本發(fā)明涉及工程技術領域，具體的說是三通道爐前鐵水質量管理裝置及其測量方法。

背景技術：

目前市場上爐前鐵水質量管理裝置和測量方法只能用于單獨測試鐵水的化學成分或球墨鑄鐵的球化率，蠕墨鑄鐵的蠕化率，實現(xiàn)不了成分、鐵水性狀同時檢測，生產上控制鐵水質量或工藝試驗往往需要同時測定鐵水化學成分及其性狀, 因此局限性較大，對生產上控制鐵水質量或工藝試驗帶來很大的不便，應用于工藝試驗的耗時也較長。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明能夠提供一種能夠克服現(xiàn)有爐前鐵水質量管理裝置以上不足的三通道爐前鐵水質量管理裝置及其測量方法。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：三通道爐前鐵水質量管理裝置，包括數(shù)據(jù)采集單元和與其相互關聯(lián)的數(shù)據(jù)處理單元以及結果顯示單元，所述的數(shù)據(jù)采集單元包括測試樣杯、數(shù)據(jù)采集卡和補償導線，所述測試樣杯為三組，其內分別置有溫度傳感器，測試樣杯內置的溫度傳感器分別通過補償導線與數(shù)據(jù)采集卡相互關聯(lián)，構成獨立的三組數(shù)據(jù)采集通道；所述的數(shù)據(jù)處理單元包括用于處理被測溫度數(shù)據(jù)的工控機；所述的結果顯示單元為與所述工控機相連的顯示器；所述的工控機通過USB接口與所述的數(shù)據(jù)采集卡聯(lián)機通訊。

進一步的，所述的工控機內置有模塊化的測量系統(tǒng)，其模塊包括灰鑄鐵測試模塊、球墨鑄鐵測試模塊和蠕墨鑄鐵測試模塊，該測量系統(tǒng)能夠同時歸集和計算出三組測試通道或者任選一組或兩組測試通道的溫度數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選的，所述的溫度傳感器為K型測溫熱電偶。

三通道爐前鐵水質量管理裝置的測量方法：

（1）測量前，根據(jù)要測定鐵水的類型，通過測量系統(tǒng)提供的選擇按鈕切換正確的測試模塊，例如灰鑄鐵測試模塊、球墨鑄鐵測試模塊或蠕墨鑄鐵測試模塊。

（2）測量時，可以選用通道一的第一組測試樣杯為測成分專用樣杯，也可將三組測試通道均設置為成分專用樣杯，使三組測試通道均能夠同時測量鐵水成分，通過測量系統(tǒng)選擇測試模塊并選中各通道即可；

當選用通道一的第一組測試樣杯為測成分專用樣杯時，通過在該測試樣杯內放置碲粒，強制澆進的鐵水按亞穩(wěn)態(tài)方式凝固；

當通道二與通道三測試樣杯里面沒有放置碲粒時，澆進的鐵水按穩(wěn)定態(tài)方式凝固，鐵水凝固方式不同，冷卻過程中出現(xiàn)的特征溫度不同。液態(tài)的鑄鐵鐵水，例如：灰鐵鐵水、球墨鑄鐵球化處理后鐵水或蠕墨鑄鐵蠕化處理后鐵水澆入各通道的測試樣杯后，數(shù)據(jù)采集卡實時對各通道的樣杯中測溫熱電偶的溫度進行采集，并把采集到的各通道的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦た貦C，工控機將這些溫度數(shù)據(jù)分別描繪出各通道的液態(tài)鐵水凝固過程中的“溫度-時間”曲線，即通道一冷卻曲線、通道二冷卻曲線和通道三冷卻曲線，各通道冷卻曲線上的特征溫度與灰鐵的鐵水成份、性狀或者是與球墨鑄鐵球化處理后鐵水成分、性狀又或者是與蠕墨鑄鐵蠕化處理后鐵水成分、性狀密切的關聯(lián)，工控機通過預先編寫的程序對各通道冷卻曲線的特征溫度進行分析處理，根據(jù)選定的測試模塊，計算出灰鐵鐵水成份、鐵水孕育前及孕育后抗拉強度、硬度和過冷度或者是球墨鑄鐵球化處理的鐵水成分、球化率和孕育效果等又或者是蠕墨鑄鐵蠕化處理后的鐵水成分、蠕化率、孕育效果等。

實際測量時，也可以根據(jù)實際情況，通過模塊化的測量系統(tǒng)選擇同時歸集和計算出三組測試通道或者任選一組或兩組測試通道的溫度數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益效果是：通過三通道的設置以其測量的方法能夠高效的對灰鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵鐵水成分以及鐵水多項性狀參數(shù)同時檢測，并且能夠根據(jù)實際情況同時靈活選擇使用三個通道或任選一個通道或者兩個通道，為控制鐵水質量提供了一個有效、方便快捷的手段，非常適合生產上控制鐵水質量，而且用于工藝試驗時能夠快速得出所要的數(shù)據(jù)，從而大大地縮短試驗時間。

附圖說明

圖1 本發(fā)明三通道爐前鐵水質量管理裝置的示意圖。

圖2本發(fā)明的冷卻曲線圖。

圖3是本發(fā)明測定結果顯示示意圖。

圖4是本發(fā)明通道選擇示意圖。

圖5是本發(fā)明各通道和測試項目內容的示意圖。

圖中：1.數(shù)據(jù)采集單元 2.數(shù)據(jù)處理單元 3.結果顯示單元 4.測試樣杯 5.溫度傳感器 6.補償導線 7.數(shù)據(jù)采集卡 8.工控機 9.顯示器 10.通道一冷卻曲線 11.通道二冷卻曲線 12.通道三冷卻曲線。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖與實施例，對本發(fā)明作進一步的闡述。應當理解，此處所描述的實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示的三通道爐前鐵水質量管理裝置，包括數(shù)據(jù)采集單元1和與其相互關聯(lián)的數(shù)據(jù)處理單元2以及結果顯示單元3，所述的數(shù)據(jù)采集單元1包括測試樣杯4、數(shù)據(jù)采集卡7和補償導線6，所述測試樣杯4為三組，其內分別置有溫度傳感器10，測試樣杯內置的溫度傳感器分別通過補償導線6與數(shù)據(jù)采集卡7相互關聯(lián)，構成獨立的三組數(shù)據(jù)采集通道；所述的數(shù)據(jù)處理單元2包括用于處理被測溫度數(shù)據(jù)的工控機8；所述的結果顯示單元3為與所述工控機8相連的顯示器9；所述的工控機8通過USB接口與數(shù)據(jù)采集卡7聯(lián)機通訊。

所述的工控機8內置有模塊化的測量系統(tǒng)，其模塊包括灰鑄鐵測試模塊、球墨鑄鐵測試模塊和蠕墨鑄鐵測試模塊，該測量系統(tǒng)能夠同時歸集和計算出三組測試通道或者任選一組或兩組測試通道的溫度數(shù)據(jù)。

如圖2-5所示，三通道爐前鐵水質量管理裝置的測量方法：

（1）測量前，根據(jù)要測定鐵水的類型，通過測量系統(tǒng)提供的選擇按鈕切換正確的測試模塊，例如灰鑄鐵測試模塊、球墨鑄鐵測試模塊或蠕墨鑄鐵測試模塊。

（2）測量時，可以選用通道一的第一組測試樣杯為測成分專用樣杯，也可將三組測試通道均設置為成分專用樣杯，使三組測試通道均能夠同時測量鐵水成分，通過測量系統(tǒng)選擇測試模塊并選中各通道即可；

當選用通道一的第一組測試樣杯為測成分專用樣杯時，通過在該測試樣杯內放置碲粒，強制澆進的鐵水按亞穩(wěn)態(tài)方式（亞穩(wěn)定系白口方式）凝固；

當通道二與通道三測試樣杯里面沒有放置碲粒時，澆進的鐵水按穩(wěn)定態(tài)方式（穩(wěn)定系灰口方式）凝固，鐵水凝固方式不同，冷卻過程中出現(xiàn)的特征溫度不同。液態(tài)的鑄鐵鐵水，例如灰鐵鐵水、球墨鑄鐵球化處理后鐵水或蠕墨鑄鐵蠕化處理后鐵水澆入各通道的測試樣杯后，數(shù)據(jù)采集卡實時對各通道的樣杯中測溫熱電偶的溫度進行采集，并把采集到的各通道的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦た貦C，工控機將這些溫度數(shù)據(jù)分別描繪出各通道的液態(tài)鐵水凝固（由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)）過程中的“溫度-時間”曲線，即通道一冷卻曲線10、通道二冷卻曲線11和通道三冷卻曲線12，各通道冷卻曲線上的特征溫度（通道一：初晶溫度TL和共晶溫度TE，通道二與通道三：初晶溫度TL、共晶過冷溫度TEU、共晶回升溫度TER）與灰鐵的鐵水成份、性狀（鐵水孕育前及孕育后抗拉強度、硬度和過冷度等）或者是與球墨鑄鐵球化處理后鐵水成分、性狀（球化率和孕育效果等）又或者是與蠕墨鑄鐵蠕化處理后鐵水成分、性狀（蠕化率、孕育效果等）密切的關聯(lián)，工控機8通過預先編寫的程序對各通道冷卻曲線的特征溫度進行分析處理，根據(jù)選定的測試模塊，計算出灰鐵鐵水成份、鐵水孕育前及孕育后抗拉強度、硬度和過冷度等性狀或者是球墨鑄鐵球化處理的鐵水成分、球化率和孕育效果等性狀又或者是蠕墨鑄鐵蠕化處理后的鐵水成分、蠕化率、孕育效果等性狀。

實際測量時，也可以根據(jù)實際情況，通過模塊化的測量系統(tǒng)選擇同時歸集和計算出三組測試通道或者任選一組或兩組測試通道的溫度數(shù)據(jù)，通過三通道的設置以其測量的方法能夠高效的對灰鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵鐵水成分以及鐵水多項性狀參數(shù)同時檢測，并且能夠根據(jù)實際情況同時靈活選擇使用三個通道或任選一個通道或者兩個通道，為控制鐵水質量提供了一個有效、方便快捷的手段，非常適合生產上控制鐵水質量，而且用于工藝試驗時能夠快速得出所要的數(shù)據(jù)，從而大大地縮短試驗時間。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、同等替換和改進等，均應落在本發(fā)明的保護范圍之內。