Авторы статьи:
Палкин Юрий Алексеевич, инженер ООО «НПО «Спектроприбор»
Маврин Николай Борисович, директор ООО «НПО «Спектроприбор»
В металлургическом производстве есть процессы, где каждая секунда технологического отклонения может обернуться потерей и образованием десятков тонн брака. Один из таких — горячее цинкование. Казалось бы, на первый взгляд, это простая реакция металла и расплава. Но на практике стабильность и долговечность покрытия зависят от множества тонких параметров. Главный из них — это химический состав.
Спектральный анализ, особенно с применением современных приборов, стал неотъемлемым инструментом этого производства. Именно он дает возможность видеть «внутреннее» состояние и качество будь то сталь, легирующая добавка или сам расплав горячего цинка.
Спектрометрия как основа качественного производства
Применение спектрометра — это инструмент управления качеством, а также расходами цинка и легирующих компонентов, одновременно. В технологии горячего цинкования ключевыми зонами применения являются:
1. Контроль поступающей стали
Возможность производить спектральный анализ на входе в производство позволяет классифицировать марки стали и химический состав — это особенно важно при работе с многообразием поставщиков. В первую очередь определяется содержание кремния и фосфора, которые напрямую влияют на результат и качество получаемого цинкового покрытия, а также на расход основного компонента – цинка.
2. Входной контроль цинка и легирующих сплавов
Осуществление спектрального анализа поступающего цинка и легирующих добавок позволяет точно определить их химический состав перед загрузкой в ванну цинкования. Это позволяет оценить качество и соответствие поступающего сырья, что в последствии важно для соблюдения технологических требований, стабильного качества покрытия.
3. Контроль расплава горячего цинка
Наверное, это самая актуальная и важная задача для заводов и производств горячего цинкования. Спектрометрия позволяет проводить регулярный и оперативный контроль состава цинкового расплава непосредственно в производственном процессе. Это особенно важно для поддержания стабильного содержания легирующих элементов и предотвращения накопления вредных примесей. Постоянный мониторинг обеспечивает воспроизводимость характеристик покрытия, снижает вероятность образования дефектов и способствует экономии материалов за счет оптимизации технологического процесса.
4. Контроль состава цинковых отходов
Спектральный анализ цинковых отходов позволяет точно определить остаточное содержание цинка и других элементов. Это необходимо для оценки потерь цинка в процессе производства и принятия решений по повторному использованию или переработке отходов. Такой контроль помогает сократить материальные потери, оптимизировать процессы утилизации и повысить общую экономическую эффективность.
С учетом такой широкой функциональности становится очевидным, что современные предприятия все чаще отказываются от периодических лабораторных анализов вне производства в пользу собственного постоянного спектрометрического контроля. Такой подход обеспечивает:
- мгновенное определение состава цинка, сплавов и расплава ванны цинкования с сопоставлением с эталонными значениями;
- контроль стабильности расплава в течение всей смены;
- отслеживание эффективности дозировки легирующих элементов и оперативное принятие корректирующих мер при отклонении состава.
ООО «НПО «Спектроприбор»: инженерные разработки и решения для отрасли
ООО «НПО «Спектроприбор» - производитель и поставщик эмиссионных спектрометров для анализа металлов и сплавов. Наша компания уже более 30 лет занимается разработкой и производством спектрометров для анализа металлов и сплавов. Благодаря применению в наших приборах современных достижений электроники, оптики и спектроскопии, дополненных многолетним опытом в области спектрального анализа, нам удалось создать семейство недорогих, компактных и надежных спектрометров. Более 300 наших приборов успешно эксплуатируются на металлургических и машиностроительных предприятиях России и странах СНГ.
Поставляемый в настоящее время потребителям спектрометр ПАПУАС-4 (параллельно - последовательный универсальный анализатор сплавов) имеет сертификат Госстандарта России об утверждении типа средств измерения RU.C.31.001.A №43471 и внесен в Госреестр средств измерений РФ под №21922-11.
Эмиссионный спектрометр ПАПУАС-4 представляет собой автоматизированный прибор, предназначенный для анализа металлических сплавов. В качестве источника возбуждения в нем использованы генераторы высоковольтной конденсированной искры и стабилизированной дуги постоянного тока; выбор конкретного источника осуществляется в зависимости от аналитической задачи. Конструктивно прибор выполнен в виде двух модулей: штатива с генераторами и спектрального блока. Излучение разряда формируется при помощи высоковольтной искры. Разряд является «классическим» источником возбуждения спектра в эмиссионном спектральном анализе металлических сплавов. В частности, в эмиссионных спектрометрах давно и успешно используется так называемая «простая» схема генератора высоковольтной конденсированной искры, где напряжение с конденсатора разрядного контура непосредственно прикладывается к разрядному промежутку между исследуемым образцом и подставным электродом.
При достижении напряжения пробоя разрядного промежутка в контуре возникают колебания тока, которые вызывают испарение вещества исследуемого образца и формирование излучающей плазмы в канале разряда. Процесс повторяется с частотой, определяемой скоростью зарядки накопительного конденсатора и величиной пробойного напряжения. Наряду с простотой конструкции и, следовательно, надежностью работы, данная схема обеспечивает достаточно высокую воспроизводимость результатов анализа сплавов на разных основах при работе в воздушной среде. Излучение разряда с помощью оптической системы фокусируется на торец оптоволоконного световода и передается в спектральный блок, построенный по схеме Пашена — Рунге. Сформированное на круге Роуланда изображение спектра регистрируется многоэлементными линейными приборами с зарядовой связью (ПЗС), преобразуется в цифровую форму и передается на персональный компьютер для дальнейшей обработки.
Программное обеспечение спектрометра позволяет проводить обработку спектра в соответствии с необходимой аналитической методикой и отображать на экране результат измерения в виде таблицы концентраций элементов в анализируемой пробе. В таблице ниже приведены основные параметры прибора ПАПУАС-4ИР.
Что касается процесса цинкования и цинковых сплавов, данный спектрометр надежно зарекомендовал себя на российском рынке и является одним из лидеров среди спектральных приборов. Приборы «ПАПУАС» имеют простую и надежную конструкцию, что позволяет эксплуатировать их не только в специально оборудованных лабораториях, но и непосредственно в цехах и на шихтовых дворах металлургических предприятий. Данный прибор отечественной разработки, а это значит, что всегда есть комплектующие для спектрометра и быстрый надежный сервис от производителя, который в кратчайшие сроки готов придти на помощь.
Являясь лидером на рынке спектральных приборов по цинкованию, наработан колоссальный опыт в цинковом анализе, поэтому есть как большое количество стандартных образцов, по которым строятся методики, так и выбор многих аналитических пар спектральных линий, по которым происходит анализ цинковых сплавов. Зачастую предвидя, что нужно производителю, устанавливается дополнительные или расширенные методики, по которым можно определять, как входную продукцию, так и оставшиеся неликвидные остатки производства, что в целом улучшает экономику производства.
В условиях роста требований к антикоррозионной защите, точности и нормативному соответствию, спектральный анализ становится не вспомогательной функцией, а ядром системы качества. Он дает производству способность видеть то, что невозможно определить «на глаз», и управлять сложным химическим процессом на уровне цифр, а не предположений.
Инвестиции в спектрометрию — это не только шаг к высокому качеству, но и к снижению затрат, повторяемости, экологичности и доверия заказчиков. А значит — к устойчивому будущему производства.
Наша компания ООО «НПО «Спектроприбор» поможет подобрать спектрометрическое оборудование, оптимальное по задачам, бюджету и отраслевым требованиям. Свяжитесь с нами — и сделайте уверенный шаг к качеству, на которое можно опереться.
По вопросам сотрудничества, подбора оборудования и консультацией:
Телефон: 8(977)803-38-31, 8(926)27-35-086, 8(916)681-32-14
Email: info@sp-pribor.ru, palkin@sp-pribor.ru