PDF《铝熔体在线式测氢仪准确性问题的研究 》

两台仪器用各自的探头对同一流槽试样进行对比测试在内的技术交流,取得了大量的原 始数据.这些厂家分别是宜都东阳光高纯铝有限公司、中铝青海铝分公司板带厂、福建省南平铝业有限公司、福建 南方铝业有限公司、中铝瑞闽铝板带有限公司、河南中孚实业股份有限公司、河南明泰铝业有限公司.在这期间也 与使用 ELH-IV 型测氢仪的两家工厂进行了对比测试并对 ELH-IV 型测氢仪进行了标气验证.? 作者简介:向知杰,男,1962-,硕士研究生学历,教授级高级工程师,现任成都瑞杰铝业技术有限公司总经理, 曾获中国有色金属工业总公司《氧化铝质测氢探头开发》科技进步三等奖, 《铝熔体净化技术的开发》科技进步二 等奖} , 《波音

7075 合金锻坯的研制》科技进步二等奖. 铝熔体在线式测氢仪准确性问题的研究? ? 测氢探头和测氢仪是一个有机的整体,采样迅速、准确、无泄漏、适合现场高温工作环境的探头,是测氢仪取 得准确数据的必要条件. 现有的 IT 技术水平完全能做到将测氢仪在实际测量过程中的实时数据显示、记录并存贮,待测量结束后用相 应的上位机软件对各种实时数据进行全自动的图形曲线分析. 比照各种图形曲线, 根据西华特定律的平衡测量原理, 基本上可以判断出测量结果的真伪.总之,基于西华特(Sievert)定律设计的测氢仪,对同一试样的测量应取得 相同或误差可接受的结果 [1] . 2. 对西华特定律中 K、S 值的取值和仪器标准曲线覆盖范围 西华特(Sievert)定律可描述为双原子气体(H2)在金属(铝熔体)中的平衡溶解度(氢含量)正比于其 分压(氢分压)的平方根.? [ ]

2 pH KS H = 2.1 ? 式中:[H] DD铝熔体的氢含量(ml/100g)? pH2? DD铝熔体上方的氢分压(atm)? ? ? KDD铝合金修正系数 ? SDD一个纯氢大气压下纯铝各温度下的饱和溶解度(ml/100g)? 从(2.1)式中得知:只要我们统一定义了 K、S 值,同时测准平衡氢分压 PH2 值,即可求得铝熔体氢含量.? 2.1. 测氢仪对 K、S 值的定义 ALSCAN、HDA 测氢仪在其操作手册中均明确给出了 K、S 计算公式 [2] [4] ,同时 TELEGAS 测氢仪 [3] 、 《铝合金及其 加工手册》 [5] 、 《YS/T 600-2009 铝及铝合金液态测氢方法 闭路循环法》 [6] 中也给出了另一种 K、S 值计算公式. ALSCAN、HDA 测氢仪用以下公式计算: K

10 0.0170 %Mg 0.0269 %Cu 0.0119 %S ----2.2 ? ? ? ? ? ? + ? = )

273 )

0 ( ( )

700 )

0 ( (

531 .

6 92 .

0 C T C T e S DDD-2.3? ? LEGAS 测氢仪用以下公式计算: .033Si% 0.0489Mg%2.4? S

10 / . 2.5 《铝加工手册》 、 《YS/T 600-2009 铝及 环 》中 S 值的计算公式与 TELEGAS 的完 全一致. 厂用 ELH-IV 测氢仪对空气进行测量,并拍下照片(图2.1 ELH-IV 测量主界面照片) .在照片中,已知 某温 TE K 0.81 1.23 0.0733Cu%

0 铝合金液态测氢方法 闭路循 法ELH-IV 测氢仪在其操作手册 [7] 中给出了 K 值的计算公式,与TELEGAS 的一致,但未给出 S 值的计算公式.笔 者在用户工 度下的"百分数,氢含量" ,就很容易依据 2.1 式计算出 K 值(照片中的系数)为1时的 S 值.照片中 700℃和730℃下的 S 值分别为 1.21 和1.51. 2? ? 铝熔体在线式测氢仪准确性问题的研究? ? 为了得到各温度下的系列 S 值,笔者 又在另一用户工厂对 ELH-IV 测氢仪用氢 标样 S 定(1.55%)进行测试,操作过程为:通 过仪器操作键盘设定一系列铝液温度,并 设定 "铝合金修正系数为 1.00" , 即K=1. 在测量状态下将标样输入仪器,记录在各 温度下,仪器测量界面中"氢含量" 、 "百 分数" 等系列显示值, 并通过公式计算出 值(表2.1) .也就是说,在铝液温度一定 时,图2.1 中"氢含量"与"百分数"就 义的公式. 铝液温度(℃) 百分数 氢含量(ml/100g) S(ml/100g) 确定了唯一的 S 值;