国家标准 GB/T30097一2013 炉前铁液热分析仪 Thermalanalyzerformoltencastiron 2013-12-17发布 2014-05-01实施国家质量监督检监检疫总局发布国家标准花管理委员会国家标准
GB/T30097一2013 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由机械工业联合会提出本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会(SAC/TC124)归口标准起草单位;天津汇丰探测装备有限公司,北京清华大学机械工程系、北京机电院高技术股份有限公司、合肥工大双发信息系统技术有限公司,山东浩信信德精密机械有限公司、北京纳克分析仪器有限公司本标准主要起草人;马建华,李言祥.陈大伟、赵译时,皮狼生、李继伴.林政德、王造
GB/T30097一2013 炉前铁液热分析仪范围本标准规定了炉前铁液热分析仪的术语和定义、分类、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等本标准适用于通过测量铁液的凝固温度、过冷度,放热量等特征参数,在线测量铁液冶金状态的炉前铁液热分析仪(简称为热分析仪). 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T191一2008包装储运图示标志 GB/T2829一2002周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验 GB/T28812008工业硅 GB42082008外壳防护等级(IP代码) 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第1部分;通用要求 GB4793.12007 1998铸造术语 GB/T5611 原料纯铁 GB/T99712004 分析仪器环境试验方法 GB/T116062007 GB/T13384一2008机电产品包装通用技术条件 GB/T17626.5一2008电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验仪器仪表可靠性验证试验及测定试验(指数分布)导则 JB/T62141992 炼钢用增碳剂 YB/T1922001 术语和定义 (GB/T56111998界定的以及下列术语和定义适用于本文件炉前铁液热分析仪thermalanalyxerformolten.castirn 通过测量铁液的凝固温度、过冷度、放热量等特征参数,在线测量铁液冶金状态的分析仪 3.1.1 炉前铁液成分热分析仪thermalanalyzerfortheelementofmoltencastironm 铁液成分热分析仪具有白口初晶温度、白口共晶温度、活性碳当量、活性碳含量、活性硅含量的测量、显示和输出功能 3.1.2 炉前铁液品质热分析仪thermal analyzerforthequalityofmotencastiron" 铁液品质热分析仪具有凝固温度曲线、初晶温度、共晶过冷温度、共晶再辉温度、过冷度等相变特征温度值的测量、显示,存储和输出功能
GB/T30097一2013 3.2 样杯 test-eup 由容积,热容量,导热率一致的杯壳和高灵敏度、高精度热电偶组成样杯,用于测量浇人铁液的凝固温度其中添加有强制铁液白口化材料、使铁液的凝固物中无石墨的样杯为白口化样杯 3.3 杯座test-euholder 杯座包含金属支架、样杯插座、补偿导线和连接热分析仪的补偿插头,用于固定样杯,连接样杯的热电偶和热分析仪的温度测量回路样杯插座、补偿导线和补偿插头中的正,负极材料,采用与热电偶相同精度的材料制成 3.4 相变温度phasetransformationtemperature 能引起物相变化的温度,即;合金从一种组织形态转变成另一种组织形态的特定温度 5 3. 凝固组织solidifieationmierostrueture 指铁液凝固形成的金相组织,是判定铁液质量的重要参数之一通过热分析预测铁液的凝固组织. 为铁液品质的在线调整提供重要依据 3.6 活性碳当量activatedcarbonequivalent 铁液中所有成分对初晶温度影响的总和,用铁碳两元合金中初晶温度相同的碳含量表示 3.7 活性碳含量activatedcarboncontent 铁液中所有成分对凝固组织起有效碳作用的总和,用铁碳硅三元合金中初晶温度、共晶温度相同的碳含量表示 3.8 活性硅含量aetivatelsiliconeontent 铁液中所有成分对凝固组织起有效硅作用的总和,用铁碳硅三元合金中初晶温度、共晶温度相同的硅含量表示 3.9 重复测量误差repeatedmeasurementerror 连续三次,间隔不超过1min,重复测量同一铁液的测量结果误差分类按热分析仪功能热分析仪按功能可分为: a)炉前铁液成分热分析仪(具有5.3.1功能的热分析仪); b) 炉前铁液品质热分析仪(具有5.3.1、5.3.2和部分5.3.3可选功能的热分析仪) 4.2按热分析仪准确度热分析仪按准确度可分为: I级:0C1350C范围内,温度误差在士0.3C以内; a b I级:0C1350C范围内,温度误差在士0.5C以内皿级:0C1350范围内,温度误差在士1.0C以内 c
GB/T30097一2013 要求 5.1工作条件热分析仪正常工作条件下如下 a)环境温度;0一50C; b相对湿度:<85% 供电电源;220V士22V,频率;50Hz士2.5Hz; c d)接地电阻:<4Q. 5.2外观热分析仪的外观应满足如下要求: a)热分析仪的外壳及显示屏应洁净,无污物,掉漆和锈蚀现象; 热分析仪的内、外标志无破损、倾斜或遗漏,并牢固可靠 b 所有开关,插接件、紧固件应安装牢固,各种调节件灵活,功能正常; c d)热分析仪的外接部件应采用防呆接口、能方便的拆装和可靠的连接 3 55 功能要求 5.3.1铁液成分热分析仪主要功能铁液成分热分析仪具有凝固温度曲线、白口初晶温度、白口共晶温度、活性碳当量、活性碳含量、活性硅含量的测量、显示,经USB或RS-232接口输出测量结果和过程参数的功能 5.3.2铁液品质热分析仪主要功能铁液品质热分析仪具有凝固温度曲线,初晶温度,共晶过冷温度,共晶再辉温度、过冷度等相变特征温度值的测量、显示、存储,经USB或Rs-232接口输出过程参数和测量结果的基本功能 5.3.3铁液品质热分析仪可选功能铁液品质热分析仪可以具有以下一项或多项可选功能:铁液治金状态测评、铸铁牌号、球化率、蠕化率,抗拉强度,布氏硬度、缩孔概率,缩松概率,碳化物含量、,伸长率等测量、显示,存储,经USB或RS 232接口输出过程参数和测量结果的可选功能 5.4技术性能 5.4.1铁液成分热分析仪主要的技术指标见表1. 表1主要技术性能指标温度测量分辨率温度测量误差活性碳当量活性碳含量活性硅含量准确度 d 4max) 测量误差测量误差测量误差等级 % I级士0.3 0,04 0.02 0,04 0.06 级 0.5 士0.5 0,06 0.03 十 0. 川级 0." 0.05
GB/T30097一2013 5.4.2铁液品质热分析仪可选功能的技术指标是:每个测量项目在声明的应用范围、测量条件和测量精度内,相关系数应达到0.9以上环境温度影响误差热分析仪在0C50C环境温度范围内,温度测量误差应符合5.4.1要求 5.6安全要求 5.6.1标志应符合GB4793.1一2007中5.1.2的有关规定 5.6.2防电击要求 5.6.2.1接触电流热分析仪的接触电流应不大于3.5mA 5.6.2.2保护连接阻抗热分析仪的保护连接阻抗不大于0.1Q. 5.6.2.3介电强度热分析仪的电源输人端L、N和保护接地之间应能承受交流1500V的电压,不得出现击穿或飞狐现象电磁兼容性要求 5.7 热分析仪电源的输人端口应能经受士2000V的浪涌冲击)电压，试验结果的评价应符合 GB/T17626.5一2008第9章b)的要求 5.8可靠性热分析仪的平均无故障时间(MTBF)不小于10000h. 5.9密封性热分析仪防护等级为IP50. 5.10成套性成套热分析仪至少包括主机、杯座和样杯等 5.11运输、运输贮存热分析仪在运输包装状态下,包括低温贮存、高温贮存,跌落、碰撞、交变湿热,按GB/T11606 2007表1中运输、运输贮存的要求进行试验,其中高温55C;低温一20C;交变湿热;相对湿度95%、温度55C;倾斜跌落高度250mm,碰撞1000次试验后,包装箱不应有较大变形和损伤,受试热分析仪不应有变形松脱,涂覆层剥落等机械损伤;将热分析仪置于正常工作条件下进行检验,应符合54一5." 的要求
GB/T30097一2013 试验方法试验条件热分析仪的试验条件与设备要求在5.1所规定的工作条件下进行热分析仪在试验前应按使用说明书要求的预热时间提前开机; b 温度校准器; d 温度试验箱 e)铁碳两元亚共晶铁液(制备方法见附录A) 铁碳硅三元亚共晶铁液(制备方法见附录B); f g)接触电流测试仪:; h 耐电压测试仪接地电阻测试仪 6.2外观目测和手动检查 6.3功能试验方法 6.3.1铁液成分热分析仪主要功能试验方法用温度校准器向热分析仪的温度信号输人端输人模拟凝固温度信号,检验热分析仪具凝固温度曲线、白口初晶温度、白口共晶温度、活性碳当量、活性碳含量、活性硅含量的测量、显示,经USB或Rs 232接口输出测量结果和过程参数的功能 6.3.2铁液品质热分析仪主要功能试验方法用温度校准器向热分析仪的温度信号输人端输人模拟凝固温度信号,检验热分析仪具有凝固温度曲线,初晶温度,共晶过冷温度,共晶再辉温度,过冷度等相变特征温度值的测量、显示、存储，经USB或 RS-232接口输出过程参数和测量结果的主要功能 6.3.3可选功能的试验方法用温度校准器向热分析仪的温度信号输人端输人符合声明测量条件的模拟凝固温度信号,检验铁液品质热分析仪是否具有铁液冶金状态测评、铸铁牌号、球化率、蠕化率,抗拉强度、布氏硬度、缩孔概率、缩松概率、碳化物含量、伸长率等测量、显示、存储,经UsB或Rs232接口输出过程参数和测量结果的可选功能 6.4技术性能 6.4.1温度测量分辨率的试验用温度校准器向热分析仪的信号输人端输人温度信号,观测、记录热分析仪可稳定分辨的温度最小间隔的差值在全部量程范围内的仪表显示中,取差值的最大值 6.4.2温度测量误差的试验 6.4.2.1将温度校准器输出端与连接热分析仪的杯座输人点连接待热分析仪开机预热到温度平衡状
GB/T30097一2013 态、温度校准器开机预热到温度平衡状态后,方可输人温度信号进行温度测量误差的试验 6.4.2.2分别记录温度校准器输出1100C和1200C时热分析仪的显示温度值,与1100C和1200C 进行比较获取温度测量误差值,取最大的误差值 6. 4.3活性碳当量测量误差的试验向连接热分析仪的白口化样杯中浇人(温度在初晶温度加50C至初晶温度加100C之间)铁碳两元亚共晶合金液,记录热分析仪测量的活性碳当量值对同一样块测量其含碳量,与热分析仪测量的活性碳当量值比较获取活性碳当量测量误差重复测量三次取测量误差中的最大值 6.4.4活性碳含量测量误差的试验向连接热分析仪的白口化样杯中浇人(温度在初晶温度加50C至初晶温度加100C之间)铁碳硅三元亚共晶合金液,记录热分析仪测量的活性碳含量值对同一样块测量其含碳量,与热分析仪测量的活性碳含量值比较获取活性碳含量测量误差重复测量三次取测量误差中的最大值 6.4.5活性硅含量测量误差的试验向连接热分析仪的白口化样杯中说人温度在初晶温度加50至初晶温度加100C之间)铁碳硅三元亚共晶合金液,记录热分析仪测量的活性硅含量值对同一样块测量其含硅量,与热分析仪测量的活性硅含量值比较获取活性硅含量测量误差重复测量三次取测量误差中的最大值 6.4.6可选功能技术指标的试验分析可选功能的测量项目时,向样杯中浇人符合应用范围和测量条件的被测铁液,热分析仪能够显示和输出的测量结果符合声明的测量精度,统计30次随机测量结果,按式(1)计算相关系数习x习Y 习xY" G 习xY'一式中: 相关系数 N 测量项目声明的参比测量方法的测量结果,X= =.Z.工.工，.工; 热分析仪显示和输出的测量结果,Y- =(y,y2,y3,,y)); 样本容量,i=1,2,3,,N 6.5环境温度影响试验环境温度影响量按GB/T116062007中第4章,第5章对应的试验方法进行 6.6安全要求 6.6.1标志按GB4793.1一2007中5.1.2的有关规定进行目视检查 6.6.2防电击试验 6.6.2.1接触电流按GB4793.1一2007附录A测定
GB/T30097一2013 6.6.2.2保护连接阻抗按GB4793.1一2007中6.5.1.3测定 6.6.2.3介电强度按GB4793.1一2007中6.8.4测定电磁兼容性要求浪涌电压按GB/T17626.52008中8.2测定方法进行 6.8可靠性可靠性试验按JB/T6214一1992测定 6.9密封性防护等级按GB4208一2008测定 6.10成套性按照成套文件规定目测检查运输、运输贮存试验 6.11 按照GB/T116062007中第8章、第15章、第16章、第17章和第18章对应的方法进行试验检验规则 7.1 出厂检验 7.1.1每台热分析仪应经检验部门检验合格后方能出厂,并附有产品合格证书 7.1.2热分析仪出厂检验项目应按表2的要求进行 7.2型式检验 7.2. 有下列情况之一,应按表2要求的检验项目进行型式检验 .1 a)新产品试制时; b) 热分析仪在正常生产后,产品在设计,工艺、材料有较大改变时; 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时 c) d)热分析仪正常生产后,应两年进行一次检验长期停产,恢复生产时; 国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时 fD 型式检验的样品应从出厂检验合格的产品中随机抽取 7.2.2 型式检验应按GB/T2829-2002的规定进行,采用一次抽样、装置的检验项目、不合格质量水平(RQL)、,判别水平(DL)按表2规定进行批质量以每百单位产品的不合格数表示若型式检验不合格,应停产整顿,热分析仪停止出厂,待问题解决,型式检验合格后方可恢复出检验 7.2.5型式检验合格且出厂检验合格的人库批次,若库存超过12个月时应重新进行出厂检验
GB/T30097一2013 表2仪器检验项目表检验检验项目及对应章条抽样方案不合格分类不合判别质量序号格分水平判定水平试验方法样品出厂型式 (DL) 类数组目项要求章条 RQL) 章条量(n) 检验检验 (A.,R 标志 5.6.1 6.6.1 5.6.2.1 6.6.2.l 接触电流保护连接阻抗 5.6.2.2 6.6.2.2 30 0.1 介电强度 5,6,2.3 6.6.2.3 温度测量分辨率 5.4.1 6.4.1 温度测量误差 5.4.1 6.4.2 成分热分析仪主要功能 5.3.1 6.3.1 品质热分析仪主要功能 5.3.2 6.3.2 品质热分析仪可选功能 5.3.3 6.3.3 活性碳当量测量误差 5.4.1 6.4.3 活性碳含量测量误差 5.4.1 6.4.4 12 活性硅含量测量误差 5.4. 6.4.5 65 1,2 13 可选功能的技术指标 5.4.2 6.4.6 环境温度影响 14 5.5 6,5 电磁兼容性 15 6.7 5.7 16 5.8 可靠性 6.8 密封性 5,9 6.9 18 运输、运输贮存 5.11 6.11 19 外观 5.2 6.2 100 2.3 20 成套性 5.10 6.10 注:口表示需要时检验的项目;要表示应进行检验的项目;一表示不进行检验的项目;RQL表示不合格质量水平; DL表示判别水平;川表示样本数量;A 表示合格判定数;R，表示不合格判定数标志、包装、运输和贮存 8.1标志 8.1.1热分析仪的标志热分析仪在适当的明显位置固定铭牌,其上应有如下标志制造厂名称、地址; a b)热分析仪名称、规格型号;
GB/T30097一2013 制造日期及出厂编号; c d必须标志的技术参数; 有关法律法规规定的其他信息 e 8.1.2包装箱的标志热分析仪包装箱的标志应清晰、牢固,内容如下 a) 制造厂名称,地址,网址; b)热分析仪名称、型号规格; e制造日期及出厂编号; 质量,单位为kg;外形尺寸长×宽×高,单位为n d nm×mm×mm; 包装储运图示标志“易碎物品”“怕雨”“向上” "等应符合GB/T191 -2008规定 e 8.2 包装热分析仪包装应执行GBy/"T13384 8.2.1 -2008 8.2.2随机文件包括 a)装箱单 b)产品合格证; 使用说明书 c) d 备件清单等 8.3运输热分析仪在包装完整的情况下,可用一般交通工具运输运输过程中应按印刷的包装储运标志要求进行运输作业,防止雨淋、翻倒、曝晒及剧烈冲击 8.4贮存热分析仪贮存的温度为一20C一50C和相对湿度不大于90%的室内,室内无酸,碱及腐蚀性气体,必要时可在产品标准中特殊规定
GB/T30097一2013 附录A 规范性附录铁碳两元亚共晶铁液的制备 A.1目的要求配置的铁碳两元亚共晶铁液中除残余缸(Mn)含量不大于0.07%,其他各成分的残余含量不大于0.05%;保证铁碳两元亚共晶铁液不生成碳化铁(Fe.C)以外的碳化物,使铁碳两元亚共晶铁液中的碳含量完全呈活性状态 A.2原料制备用原料如下纯铁应符合GB/T9971一2004中YT3牌号标准 a b)炼钢用增碳剂应符合YB/T192-2001中优级标准 A.3熔制设备安装有氧化铝堆蜗的中频感应电炉 A.4熔制方法将原料纯铁熔融至1520C1550C,加人炼钢用增碳剂至含碳量达到2.10%4.00%之间,待增碳剂完全消融10min后即可使用每次试验需重新配置铁碳两元亚共晶铁液 A.5检查方法用耐火纤维样勺取铁碳两元亚共晶铁液浇人白口化样杯,以凝固温度值不发生过冷,具有白口化初晶温度平台和白口化共晶温度平台特征,即为合格的铁碳两元亚共晶铁液 10
GB/T30097一2013 附录 B 规范性附录铁碳硅三元亚共晶铁液的制备 B.1目的要求配置的铁碳硅三元亚共晶铁液中,除残余缸(Mn)含量不大于0.07%外,其他各成分的残余含量不大于0.05%,保证铁碳硅三元亚共晶铁液中的硅以原子的形态存在,且不生成碳化铁(Fe,C)以外的碳化物,使铁碳硅三元亚共晶铁液中的碳含量和硅含量完全呈活性状态 B.2原料制备用原料如下 a)纯铁应符合GB/T9971一2004中YT3牌号标准规定 b)炼钢用增碳剂应符合YB/T192一2001中优级标准规定; 工业硅应符合GB/T2881一2008中Si-311牌号标准规定 B.3熔制设备安装有氧化铝堪蜗的中频感应电炉 B.4熔制方法将纯铁熔融至1520C~1550C,首先加人炼钢用增碳剂至含碳量达到2.1%一3.6%之间,再加人工业硅至含硅量达到1.00%2.00%之间待增碳剂、工业硅完全消融10min后即可使用每次试验需重新配置铁碳两元亚共晶铁液 B.5检查方法用耐火纤维样勺取铁碳硅三元亚共晶铁液浇人白口化样杯,以凝固温度值不发生过冷,具有白口化初晶温度平台和白口化共晶温度平台特征,即为合格的铁碳硅三元亚共晶铁液

炉前铁液热分析仪GB/T30097-2013

炉前铁液热分析仪是一种用于测量铁水中温度、碳当量、硅含量以及其他重要物理参数的设备。该设备可以帮助冶金行业实现自动化控制，提高生产效率，同时也可以减少人员操作难度和作业危险性。

在中国，炉前铁液热分析仪的技术规范由国家标准化管理委员会发布的“GB/T30097-2013 炉前铁液热分析仪技术规范”来进行规范，该规范对炉前铁液热分析仪的功能、性能、接口、安全、可靠性等方面作出了详细规定。

1. 炉前铁液热分析仪的定义

炉前铁液热分析仪是一种用于测量铁水中温度、碳当量、硅含量以及其他重要物理参数的设备。

2. 炉前铁液热分析仪的特点

炉前铁液热分析仪在冶金行业中具有以下特点：

高精度：能够实现对铁水温度、碳当量、硅含量等多项指标的高精度测量。
快速响应：能够实现实时在线监测，为生产控制提供了重要依据。
易于操作：采用触摸屏智能界面和人性化设计，减少了操作难度。
安全可靠：采用多项安全保护措施，保障操作人员的安全。

3. 炉前铁液热分析仪的应用

炉前铁液热分析仪广泛应用于冶金行业中的各个环节，如高炉喷吹系统、炼钢过程中的调温、铁夹杂质量评估等。其应用可以帮助冶金企业实现高效、智能的自动化生产，提高产品质量和降低成本。

总之，炉前铁液热分析仪技术规范GB/T30097-2013的发布标志着我国在该领域的技术水平达到了国际先进水平，为推动冶金行业的发展提供了重要保障。