鋼鐵的“潔凈度”是影響鋼材質(zhì)量的重要因素，在煉鋼工藝中就有一項(xiàng)重要的要求是控制夾雜物的存在。傳統(tǒng)分析夾雜物的方法速度慢，周期長，無法快速確定鋼鐵的“潔凈度”，而SPECTRO火花直讀光譜儀的單火花評(píng)價(jià)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

樣品受火花直讀光譜儀的光源生成的數(shù)千個(gè)火花放電激發(fā)后發(fā)出數(shù)千個(gè)光信號(hào)，各個(gè)單火花對(duì)應(yīng)的光信號(hào)分別采集，用于數(shù)據(jù)處理和分析，如圖1。

 圖1

CMOS+T檢測(cè)器

SPECTROLAB S 擁有的基于CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）的檢測(cè)器系統(tǒng)（圖2），其具有積分速度快，信號(hào)動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍寬等特點(diǎn)，這要?dú)w功于斯派克專有的CMOS+T技術(shù)，這一創(chuàng)新提高了分析性能，使其成為和PMT（光電倍增管）同樣能實(shí)現(xiàn)單火花評(píng)價(jià)技術(shù)的檢測(cè)器。

圖2 CMOS檢測(cè)器系統(tǒng)

等離子體發(fā)生器光源

SPECTROLAB S 配備的等離子體發(fā)生器光源（圖3）具有非常堅(jiān)固耐用的高能量 LDMOS 放電單元，這種高保真度的數(shù)字化的好處是保證每次產(chǎn)生的火花脈沖都是所需的火花脈沖。精度得到提高，生成的火花信號(hào)的相似性（單位均勻性）也得到提高。通過我們的離線脈沖控制，我們確保每個(gè)等離子發(fā)生器提供相同的火花信號(hào)，任何兩個(gè)等離子發(fā)生器之間的偏差可以忽略不計(jì)。每個(gè)等離子發(fā)生器都有可編程的輸出功率波形，用于如夾雜物分析的應(yīng)用優(yōu)化。

圖3 等離子體發(fā)生器光源

在單火花評(píng)價(jià)中，某些元素會(huì)出現(xiàn)遠(yuǎn)超其平均強(qiáng)度的異常脈沖值。表現(xiàn)出這種效應(yīng)的元素通常是鋼鐵中的Al、Ti、Ca、Mn和S等。這些元素出現(xiàn)這種不同行為的原因是其形成未溶解在金屬基質(zhì)中的化合物或單元素相?；趩位鸹ㄔu(píng)價(jià)技術(shù)得到的強(qiáng)度信息就可用于：

? 快速檢測(cè)酸溶物和酸不溶物的含量如Al_sol/ins,B_sol/ins,Ti_sol/ins

以GBW01397為例，由下圖4 與表1 所示，酸溶物Al_sol,B_sol,Ti_sol的實(shí)測(cè)結(jié)果和證書值對(duì)比，結(jié)果均在證書標(biāo)準(zhǔn)值不確定度范圍之內(nèi)。

圖4 GBW 01397 實(shí)測(cè)截圖

表1 GBW01397證書標(biāo)準(zhǔn)值及不確定度值

以鋼廠用戶實(shí)際試樣為例，樣品連續(xù)5次測(cè)試的單點(diǎn)值和統(tǒng)計(jì)值如下圖5：

圖5 鋼廠試樣實(shí)測(cè)截圖

? 評(píng)估夾雜物個(gè)數(shù)與尺寸

我們從原始的單火花信號(hào)可獲得異常脈沖數(shù)，可由此評(píng)估夾雜物的個(gè)數(shù)；同時(shí)可獲得異常脈沖的強(qiáng)度，對(duì)強(qiáng)度高低分級(jí)用于評(píng)估夾雜物的尺寸，如分為S,M,L可得到如圖6中的分析結(jié)果。

圖6

? 識(shí)別夾雜物中元素之間的相關(guān)性

我們從原始的單火花信號(hào)還可獲得不同元素在同一單火花的重合異常脈沖數(shù)，可由此評(píng)估夾雜物元素之間的相關(guān)性,如圖7示例。

圖7

對(duì)同一單火花的重合異常脈沖強(qiáng)度高低設(shè)置相同的分級(jí)還可用于評(píng)估此類夾雜物的尺寸，如圖8。

圖8

? 夾雜物分析的結(jié)果可在很短的時(shí)間內(nèi)獲得。測(cè)量時(shí)間略微增加幾秒鐘，測(cè)量后可直接獲得酸溶物/酸不溶物含量、可評(píng)估夾雜物類型、個(gè)數(shù)和尺寸。

? 與傳統(tǒng)光學(xué)和掃描顯微鏡方法的成套設(shè)備成本相比，SPECTROLAB S 的單火花評(píng)價(jià)技術(shù)升級(jí)成本要低得多。

? SPECTROLAB S 始終配備齊全，無需更改硬件，因此即使在使用多年后，也可以隨時(shí)獲得單火花評(píng)價(jià)技術(shù)的分析功能。

? 運(yùn)營成本保持不變。夾雜物分析無需額外的服務(wù)和維護(hù)工作。