中國是一個鑄件生產大國，鑄件質量與發達國家相比還有一定的差距，大多數鑄件還為中低檔產品。造成鑄件質量上不去的一個原因就是碳硅分析儀前控制跟不上。有些鑄造廠的爐前質量控制方法仍然使用白口試片法、化學分析法等。而國外鑄造廠已在普遍使用鐵液質量熱分析儀對爐前鐵液質量進行檢測、控制，其技術也已相當成熟。較多的鑄造廠已充分認識到爐前碳硅分析儀在鑄鐵生產中的在線檢測、控制作用。

1 爐前碳硅分析儀的工作原理

JL-3S進口智能碳硅分析儀通過測量鐵液的凝固溫度曲線．由內裝的計算機對凝固溫度曲線進行解析，測量出鐵液在凝固過程中出現的2個特征點：初晶溫度丁 ，共晶溫度丁 ，再根據鐵碳平衡相圖理論反推出鐵液的碳當量CE、硅當量SiE、碳含量和硅含量，根據凝固溫度曲線得到過冷度△丁、球化率、石墨化率等與鐵液狀態及成型后的鑄件質量密切相關的物理參數。

目前的熱分析技術已發展到能夠推測灰鑄鐵的組織、抗拉強度和硬度。由于鐵液質量熱分析儀以鐵液的凝固溫度曲線為測量對象，所以其測量出的數值能夠真實地反映出鐵液的材質情況．其測量精度CE 值和含Si量為±0．10％ ，含C量為±0．05 ，完夠滿足爐前鐵液質量控制的需要，也不會產生人為因素誤差。目前爐前碳硅分析儀能夠測定的是亞共晶鑄鐵，其測量范圍為：3．2O ～ 4．83 CE，2．8O ～ 4．2O C，0．90 ～ 3．OO Si。

2 爐前碳硅分析儀的功能特點

由于JL-3S進口爐前碳硅分析儀具有檢測結果快速、準確、直觀、可靠的優點，現已被廣泛用于鑄鐵生產中，對澆注前的鐵液進行監控，是消除材質廢品的有效手段。整套系統包括檢測儀表、與儀表連接的杯座和傳感器(熱分析樣杯)。

熱分析儀的使用非常簡單，其具體操作步驟為：

(1)在杯座上放置適合的熱分析樣杯。

(2)用取樣勺舀鐵液倒入熱分析樣杯。

(3)儀表開始測量，3 min左右顯示出測量結果，測量完成。

(4)打印出測量的凝固溫度曲線及測量結果。

JL-3S進口爐前碳硅分析儀用于鑄鐵成分的測定，與其他檢測方法比較有著其獨到的全因素測量功能和參數綜合表示方法。鑄鐵材質的組織和性能是鑄型冷卻條件下鐵液中所有成分綜合作用的結果。有些單位用化驗幾個主要元素的方法來控制材質，經常出現材質的性能和組織廢品，其原因就是未將其他元素對材質的作用考慮在內，依據不完整的分析報告作出了誤導的結果。因此測出全部元素對材質的作用，是把握材質合格與否至關重要的條件。

鐵液中的各種元素有著各自的作用方向(石墨化、反石墨化等)，各元素在不同的含量下又有著不同的作用程度，這些元素互相融合、互相反應以后，又對各自的作用程度有著抵消和增強。鐵液質量熱分析儀能夠對所有元素在鐵液中的綜合作用結果進行測量，在短時間內對鐵液完成直觀的綜合判定。熱分析儀在成分測量中既能報出主要成分碳、硅的含量，還能以碳當量這個測出的參數將其他元素的作用綜合表示出來。化學分析速度比較慢，在爐前鐵液可等待的時間內不能完成分析過程。直讀光譜儀能夠快速提供十幾種成分的含量報告，而這十幾種元素與材質的對應關系，現場操作人員不能馬上聯想出來，只能將報告與工藝文件中規定的各元素范圍進行比照，并不能真正把握材質的狀態。因此這樣的成分報告對處于等待澆注的鐵液來說，缺乏實際指導意義。表面上看，熱分析儀測報了碳當量、碳、硅等爐前鐵液幾個化學成分的指標，但它同化學分析方法zui大的不同是，由表征鐵液綜合質量的凝固溫度曲線的特征點逆反計算得到的。這一正一反，恰恰給出了熱分析儀在鐵液質量控制應用上的zui突出優點。

熱分析儀的檢測速度比較快(不超過3 min)，能滿足爐前快速檢測的需要。并且通過熱分析儀的測量結果與其他分析方法的測量結果比較，熱分析儀的綜合測量結果簡單、直觀，具有實用意義。人們能夠根據熱分析儀的綜合測量結果，在鐵液澆注前迅速對鐵液質量進行判定，作出相應的處理，為消除鑄鐵材質的廢品提供了識別手段。

3 爐前碳硅分析儀的應用發展

爐前碳硅分析儀在工業化國家從2O世紀6O年代用于鑄鐵生產，目前在國外已經發展的相當成熟，應用的相當廣泛。并且熱分析技術還在不斷的改進和發展，目前已有鐵液性狀測定儀。JL-3S進口智能碳硅分析儀是通過三杯系統同時測量鐵液的穩定系凝固溫度曲線、介穩定系凝固溫度曲線和原鐵液的凝固溫度曲線來快速測量鐵液的碳當量、硅當量、石墨化率，控制灰鑄鐵的組織形態，推測出強度和硬度等力學性能。

中國對于熱分析理論的研究和產品開發起步比較早，有些科研院所、高等院校和儀器儀表廠早期研制開發過一批熱分析儀，有些熱分析理論的研究和實驗結果達到了相當高的水平。由于生產的基礎材料和元件的質量不穩定，使投向市場的熱分析儀在環境溫度和樣杯批號變換以后不能穩定可靠地工作，影響了熱分析儀的推廣和使用。zui近幾年，有些國內公司又開始研制和生產熱分析儀，但熱分析儀的溫度采集部分還需使用國外公司生產的，傳感器也需從國外進口，否則不能穩定工作，不能滿足爐前控制需要。隨著世界產業結構的轉移，一些發達國家的鑄造廠商來我國投資建廠，把他們在本土生產中依賴的熱分析技術帶進我國。還有一些國外客商來我國采購鑄件，為得到高質量的鑄件，他們把鐵液質量熱分析儀作為選擇合格分供方的一個條件。并且國外熱分析儀生產廠商也看到了我國蓬勃發展的鑄造市場，也紛紛在我國投資建設生產工廠，生產熱分析儀和熱分析樣杯，保證了國內有高精度、穩定的熱分析樣杯的供應，使熱分析儀的應用首先在合資鑄造廠和出口鑄件的生產廠得到了迅速普及