Taking inclusion analysis to the next level

Význam tématu

Udržení kontroly nad nemetalickými inkluzemi během výroby oceli je zásadní pro dosažení požadovaných mechanických vlastností a snížení výrobních nákladů.
Inkluze mohou způsobovat ucpávání hubic, snižovat čistotu materiálu a vést ke zvýšenému množství přepracování.

Cíle a přehled článku

Článek představuje komplementární řešení pro analýzu nemetalických inkluzí založené na kombinaci dvou přístrojových technik: Explorer 4 Analyzer s Metals Quality Analyzer softwarem a ARL iSpark OES se Spark-DAT modulem.
Cílem je nabídnout hluboký vhled do morfologie a chemického složení inkluzí, zrychlit rozhodovací procesy a optimalizovat výrobní parametry v reálném čase.

Použitá metodika a instrumentace

• Explorer 4 Analyzer s MQA softwarem: 2D povrchová analýza pomocí elektronového paprsku umožňující lokalizaci, vizualizaci (tvar, velikost) a chemické složení jednotlivých inkluzí.
• ARL iSpark OES se Spark-DAT: 3D objemová technika založená na optické emisní spektrometrii s jiskrovým excitací, poskytující rychlá kvantitativní data o velikosti, počtu a typu inkluzí (oxidy, sulfidy, alumináty) a celkovém koncentraci kyslíku.
• Podporované standardy hodnocení čistoty: ASTM E2142, ASTM E45, JIS G0555, ISO 4967, DIN 50 602, EN 10247.

Hlavní výsledky a diskuse

• Explorer 4 Analyzer dodává detailní informace o morfologii inkluzí během několika minut od přípravy vzorku, umožňuje sledování trendů mezi různými tavbami.
• ARL iSpark se Spark-DAT zajišťuje nejrychlejší přístup k datům o inkluzích i elementárním složení, s detekcí kyslíku do jednotek ppm.
• Kombinace obou technik nabízí komplexní přehled o denní variabilitě produkce a podporuje rozhodování přímo v procesu výroby.

Přínosy a praktické využití metody

• Optimalizace energetické náročnosti a spotřeby surovin díky lepšímu řízení tavícího procesu.
• Minimalizace ucpávání hubic a počtu přepracování, snížení výrobních nákladů.
• Objektivní hodnocení čistoty oceli (Metals Cleanliness Rating) pro rozhodovací procesy v QA/QC a při vývoji nových slitin.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s průmyslovou automatizací a systémy řízení výroby pro plně automatizované sledování inkluzí.
• Využití strojového učení pro identifikaci a klasifikaci inkluzí na základě obrazových a chemických dat.
• Rozvoj korelačních metod spojení mikroskopie, OES a dalších spektroskopických technik pro multidimenzionální analýzu.

Závěr

Kombinace Thermo Scientific Explorer 4 Analyzer s MQA softwarem a ARL iSpark OES se Spark-DAT představuje leaderův přístup k analýze nemetalických inkluzí, který zajišťuje rychlé, detailní a komplexní vyhodnocení v reálném čase a umožňuje výrazné zlepšení kvality a ekonomiky výroby oceli.

Reference

• ASTM E2142, ASTM E45, JIS G0555, ISO 4967, DIN 50 602, EN 10247 – standardy pro hodnocení nemetalických inkluzí v oceli.