三通道炉前铁水质量管理装置及其测量方法与流程

本发明涉及工程技术领域，具体的说是三通道炉前铁水质量管理装置及其测量方法。

背景技术：

目前市场上炉前铁水质量管理装置和测量方法只能用于单独测试铁水的化学成分或球墨铸铁的球化率，蠕墨铸铁的蠕化率，实现不了成分、铁水性状同时检测，生产上控制铁水质量或工艺试验往往需要同时测定铁水化学成分及其性状, 因此局限性较大，对生产上控制铁水质量或工艺试验带来很大的不便，应用于工艺试验的耗时也较长。

技术实现要素：

本发明能够提供一种能够克服现有炉前铁水质量管理装置以上不足的三通道炉前铁水质量管理装置及其测量方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：三通道炉前铁水质量管理装置，包括数据采集单元和与其相互关联的数据处理单元以及结果显示单元，所述的数据采集单元包括测试样杯、数据采集卡和补偿导线，所述测试样杯为三组，其内分别置有温度传感器，测试样杯内置的温度传感器分别通过补偿导线与数据采集卡相互关联，构成独立的三组数据采集通道；所述的数据处理单元包括用于处理被测温度数据的工控机；所述的结果显示单元为与所述工控机相连的显示器；所述的工控机通过USB接口与所述的数据采集卡联机通讯。

进一步的，所述的工控机内置有模块化的测量系统，其模块包括灰铸铁测试模块、球墨铸铁测试模块和蠕墨铸铁测试模块，该测量系统能够同时归集和计算出三组测试通道或者任选一组或两组测试通道的温度数据。

作为优选的，所述的温度传感器为K型测温热电偶。

三通道炉前铁水质量管理装置的测量方法：

（1）测量前，根据要测定铁水的类型，通过测量系统提供的选择按钮切换正确的测试模块，例如灰铸铁测试模块、球墨铸铁测试模块或蠕墨铸铁测试模块。

（2）测量时，可以选用通道一的第一组测试样杯为测成分专用样杯，也可将三组测试通道均设置为成分专用样杯，使三组测试通道均能够同时测量铁水成分，通过测量系统选择测试模块并选中各通道即可；

当选用通道一的第一组测试样杯为测成分专用样杯时，通过在该测试样杯内放置碲粒，强制浇进的铁水按亚稳态方式凝固；

当通道二与通道三测试样杯里面没有放置碲粒时，浇进的铁水按稳定态方式凝固，铁水凝固方式不同，冷却过程中出现的特征温度不同。液态的铸铁铁水，例如：灰铁铁水、球墨铸铁球化处理后铁水或蠕墨铸铁蠕化处理后铁水浇入各通道的测试样杯后，数据采集卡实时对各通道的样杯中测温热电偶的温度进行采集，并把采集到的各通道的温度数据传输到工控机，工控机将这些温度数据分别描绘出各通道的液态铁水凝固过程中的“温度-时间”曲线，即通道一冷却曲线、通道二冷却曲线和通道三冷却曲线，各通道冷却曲线上的特征温度与灰铁的铁水成份、性状或者是与球墨铸铁球化处理后铁水成分、性状又或者是与蠕墨铸铁蠕化处理后铁水成分、性状密切的关联，工控机通过预先编写的程序对各通道冷却曲线的特征温度进行分析处理，根据选定的测试模块，计算出灰铁铁水成份、铁水孕育前及孕育后抗拉强度、硬度和过冷度或者是球墨铸铁球化处理的铁水成分、球化率和孕育效果等又或者是蠕墨铸铁蠕化处理后的铁水成分、蠕化率、孕育效果等。

实际测量时，也可以根据实际情况，通过模块化的测量系统选择同时归集和计算出三组测试通道或者任选一组或两组测试通道的温度数据。

本发明的有益效果是：通过三通道的设置以其测量的方法能够高效的对灰铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁铁水成分以及铁水多项性状参数同时检测，并且能够根据实际情况同时灵活选择使用三个通道或任选一个通道或者两个通道，为控制铁水质量提供了一个有效、方便快捷的手段，非常适合生产上控制铁水质量，而且用于工艺试验时能够快速得出所要的数据，从而大大地缩短试验时间。

附图说明

图1 本发明三通道炉前铁水质量管理装置的示意图。

图2本发明的冷却曲线图。

图3是本发明测定结果显示示意图。

图4是本发明通道选择示意图。

图5是本发明各通道和测试项目内容的示意图。

图中：1.数据采集单元 2.数据处理单元 3.结果显示单元 4.测试样杯 5.温度传感器 6.补偿导线 7.数据采集卡 8.工控机 9.显示器 10.通道一冷却曲线 11.通道二冷却曲线 12.通道三冷却曲线。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图与实施例，对本发明作进一步的阐述。应当理解，此处所描述的实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的三通道炉前铁水质量管理装置，包括数据采集单元1和与其相互关联的数据处理单元2以及结果显示单元3，所述的数据采集单元1包括测试样杯4、数据采集卡7和补偿导线6，所述测试样杯4为三组，其内分别置有温度传感器10，测试样杯内置的温度传感器分别通过补偿导线6与数据采集卡7相互关联，构成独立的三组数据采集通道；所述的数据处理单元2包括用于处理被测温度数据的工控机8；所述的结果显示单元3为与所述工控机8相连的显示器9；所述的工控机8通过USB接口与数据采集卡7联机通讯。

所述的工控机8内置有模块化的测量系统，其模块包括灰铸铁测试模块、球墨铸铁测试模块和蠕墨铸铁测试模块，该测量系统能够同时归集和计算出三组测试通道或者任选一组或两组测试通道的温度数据。

如图2-5所示，三通道炉前铁水质量管理装置的测量方法：

（1）测量前，根据要测定铁水的类型，通过测量系统提供的选择按钮切换正确的测试模块，例如灰铸铁测试模块、球墨铸铁测试模块或蠕墨铸铁测试模块。

（2）测量时，可以选用通道一的第一组测试样杯为测成分专用样杯，也可将三组测试通道均设置为成分专用样杯，使三组测试通道均能够同时测量铁水成分，通过测量系统选择测试模块并选中各通道即可；

当选用通道一的第一组测试样杯为测成分专用样杯时，通过在该测试样杯内放置碲粒，强制浇进的铁水按亚稳态方式（亚稳定系白口方式）凝固；

当通道二与通道三测试样杯里面没有放置碲粒时，浇进的铁水按稳定态方式（稳定系灰口方式）凝固，铁水凝固方式不同，冷却过程中出现的特征温度不同。液态的铸铁铁水，例如灰铁铁水、球墨铸铁球化处理后铁水或蠕墨铸铁蠕化处理后铁水浇入各通道的测试样杯后，数据采集卡实时对各通道的样杯中测温热电偶的温度进行采集，并把采集到的各通道的温度数据传输到工控机，工控机将这些温度数据分别描绘出各通道的液态铁水凝固（由液态转变为固态）过程中的“温度-时间”曲线，即通道一冷却曲线10、通道二冷却曲线11和通道三冷却曲线12，各通道冷却曲线上的特征温度（通道一：初晶温度TL和共晶温度TE，通道二与通道三：初晶温度TL、共晶过冷温度TEU、共晶回升温度TER）与灰铁的铁水成份、性状（铁水孕育前及孕育后抗拉强度、硬度和过冷度等）或者是与球墨铸铁球化处理后铁水成分、性状（球化率和孕育效果等）又或者是与蠕墨铸铁蠕化处理后铁水成分、性状（蠕化率、孕育效果等）密切的关联，工控机8通过预先编写的程序对各通道冷却曲线的特征温度进行分析处理，根据选定的测试模块，计算出灰铁铁水成份、铁水孕育前及孕育后抗拉强度、硬度和过冷度等性状或者是球墨铸铁球化处理的铁水成分、球化率和孕育效果等性状又或者是蠕墨铸铁蠕化处理后的铁水成分、蠕化率、孕育效果等性状。

实际测量时，也可以根据实际情况，通过模块化的测量系统选择同时归集和计算出三组测试通道或者任选一组或两组测试通道的温度数据，通过三通道的设置以其测量的方法能够高效的对灰铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁铁水成分以及铁水多项性状参数同时检测，并且能够根据实际情况同时灵活选择使用三个通道或任选一个通道或者两个通道，为控制铁水质量提供了一个有效、方便快捷的手段，非常适合生产上控制铁水质量，而且用于工艺试验时能够快速得出所要的数据，从而大大地缩短试验时间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、同等替换和改进等，均应落在本发明的保护范围之内。