Vì sao xưởng đúc gang đo Carbon hay sai, dù CRM trên OES vẫn đúng?

Xưởng bạn có đang gặp các dấu hiệu này?

• CRM đo luôn ổn, nhưng mẫu sản xuất Carbon lại thấp hoặc lệch so với kỳ vọng.
• Cùng một mẻ nấu, đo 2 lần cho ra 2 kết quả Carbon khác nhau.
• Data Carbon giữa các ca dao động, khó kiểm soát → khó ra quyết định bù hợp kim.
• Khó phân biệt bath sample và final chỉ dựa trên số liệu Carbon.

Nếu bạn thấy giống thực tế xưởng mình, nhiều khả năng OES đang “đọc nhầm” mẫu Grey/White do ảnh hưởng graphit hoá trên mẫu sản xuất CI/DI (đặc biệt ở Grey CI/DI).

Nguyên nhân thật sự: Carbon trong CI/DI rất dễ graphit hoá (không thấy bằng mắt)

CRM thường “thiên White” – còn mẫu xưởng thường “thiên Grey”

Mẫu chuẩn CRM cho OES thường được đúc kiểm soát chặt (chill-cast), tổ chức thường ổn định và có xu hướng “white” hơn so với mẫu sản xuất. Khi đó:

• Graphite tự do trên bề mặt thấp → hành vi Carbon khi đánh tia ổn định.
• Khoảng thời gian đo Carbon theo mặc định của nhiều OES phù hợp → CRM ra kết quả “đẹp”.

Ngược lại, mẫu sản xuất ngoài xưởng (rót/làm nguội theo điều kiện thực tế) chỉ cần lệch nhỏ trong thao tác lấy mẫu là có thể tăng xu hướng “grey”:

• Graphite có thể kết tủa rải trên bề mặt (graphite precipitation), dù nhìn ngoài vẫn “na ná”.
• Carbon trong tổ chức “grey” sẽ có burn profile khác hẳn “white”.

Kết luận quan trọng: trên OES, hai mẫu “trông giống” có thể là hai thế giới khác nhau về cách Carbon cháy.

Vì sao Grey CI/DI dễ bị đo thấp Carbon?

Với mẫu “grey”, một phần Carbon ở dạng graphitized carbon có xu hướng cháy/sublimate rất sớm. Nếu máy/thuật toán chủ yếu “đọc” Carbon ở giai đoạn sau của quá trình burn, thì:

• Tín hiệu Carbon “đỉnh” xảy ra sớm không được thu đầy đủ.
• Kết quả cuối cùng %C bị under-report (thường thấp hơn thực tế).
• Data trở nên dao động vì mức độ graphit hoá thay đổi theo từng mẫu/lần lấy mẫu.

White CI (và nhiều CRM) lại “đúng nhịp” với cách đo mặc định

Với mẫu “white”, Carbon có xu hướng cần thời gian để “ổn định kích thích” hơn; do đó việc phân tích sau pre-burn dài thường cho kết quả ổn định. Đây là lý do nhiều xưởng thấy: CRM luôn đúng, nhưng mẫu sản xuất lại sai.

Không phải máy OES hỏng – vấn đề là “không phân biệt Grey/White” khi xử lý Carbon

Nhiều hệ OES phổ thông hiện nay gặp hạn chế cốt lõi:

• Áp dụng một cách xử lý/thuật toán Carbon cho toàn bộ CI/DI.
• Thiết lập/thuật toán thường “hợp” với mẫu ổn định kiểu CRM (thiên “white”).
• Không có cơ chế nhận diện mẫu đang đo thiên Grey hay White dựa trên burn profile.

Hệ quả rất “đúng thực tế xưởng”:

• Với CRM/White: thuật toán khớp → kết quả đẹp và ổn định.
• Với mẫu Grey sản xuất: Carbon cháy sớm → đọc sai thời điểm → %C thấp/dao động.

Hậu quả trong sản xuất nếu Carbon luôn “lệch”

• Khó giữ %C theo mẻ, theo ca → quyết định bù hợp kim thiếu tự tin.
• Không phân biệt rõ bath vs final → tăng rủi ro sai mác.
• Tăng nguy cơ lệch cơ tính, biến động độ cứng/độ bền, tỷ lệ phế phẩm.
• Data QC bị nghi ngờ → giảm uy tín nội bộ và khó giải trình khi audit.

(Lưu ý: vấn đề “Carbon sai do graphit hoá” tập trung chủ yếu ở CI/DI. Với thép, cơ chế này thường không nổi trội như gang xám/gang cầu.)

Giải pháp kỹ thuật: OES cần đọc đúng “burn profile” và dùng đúng phương pháp Carbon theo loại mẫu

Một hệ thống OES phù hợp cho xưởng đúc CI/DI nên có 3 năng lực then chốt:

1) Nhận diện mẫu “Grey hay White” dựa trên burn profile

Máy cần phân tích diễn biến cường độ phát xạ theo thời gian (burn profile) để nhận biết mẫu đang thiên Grey hay White, thay vì coi mọi mẫu CI/DI là giống nhau.

2) Hai cách xử lý/thuật toán Carbon riêng

• Cho Grey CI/DI: ưu tiên đọc Carbon ở giai đoạn sớm (early-burn / pre-burn) vì graphitic C cháy sớm.
• Cho White CI/CRM: đọc Carbon sau pre-burn dài, khi tín hiệu ổn định.

3) Tự động chọn đúng phương pháp cho từng mẫu

Người vận hành không cần “đoán”. Máy nên tự:

• Nhận diện mẫu thiên Grey/White.
• Chọn thuật toán Carbon phù hợp.
• Trả về %C sát thực tế cho cả CRM lẫn mẫu sản xuất.

Kết luận: Hiểu đúng graphit hoá là chìa khoá để ổn định Carbon ở xưởng đúc

Khi mẫu sản xuất CI/DI bị graphit hoá, Carbon có thể cháy/sublimate rất sớm và làm lệch kết quả nếu OES/thuật toán không đọc đúng thời điểm. Vì vậy, CRM đúng không đồng nghĩa mẫu sản xuất sẽ đúng. Muốn kiểm soát Carbon ổn định, cần chuẩn hoá lấy mẫu và/hoặc dùng hệ OES có khả năng phân biệt Grey/White để áp dụng phương pháp Carbon phù hợp.