專利名稱：鑄鐵熱分析曲線液相溫度和固相溫度精確檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵鋳造、信號處理技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及在通過熱分析方法進行鑄鐵碳、硅含量在線測定中液相溫度和固相溫度的精確查找方法，為ー種鑄鐵熱分析曲線液相溫度和固相溫度精確檢測方法。
背景技術(shù)：
鐵液成分的在線檢測，要求迅速、準確提供鐵液成分檢測結(jié)果，以便在線調(diào)整鐵液的化學(xué)成分，一般化學(xué)分析法難以適應(yīng)在線檢測的速度要求，熱分析法是通過測定伴隨物質(zhì)的溫度變化和化學(xué)反應(yīng)的進行而發(fā)生的熱力學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)的變化，進而確定物質(zhì)結(jié)構(gòu)的熱變化及化學(xué)反應(yīng)常數(shù)的ー種方法。其基本原理是在冷卻曲線上的任何變化直接與凝固體的熱量變化有夫，即與相變有夫。因此，冷卻曲線實際上是特定合金凝固過程的一次記錄，凝固過程的所有信息都包含在冷卻曲線上，這樣，只要求得合金在加熱或冷卻過程中的溫度變化曲線，就可間接求出該合金相應(yīng)的特性參數(shù)，如化學(xué)成分、組織及性能等。早期的熱分析法是根據(jù)合金的冷卻曲線定量的獲得合金的固相、液相、轉(zhuǎn)變相信息的ー種方法，一般稱為直接熱分析法，但是冷卻曲線常常不像人們所期望的那樣清楚地顯示出它的特征值，因而如何正確的分析熱分析曲線成了直接熱分析法測試中的關(guān)鍵。碳和硅兩種元素的含量是鑄鐵過程中非常重要的兩個元素，通過熱分析的方法測量鑄鐵中的碳、硅含量通常的方法就是根據(jù)鐵水冷卻曲線，獲得液相溫度和固相溫度兩個溫度點，經(jīng)過經(jīng)驗公式計算獲得。參考文獻王利華，石德全，李大勇.熱分析技術(shù)在鑄造生成質(zhì)量檢測上的應(yīng)用(一).金屬鑄鍛焊技木，2009，Vol38(21) :72-76中描述了熱分析法測量碳、硅含量的方法，但是對于如何高精度的提取液相溫度和固相溫度并未研究。在鑄鐵熱分析曲線中通常有兩個溫度拐點，通常這兩個拐點就分別對應(yīng)著液相溫度和固相溫度。然而，在實際的測量中，這兩個溫度拐點有時表現(xiàn)不明顯。因此許多國內(nèi)許多采用相應(yīng)原理的分析儀器往往得不到液相溫度點，從而導(dǎo)致無法得到分析結(jié)果。如果采用本發(fā)明方法可以大大提高儀器得到液相溫度和固相溫度能力，大大提高鑄鐵碳、硅含量分析的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是鐵液成分檢測需要獲知液相溫度和固相溫度兩個溫度，鑄鐵熱分析曲線的兩個拐點分別對應(yīng)著液相溫度和固相溫度，但現(xiàn)有技術(shù)在實際測量中無法有效得到這兩個點。本發(fā)明的技術(shù)方案為鑄鐵熱分析曲線液相溫度和固相溫度精確檢測方法，對鑄鐵熱分析曲線劃分階段第一階段為液相溫度區(qū)，第二階段為固相溫度區(qū)，包括以下步驟
I)首先確定液相溫度點對鐵水進行溫度檢測，采樣溫度得到熱分析曲線，當(dāng)鐵水溫度達到最大溫度點開始下降時作為第一階段開始，設(shè)定溫度差閾值K1和K2，K^K2,
a)當(dāng)釆樣溫度點滿足
權(quán)利要求
1.鑄鐵熱分析曲線液相溫度和固相溫度精確檢測方法，其特征是對鑄鐵熱分析曲線劃分階段第一階段為液相溫度區(qū)，第二階段為固相溫度區(qū)，包括以下步驟 1)首先確定液相溫度點對鐵水進行溫度檢測，采樣溫度得到熱分析曲線，當(dāng)鐵水溫度達到最大溫度點開始下降時作為第一階段開始，設(shè)定溫度差閾值K1和K2，K^K2, cfr a)當(dāng)采樣溫度點滿足17-K^，則認為進入液相溫度區(qū)，其中，T為鐵水溫度，t為檢測時間，i = 1，2，……，i表示溫度采樣點的標(biāo)號，液相線溫度發(fā)生在Ti附近，繼續(xù)采樣鐵水溫度，如果與前ー時刻之間溫度差(Tw-Ti)不變或者變大，則將此時的Ti作為液相溫度點； b)如果在溫度檢測的過程中沒有出現(xiàn)溫度變化小于等于閾值K1吋，即找不到滿足式dT —一-T ゝん的溫度點，則進行分段拐點分析法，對熱分析曲線分段進行分析，獲得每一段獲出T ニT取最大溫度點和此溫度點之前的溫度采樣點，得到液相分析曲線，對這段曲線用最小ニ乘法進行三次曲線擬合，獲得擬合曲線τ=83 3+Μ2+&1 +&(ι，對此擬合曲線的函數(shù)求拐點，拐d2T點滿足]一 =O，拐點即為ち對應(yīng)的點，如果所述拐點在所述液相分析曲線段內(nèi)，則將該拐點作為最后一點，向前在液相分析曲線段內(nèi)捜索相鄰溫度差最小的溫度點Tk，如果這個 dT ——溫度點滿足I <κ則認為Tk為液相溫度點；講 T=Tk c)如果上述兩種情況都沒有滿足的溫度點，則說明液相溫度不明顯，不能判斷，認為鐵水元素含量偏差較大，沒有液相溫度； 2)找到液相溫度后，如果溫度變化#> ^，則表示液相溫度區(qū)結(jié)束，將液相溫度點后d/ -第一個滿足1^ >ん的鐵水溫度點作為液相溫度區(qū)結(jié)束點，從液相溫度區(qū)結(jié)束點開始往后 di _作為第二階段固相溫度區(qū)； 3)固相溫度的捜索步驟為 a)進入固相溫度區(qū)，當(dāng)出現(xiàn)溫度Ti滿足Tw-Ti彡O.2，則將此時的Ti作為固相溫度點； b)如果沒有找到滿足Tw-Ti^ O. 2條件的點，則進行分段拐點分析法，對應(yīng)步驟I)的情況b)，對熱分析曲線分段進行分析，由得到液相溫度點及其之后屬于同一分段的溫度采樣點，得到固相分析曲線，對所述固相分析曲線用最小二乗法進行三次曲線擬合，即獲得擬 d2T合曲線Τ=￥3+1^2+1^+Ιν對該三次函數(shù)求拐點，滿足Y =0，拐點即為ち對應(yīng)的點Tp則認為L就是固相溫度點； C)如果找到的液相溫度和固相溫度比較靠近，存在Tk-I^cr C，說明液相溫度區(qū)與固相溫度區(qū)的劃分有偏差，已找到的液相溫度實際上是固相溫度，即Tk=Tj ； 4)對于步驟3)的情況C)，重新劃分液相溫度區(qū)域，以固相溫度點往前作為新的液相溫度區(qū)域，按照步驟I)的情況b)在新的液相溫度區(qū)域計算溫度拐點，在拐點附近找到溫度斜率最小點作為液相溫度點Tk。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄鐵熱分析曲線液相溫度和固相溫度精確檢測方法，其特征是對熱分析曲線檢測液相溫度和固相溫度之前，先對熱分析曲線進行濾波。
全文摘要
鑄鐵熱分析曲線液相溫度和固相溫度精確檢測方法，對熱分析曲線分階段分情況計算液相溫度和固相溫度。本發(fā)明進一步提高了鑄鐵熱處理曲線中液相溫度和固相溫度點捕獲的可靠性和精確性，大大提高了鑄鐵在線監(jiān)測碳、硅含量的分析精度。
文檔編號G01N25/20GK102706922SQ20121019454
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者姚敏, 楊紹雨, 趙敏 申請人:南京第四分析儀器有限公司