• 儀器分析在鑄造行業(yè)的發(fā)展應(yīng)用

鑄造是獲得機械產(chǎn)品毛坯的主要方法之一，是機械工業(yè)重要的基礎(chǔ)工藝，在國民經(jīng)濟中占有重要的位置。

當(dāng)前世界上工業(yè)發(fā)達國家鑄造技術(shù)的發(fā)展歸納起來大致有四個目標:

①保護環(huán)境，減少以至消除污染;②提高鑄件質(zhì)量和可靠性，生產(chǎn)好的近終形鑄件;③降低生產(chǎn)成本;④縮短交貨期。

傳統(tǒng)的鑄鐵分析檢測過程，是以手工化學(xué)分析也就是人們常說的"濕法分析"方法為主的。這種分析方法過程長、強度高、功能單一、穩(wěn)定性差、人為誤差大,已經(jīng)不能滿足時代的要求，也很難幫助企業(yè)達到以上四大目標。儀器科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大大縮短了分析時間，減少了人為誤差及廢品率，很好的促進了以上四個生產(chǎn)目標的形成與發(fā)展。近年來，儀器分析法在鑄造行業(yè)化學(xué)成分分析中得到廣泛應(yīng)用。

國內(nèi)大多數(shù)鑄造及大型鋼鐵企業(yè)通過引進國外儀器迅速提高了分析檢測裝備水平。在企業(yè)鑄件主體生產(chǎn)體系，通常采用光電直讀光譜儀(OES), X熒光光譜儀(XRF) 這兩類儀器，實施所謂的儀器化分析改進。這類儀器是一種利用物理電能激發(fā)，使試樣中不同化學(xué)元素原子發(fā)生能級躍遷而產(chǎn)生不同光譜，并使其轉(zhuǎn)換為電信號進行定量檢測的大型精密儀器。

目前，光電直讀光譜儀已成為鑄件化學(xué)成分分析的儀器，X熒光光譜分析儀則是生鐵和其它礦類樣化學(xué)成分分析的儀器。由于這類儀器集光、機、電、算(計算機)等方面的新技術(shù)于一體，配備相當(dāng)精密的物理與幾何光學(xué)系統(tǒng)，精密機械系統(tǒng)，電子傳感測量系統(tǒng)，計算機控制與數(shù)據(jù)處理及人機界面系統(tǒng)。使其具有的選擇性好、靈敏度、準確性、穩(wěn)定性高的性能，又具快速化、自動化、智能化、多功能的特點。

• 光電直讀光譜儀的原理特點

由于各種元素的原子結(jié)構(gòu)不同，在光源的激發(fā)作用下，試樣中每種元素都發(fā)射自己的特征光譜。光電直讀光譜儀就是通過對導(dǎo)電樣品施加能量而激發(fā)元素的外層電子，電子躍遷產(chǎn)生元素固有的特征光譜，利用特征光譜進行定性、定量的分析儀器。在鑄造行業(yè)的應(yīng)用中，具有以下優(yōu)點:

1.多通道多元素同時分析檢測的快速化特點

光電直讀光譜儀可同時進行多元素分析。直讀光譜法進行爐前分析時，在數(shù)分鐘內(nèi)可同時得出鑄件中二、三十個元素的分析結(jié)果,有利于鑄造生產(chǎn)過程進行中間控制，加速生產(chǎn)、提高了生產(chǎn)效率。

2.直接以固態(tài)分析，不需要復(fù)雜的前處理

光電直讀光譜儀分析樣品的處理比化學(xué)分析法簡單，從而大大地提高了分析速度。在對鑄件進行分析檢測中，簡化了試樣前處理過程，只需簡單的將樣品表面磨平。取消了手工分析方法過程中的試樣粉碎、酸溶加熱分解、化學(xué)反應(yīng)、比色分析、人工讀數(shù)等繁雜流程。

3.節(jié)約添加元素,降低生產(chǎn)成本

光電直讀光譜儀能夠快速準確的定量分析出樣品的化學(xué)成分，對于鑄造企業(yè)生產(chǎn)鑄件時，如不銹鋼的生產(chǎn)企業(yè)，能夠很好的將Cr、Ni的化學(xué)成分控制在客戶要求下限內(nèi)，達到節(jié)約添加元素，降低生產(chǎn)成本。同時，由于具備快速的進行爐前定量分析，提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)節(jié)約電費，降低生產(chǎn)成本。

光電直讀光譜儀的工作原理                          

光電直讀光譜儀的樣品分析流程

鑄造行業(yè)對光電直讀光譜儀的要求

根據(jù)國家十三五的規(guī)劃，鑄造行業(yè)需要由粗向型向精鑄轉(zhuǎn)型，那么對光電直讀光譜儀分析要求也相應(yīng)的需要有所提高，尤其在以下方面有了更高的要求:

1.具備臨線分析

臨線分析是指分析儀器臨近生產(chǎn)現(xiàn)場，能夠充分發(fā)揮光電直讀光譜儀快速分析的特點，逐漸成為冶金鑄造生產(chǎn)工藝中不可分割的一部分。由于冶金鑄造，行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境比較惡劣，如灰塵、震動、電磁干擾等，那么光譜儀在設(shè)計的時候就應(yīng)該考慮這些，如激發(fā)臺盡量使用封閉式激發(fā)臺、接地電阻要求盡量寬松等。

2.定量范圍廣、準確性高

光譜儀分析元素的范圍可從ppm一幾十%。微量及痕量元素對金屬及合金性能影響很大，日益受到人們的重視，如球墨鑄鐵中的稀土元素La、Ce等的控制檢測，As、Sn等有害元素的檢測。而另一方面，原材料價格一直高居不下，準確控制合金元素的成分又可以為企業(yè)在成本控制.上帶來很大幫助，如高合金鋼中Mn、Cr、Ni等元素的控制。

3.具備良好的穩(wěn)定性，尤其是C、P、S等元素

冶金鑄造行業(yè)生產(chǎn)中，對C、P、S元素的準確控制尤其重要，而C、P、S等元素容易受到空氣中氧的影響而產(chǎn)生較大誤差，因此光譜分光室須盡量采用高真空分光室從而保證這些元素的良好分析及穩(wěn)定性。

4.操作簡單便捷、維護方便，盡量實現(xiàn)自動化和智能化控制

為了豐富分析檢測者的應(yīng)用手段，并提高企業(yè)生產(chǎn)效率，分析儀器應(yīng)該向智能化方向發(fā)展，并應(yīng)該名副其實的實現(xiàn)智能系統(tǒng)(如帶有自診斷、自控、自調(diào)、自行判斷決策等高智能功能)，真實通過儀器來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、曲線擬合、綜合計算、數(shù)據(jù)分析、自動控制、自診斷與報警、通信、聯(lián)網(wǎng)、定性分析及定量分析等等。

5.具備良好的擴展性

企業(yè)發(fā)展越來越快，分析儀器應(yīng)該具備企業(yè)的發(fā)展要求,提供擴展分析功能要求。如根據(jù)客戶的要求，可以現(xiàn)場添加通道、現(xiàn)場制作工作曲線等，提高企業(yè)的資金使用效率。

• 島津直讀光譜儀在鑄造行業(yè)的應(yīng)用

PDA-5000是島津公司的一款落地式光電直讀光譜儀，集島津光譜儀精華及分析技術(shù)于一身，憑借其可靠的結(jié)構(gòu)和智能化軟件，保證了產(chǎn)品的突出性能和操作便捷。適用于在日常生產(chǎn)控制、質(zhì)量管理中,為客戶提供快速準確的分析結(jié)果，確保產(chǎn)品的質(zhì)量,是一款金屬制造及加工企業(yè)的理想選擇。

• 科學(xué)人性化設(shè)計
• 易懂易用
• 良好的擴展功能
• 優(yōu)越的分析性能
• 卓異的長期穩(wěn)定性
• 智能化的操作系統(tǒng)

PDA-5000正面魅力十足的曲線布局設(shè)計，既消除了儀器對使用者的壓迫感，又增加了儀器的空間。另外，在提高基于人機工程學(xué)而設(shè)計的精美弓形手柄，為緊固的操作性能作出突出貢獻。開發(fā)過程中，前期對客戶的加工流程和生產(chǎn)流程進行了調(diào)研，設(shè)計方案因具有工作空間而受到好評。經(jīng)國際專家嚴格審查評定，島津PDA-5000因具有高度的可靠性和全新的設(shè)計，并充分考慮了操作者的立場，而受到高度好評，榮獲2015年度iF設(shè)計大賽獎項。