，它的成份相對比較復(fù)雜，冷卻曲線的形態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)也有一定差異，但正是這種差異更能代表鐵水的實(shí)際狀態(tài)，使用這種實(shí)際鐵水的冷卻曲線進(jìn)行鐵水質(zhì)量分析與控制更加接近生產(chǎn)實(shí)際，與單純使用以成份為基礎(chǔ)的鐵碳平衡相圖進(jìn)行生產(chǎn)分析與控制相比減少了一個環(huán)節(jié)，其結(jié)果將更加準(zhǔn)確，控制的精度更高，在生產(chǎn)中發(fā)揮的作用將更有力。 
    2、掌握鐵水成份、性狀與鐵水質(zhì)量的關(guān)系 
    許多研究證明影響鐵水質(zhì)量的因素除成份外，鐵水性狀也是影晌鐵水質(zhì)量的一個重要因素，所謂鐵水性狀即某一成份的鐵水某一時(shí)刻所處的狀態(tài)，不同的熔煉過程的不同時(shí)刻鐵水的性狀是各異的，這種性狀以鐵水成份為基礎(chǔ)條件隨時(shí)間而動態(tài)變化的，這種性狀的不同必然會對鑄件性能產(chǎn)生影響。但對性狀對鐵水質(zhì)量的影響如果使用常規(guī)的基于成份的分析方法我們無法加與區(qū)別。對于基于過程測定的熱分析法來講，由于其測定的是鐵水動態(tài)凝固的一個完整過程，通過對不同測定過程進(jìn)行對比分析，即可區(qū)分出這種性狀的不同，從而為研究鐵水性狀對鑄件質(zhì)量的影響提供了一種有利的定量分析工具。使用日本撒布浪斯公司的熱分析儀TCS對同一爐鐵水不同保溫時(shí)間進(jìn)行測定的結(jié)果，從測定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，同一爐鐵水在不同的狀態(tài)下其澆注后的組織性能各不相同，即證明了鐵水質(zhì)量并不是只與成份有關(guān)，要獲得高質(zhì)量的鐵水需進(jìn)行多種因素綜合控制。 
    根據(jù)以上分析可以看出，熱分析技術(shù)所測定的鐵水冷卻曲線，除通過由TL、TE的數(shù)值推算出［c］、［si］含量進(jìn)行定量監(jiān)控外，通過對冷卻曲線狀態(tài)的監(jiān)控，還可以用于定性的監(jiān)控鐵水的溫度、包晶反映、過氧化等現(xiàn)象。 
    3 、熱分析技術(shù)應(yīng)用于工廠爐前控制，需注意的幾個問題 
    雖然理論熱分析技術(shù)的應(yīng)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(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就我國鑄造企業(yè)實(shí)際人員的素質(zhì)和知識結(jié)構(gòu)情況而言，還很難達(dá)到，目前還主要應(yīng)用在測量鑄鐵白口化冷卻曲線，通過TL、TE的數(shù)值推算［C］、［Si］含量的層面上，在使用中經(jīng)常會出現(xiàn)一些理論和操作上的困惑與失誤，比較典型的問題，有如下幾點(diǎn)： 
    A、鐵水碳當(dāng)量、［C］、［Si］含量測量范圍的認(rèn)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(jié)晶潛熱不規(guī)律，在冷卻曲線上無明顯特征點(diǎn)，無法快速準(zhǔn)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(zhǔn)確計(jì)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(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(rèn)熱分析發(fā)所能夠測量的鐵水碳當(dāng)量，Si元素有降低共晶凝固溫度，提高鐵水共晶點(diǎn)碳當(dāng)量的作用，同時(shí)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(jìn)一步降低，高鐵水共晶點(diǎn)碳當(dāng)量，所以熱分析儀所能測量的鐵水碳當(dāng)量遠(yuǎn)大于理想狀態(tài)時(shí)的4.32％的范圍，根據(jù)Si％含量及其他元素的不同其碳當(dāng)量的測量上限可以達(dá)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(yàn)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。 
    B、過冷失敗的處理：在使用熱分析技術(shù)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(zhǔn)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(shí)抵消了Te無素的白口化傾向，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(shí)間，使未*融化的合金微小顆粒充分熔化。 
    C、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(yīng)用是一種基于成份當(dāng)量的過程控制，并非嚴(yán)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(shí)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(diǎn)實(shí)際測量時(shí)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(jìn)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(diǎn)，由內(nèi)裝的計(jì)算機(jī)程序計(jì)算出碳當(dāng)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(bào)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(bào)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(zhǔn)確的講是［C］、［Si］成份的含量，其數(shù)值與常規(guī)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(yù)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(yīng)以后，對備自的作用程度有著抵消和增強(qiáng)。 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(shí)際效果的含量。因此當(dāng)鐵水中其他的成份、含量發(fā)生變化時(shí)熱分析儀測報(bào)的［C％］、［Si％］的有效含量就會發(fā)生變化。