中国是一个铸件生产大国，铸件质量与发达国家相比还有一定的差距，大多数铸件还为中低档产品。造成铸件质量上不去的一个原因就是碳硅分析仪前控制跟不上。有些铸造厂的炉前质量控制方法仍然使用白口试片法、化学分析法等。而国外铸造厂已在普遍使用铁液质量热分析仪对炉前铁液质量进行检测、控制，其技术也已相当成熟。较多的铸造厂已充分认识到炉前碳硅分析仪在铸铁生产中的在线检测、控制作用。

1 炉前碳硅分析仪的工作原理

JL-3S进口智能碳硅分析仪通过测量铁液的凝固温度曲线．由内装的计算机对凝固温度曲线进行解析，测量出铁液在凝固过程中出现的2个特征点：初晶温度丁 ，共晶温度丁 ，再根据铁碳平衡相图理论反推出铁液的碳当量CE、硅当量SiE、碳含量和硅含量，根据凝固温度曲线得到过冷度△丁、球化率、石墨化率等与铁液状态及成型后的铸件质量密切相关的物理参数。

目前的热分析技术已发展到能够推测灰铸铁的组织、抗拉强度和硬度。由于铁液质量热分析仪以铁液的凝固温度曲线为测量对象，所以其测量出的数值能够真实地反映出铁液的材质情况．其测量精度CE 值和含Si量为±0．10％ ，含C量为±0．05 ，完够满足炉前铁液质量控制的需要，也不会产生人为因素误差。目前炉前碳硅分析仪能够测定的是亚共晶铸铁，其测量范围为：3．2O ～ 4．83 CE，2．8O ～ 4．2O C，0．90 ～ 3．OO Si。

2 炉前碳硅分析仪的功能特点

由于JL-3S进口炉前碳硅分析仪具有检测结果快速、准确、直观、可靠的优点，现已被广泛用于铸铁生产中，对浇注前的铁液进行监控，是消除材质废品的有效手段。整套系统包括检测仪表、与仪表连接的杯座和传感器(热分析样杯)。

热分析仪的使用非常简单，其具体操作步骤为：

(1)在杯座上放置适合的热分析样杯。

(2)用取样勺舀铁液倒入热分析样杯。

(3)仪表开始测量，3 min左右显示出测量结果，测量完成。

(4)打印出测量的凝固温度曲线及测量结果。

JL-3S进口炉前碳硅分析仪用于铸铁成分的测定，与其他检测方法比较有着其独到的全因素测量功能和参数综合表示方法。铸铁材质的组织和性能是铸型冷却条件下铁液中所有成分综合作用的结果。有些单位用化验几个主要元素的方法来控制材质，经常出现材质的性能和组织废品，其原因就是未将其他元素对材质的作用考虑在内，依据不完整的分析报告作出了误导的结果。因此测出全部元素对材质的作用，是把握材质合格与否至关重要的条件。

铁液中的各种元素有着各自的作用方向(石墨化、反石墨化等)，各元素在不同的含量下又有着不同的作用程度，这些元素互相融合、互相反应以后，又对各自的作用程度有着抵消和增强。铁液质量热分析仪能够对所有元素在铁液中的综合作用结果进行测量，在短时间内对铁液完成直观的综合判定。热分析仪在成分测量中既能报出主要成分碳、硅的含量，还能以碳当量这个测出的参数将其他元素的作用综合表示出来。化学分析速度比较慢，在炉前铁液可等待的时间内不能完成分析过程。直读光谱仪能够快速提供十几种成分的含量报告，而这十几种元素与材质的对应关系，现场操作人员不能马上联想出来，只能将报告与工艺文件中规定的各元素范围进行比照，并不能真正把握材质的状态。因此这样的成分报告对处于等待浇注的铁液来说，缺乏实际指导意义。表面上看，热分析仪测报了碳当量、碳、硅等炉前铁液几个化学成分的指标，但它同化学分析方法zui大的不同是，由表征铁液综合质量的凝固温度曲线的特征点逆反计算得到的。这一正一反，恰恰给出了热分析仪在铁液质量控制应用上的zui突出优点。

热分析仪的检测速度比较快(不超过3 min)，能满足炉前快速检测的需要。并且通过热分析仪的测量结果与其他分析方法的测量结果比较，热分析仪的综合测量结果简单、直观，具有实用意义。人们能够根据热分析仪的综合测量结果，在铁液浇注前迅速对铁液质量进行判定，作出相应的处理，为消除铸铁材质的废品提供了识别手段。

3 炉前碳硅分析仪的应用发展

炉前碳硅分析仪在工业化国家从2O世纪6O年代用于铸铁生产，目前在国外已经发展的相当成熟，应用的相当广泛。并且热分析技术还在不断的改进和发展，目前已有铁液性状测定仪。JL-3S进口智能碳硅分析仪是通过三杯系统同时测量铁液的稳定系凝固温度曲线、介稳定系凝固温度曲线和原铁液的凝固温度曲线来快速测量铁液的碳当量、硅当量、石墨化率，控制灰铸铁的组织形态，推测出强度和硬度等力学性能。

中国对于热分析理论的研究和产品开发起步比较早，有些科研院所、高等院校和仪器仪表厂早期研制开发过一批热分析仪，有些热分析理论的研究和实验结果达到了相当高的水平。由于生产的基础材料和元件的质量不稳定，使投向市场的热分析仪在环境温度和样杯批号变换以后不能稳定可靠地工作，影响了热分析仪的推广和使用。zui近几年，有些国内公司又开始研制和生产热分析仪，但热分析仪的温度采集部分还需使用国外公司生产的，传感器也需从国外进口，否则不能稳定工作，不能满足炉前控制需要。随着世界产业结构的转移，一些发达国家的铸造厂商来我国投资建厂，把他们在本土生产中依赖的热分析技术带进我国。还有一些国外客商来我国采购铸件，为得到高质量的铸件，他们把铁液质量热分析仪作为选择合格分供方的一个条件。并且国外热分析仪生产厂商也看到了我国蓬勃发展的铸造市场，也纷纷在我国投资建设生产工厂，生产热分析仪和热分析样杯，保证了国内有高精度、稳定的热分析样杯的供应，使热分析仪的应用首先在合资铸造厂和出口铸件的生产厂得到了迅速普及