[发明专利]铸造中合金成分在线检测与目视化控制的方法及其装置

摘要

本发明公开了铸造中合金成分在线检测与目视化控制的方法，并提供了相应的实施装置。所述方法采用制样模具提取熔炼炉钢水，直读光谱仪测定试样化学成分，化学成分目视化系统采集并记录试样化学成分，通过计算机调用铸造合金数据库进行标准化学成分与试样化学成分的比较，继而在LED显示屏上给出各合金添加剂的加入量，同时警报示警相应作业人员，最终控制钢水化学成分。本发明在浇注前检测钢水试样的化学成分，并根据合金标准化学成分，给出各合金添加剂的加入量，具有结果稳定、可靠性高、分析周期短、分析成本低、简单易行的优点，能够有效控制铸件化学成分、降低生产成本、缩短生产周期，适于铸造过程中熔炼现场的炉前操作。

主权项

1.铸造中合金成分在线检测与目视化控制的方法，具体步骤如下：(1)采用制样模具制作标准化试样；(2)使用直读光谱仪对试样的化学成分进行检测，试样信息及检测的结果传输至计算机；(3)计算机自动调用相应钢号的标准化学成分值，依据比对判断方法，将试样化学成分值与标准化学成分值进行比对；所述步骤（3）中标准化学成分值的确定方法如下：每一钢号的材料各元素化学成分值均为某一范围，存在化学成分上限值和化学成分下限值，依据浇注过程中元素烧损规律，对于易烧损元素的标准化学成分值取其化学成分上限值‑1/4（化学成分上限值‑化学成分下限值），其他元素的标准化学成分值取其化学成分下限值+1/2（化学成分上限值‑化学成分下限值）；(4)若比对结果为试样化学成分不合格，则化学成分目视化系统自动根据试样化学成分值调整为标准化学成分值的计算方法，在LED显示屏上给出各合金添加剂的加入量，同时警报示警相应作业人员；所述步骤（4）中的计算方法如下：1）根据比对判定方法，若试样化学成分判定为不合格，则需要通过向钢水中加入合金添加剂的方式来调整钢水的化学成分，以使钢水化学成分满足所需的标准钢号要求，依据各主要元素的标准结果差和合金添加剂中元素的含量，来计算该合金添加剂的加入量；2）具体计算方法：首先选用高碳锰铁作为合金添加剂，依据计算模型，来计算合金添加剂的加入量；通过加入合金添加剂来调整某一元素含量的同时，会向钢水中引入附加元素，这种情况下，需要首先依据主元素调整时计算出需加入的合金添加剂的加入量，然后依据主元素加入量来计算附加元素的附加改变差，最后依据附加元素加入量来计算用于调整附加元素含量的合金添加剂的加入量，附加元素加入量等于标准结果差‑附加改变差；3）判断碳元素调整后是否超过化学成分上限值的方法：若碳元素依据标准成分值‑标准结果差+附加改变差的调整量来进行调整后，试样中碳元素超过化学成分上限值，则采用低碳锰铁作为合金添加剂，依据碳元素的标准结果差及计算模型重新来计算该种合金添加剂的加入量； (5)炉前操作人员依据LED显示屏上各合金添加剂加入量的提示信息，调整控制该炉钢水化学成分。