在热浸镀锌工艺过程中，在锌池中加入适量铝后，可使镀锌钢板GI和镀锌 退火钢板GA的表面上快速形成一层Fe2Al5化合物层，阻止铁锌化合物的形成，降 低合金层厚度，改善镀层表面质量，提高镀层的韧性和结合强度及可加工性。但 铝含量过低时，镀层厚度过大，产品成型性能低，锌池中会形成FeZn10底部锌渣； 而铝含量过高，会使镀层不完整，影响镀锌产品的退火工艺和可焊接性。因此快 速、精确测定锌池中的铝量从而控制锌池中的有效铝非常重要。用传统的取样化 学分析的方法所测试得出的含铝量是锌池中所含的各种铝的化合物的总含铝量， 而不是实际起作用的溶解在锌液中的有效铝的含铝量；而且，这种取样分析的方 法所耗时间长，不能迅速反映锌池中的有效铝含量。
国外一些从事镀锌的研究者，试图通过各种方法滤掉化合物，即锌渣颗粒， 但作用不大。要想避免化学分析过程中不含有锌渣，几乎不可能达到。镀锌工作 者还通过化学分析的结果，总结了许多求解有效铝的经验公式，力图利用这些公 式，从总铝中减去化合物的部分，得到有效铝，显然，这种方法比较粗糙，缺乏 热力学依据。而Fe-Zn-Al三元体系相图为精确测量有效铝提供了热力学依据， 尤其是与镀锌相关的富锌部分关系密切。研究者在进行Fe-Zn-Al三元合金体系 富锌端研究的同时，提出了铁溶解度曲线。但大多数研究者提出的曲线都不够准 确。国外研究者Tang将热力学分析和实验数据结合起来用一些公式分段来描述 铁溶解度曲线，Tang[1]分三段对铁溶解度曲线进行了研究与讨论，Tang分别研讨 了η、δ、ζ与液相平衡的铁溶解度曲线的表达式。Tang在前人评估相图[2-3]的 基础上，提出了铁在液态锌中的溶解度满足(Eq 9)(见原文，下同)方程式。他用 一个公式(Eq 9)式描述了ζ和δ的液相线，并将其溶解度的转换关系固定为1.22 (见eq17)。他的这种描述是不够精确的。根据热力学关系和Zn-Fe[4]评估相图 信息，δ-liq平衡时的铁溶解度与ζ-liq平衡时的比例关系随温度而变化。
对于η而言，事实上，不论是早期Urednicek和Kirkaldy[5]的研究，还是近 年来Chen[6]的研究，对于Fe2Al5Znx的组成，其中锌的含量始终是不可忽略的。Tang[1] 提出式(Eq 3)的同时作了简化。Fe2Al5Znx中实际上是溶有锌的，它必将取代部分 铁和铝原子的位置。因此，(％Fe)的指数取值小于2，(％Al)的指数取值小于5。
对于ζ相，在式(Eq 13)中人为地乘上了系数14，以此来反映1molζ相(FeZn13) 中含有14个原子，其实质是将ζ相中的铁、锌当成两个组元。对于δ相，也是如 此，他在求混合吉布斯自由能的时候乘了系数8，这与他的伪二元系热力学模型 相矛盾。
综上所述，Tang的热力学模型只在一定程度上符合热力学的原理，这就迫切 需要一种更加严密的技术方案来解决有关镀锌中有效铝测量和控制的问题。

本发明的目的在于提供一种基于解决上述问题并运用亚点阵模型分析铁溶 解度曲线的方法，重新优化了Fe-Zn-Al富锌部分的铁溶解度曲线，并将其转 换为供用户交互输入数据，选择所需产品，输出有效铝含量的主界面，达到控制 有效铝含量范围，提醒用户及时调整锌池中的铝含量，而且对于超标的有效铝含 量会给出“警告”的用于锌池中有效铝控制的系统。
本发明的上述目的是这样实现的：一种用于锌池中有效铝控制的系统，该 系统包括连接于一公知的计算机主机、显示器及其操作单元，其中计算机主机嵌 入一带有涉及浸镀温度、总铝含量、总铁含量参数的锌池分析数据输入对话框和 有效铝含量输出的主执行器对话按钮以及一个产品类型选择对话框的用于连续 镀锌过程中有效铝的计算的主界面。
为了达到控制有效铝含量范围，提醒用户及时调整锌池中的铝含量，实现人 机对话，其进一步的措施是：
所述主界面还包括：一锌池渣量分析输出对话框，一有效铝下、上限值输出 显项结果的显示卡，一Fe(铁)溶解度图形显示输出对话框，一刷新和退出主执 行器的对话按钮以及一叠加的铝含量超出有效铝范围警告对话框。
所述有效铝含量输出的主执行器对话按钮设有一有效铝含量计算执行器，该 计算执行器包括：
i)用于收集化学分析结果中涉及温度、总铝、总铁的数据分析收集器；
ii)用于求解固定成分点，各相边界斜率、共扼线斜率的求解器；
iii)用于对化学分析结果是否落在三相区进行是/否判断的判断器；
iv)用于对化学分析结果是否落在液相线以下进行是/否判断的判断器；
v)用于求解液相线与共扼线交点的求解器；
vi)与有效铝含量输出同步显示的文本对话框。
所述锌池渣量分析输出对话框，进一步包括：一个与有效铝含量输出同步工 作的联动计算执行器。
所述锌池渣量分析输出对话框，进一步包括：铁溶解度三维曲面要素zeta (wt％)、delta(wt％)、eta(wt％)至少三项用于渣量分析且输出显项结果的显 示卡。
所述产品类型选择对话框，包括使用推荐值和用户自定义至少二项单选按钮 的有效铝范围选择初选卡。
所述产品类型选择对话框，包括GA钢板，汽车用镀锌钢板，其它用镀锌钢 板至少三项单选按钮的产品类型选择复选卡。
所述Fe(铁)溶解度图形显示对话框包括设有至少二个图谱界面输出同步执 行器按钮：一个为二维曲线图图谱界面输出同步执行器按钮，一个为三维曲线图 图谱界面输出同步执行器按钮。
本发明采用以热力学为基础，运用亚点阵模型分析并创建了模拟铁溶解度曲 线，选用Matlab程序语言设计将其嵌入公知的计算机中，实现锌池中有效铝含 量的控制，将有效铝含量、锌渣种类及质量百分比直接显示在用户界面上的技术 方案，克服了传统用化学分析总铝的结果代替有效铝的结果的技术偏见。使本发 明具有：(1)可准确计算Knee Point点的值，推荐最优的有效铝含量范围，对于 超标的有效铝的含量程序会给出警告，提醒用户及时调整锌池中的铝含量。(2) 降低了锌池中取样要求。由于本发明的系统实际上是从所取的样品中减掉了锌渣 含量，测得的是有效铝，它不会随着试样中带入的锌渣量的多少而减少有效铝测 量的精度。(3)将热力学分析成功应用于锌池中有效铝含量的控制，实现了该领 域的系统化、功能化和高效化。本发明可作为镀锌厂和冶炼厂管理锌池的实用工 具。
以下结合附图对本发明的优选实施方式进行具体描述：

图1为本发明的主界面示意图。
图2为图1中的有效铝含量输出和警告提醒界面示意图。
图3为图1中的铁溶解度二维曲线图图谱界面同步输出示意图。
图4为图1中的铁溶解度三维曲线图图谱界面同步输出示意图。
图5为本发明中有效铝采样和输出流程示意图。
图6为本发明中有效铝含量计算执行器流程示意图。  
图7为应用于本发明中的Matlab语言的部分源程序示意图。
图8为本发明中锌池渣量分析输出对话框流程示意图。
图9为本发明中铁溶解度创建过程流程示意图。
图10为本发明中回归结果与实验值的比较示意图。

参见附图，用于锌池中有效铝控制的系统，在启动计算机主机、显示器及其 操作单元等系统后，该系统初始化后出现一嵌入计算机主机的主界面，该主界面 包括：a)用于输入涉及锌池分析数据的浸镀温度、总铝含量、总铁含量参数的 对话框，b)用于执行系统各项操作的有效铝含量输出的主执行器对话按钮，c) 一个产品类型选择对话框。
主执行器设有四个子执行器，分别为：有效铝含量计算执行器，锌池渣量分 析输出对话执行器，Fe(铁)溶解度图形输出对话执行器，铝含量超标警告对话 执行器。
有效铝含量计算执行器，包括一数据收集器，该数据收集器执行涉及对热力 学中温度、总铝、总铁的参数分析、收集；即该数据收集器是将根据在镀锌现场 取样后进行化学分析，并将分析结果——总铝，总铁，锌池温度直接输入界面对 应的文本框中执行人机对话的过程。在镀锌生产中，镀锌温度一般在700-850K 含量时，铝含量一般控制在0.2wt％以内，其中，在GA生产中，铝含量的控制范 围更窄；在正常的GI、GA生产过程中，由于锌池中温度、浓度的波动，都会导 致锌池中各处锌渣的积聚和转换，特别是在GI与GA切换或加锌锭时，这一现象 更加突出，在GI与GA切换或加锌锭时，由于铝含量的增加，部分底渣转变为浮 渣，一部分颗粒落到钢板上，会严重影响钢板的表面质量。为了克服前述缺陷， 采用精确计算和控制锌池中的有效铝含量以及测定锌池在各状态下的铝的浓度 分布的方案可以使其得到解决。
GA生产中一般将有效铝成分控制在稍高于δ-η-L三相共存点，即Knee Point点的范围内，这样得到的化合物为Fe2Al5Znx，其密度较小，通常为浮渣， 将有效铝成分控制在该范围，可避免底渣的产生，减少捞渣的次数，进而提高产 品质量。Knee Point的确定有赖于精确的铁溶解度曲线的表达，其本质上为两液 相边界：液相与delta平衡时的(L-δ)液相边界和液相与delta平衡时(η -L)液相边界的交点位置。液相线的描述将在下面实施例中进行更详细的描述。
下面结合主界面，对本发明的具体实施方式进行说明。
a)在使用时，用户打开主界面，如图1所示，会出现一个交互的操作主界 面，将在镀锌现场取样进行化学分析的结果——总铝，总铁，锌池温度直接输入 界面对应的文本对话框，本实施例所取的化学分析结果总铝为0.13wt％，总铁为 0.08wt％，镀锌温度450为℃。
b)一个产品类型选择对话框的主界面，包括使用推荐值和用户自定义至少 二项单选按钮的有效铝范围选择选项卡。包括GA钢板，汽车用镀锌钢板，其它 用镀锌钢板至少三项复选按钮的产品类型选项卡。在产品选择时，用户既可以自 定义，还可以使用系统带有的推荐值。用户若选择了“用户自定义”，应将允许 的有效铝含量的上下限值输入右侧的文本对话框；若用户选择了“使用推荐值” 单选按钮，产品类型选项卡设有可供选择的包括GA钢板，汽车用镀锌钢板，其 它用镀锌钢板至少三项复选按钮，同时，系统会给出有效铝含量的上下限的值。 如选择GA钢板复选按钮，系统会给出每一种钢板有效铝含量的上下限的值，如 GA钢板为0.128～0.138(质量百分数，下同)，汽车用镀锌钢板为0.143～0.158， 其它用镀锌钢板为0.168～0.188。
c)本实施例选取“使用推荐值”选项中的GA钢板选项，按下“有效铝含量 输出”主执行器对话按钮，系统就会将有效铝含量的结果以红色文本显示在对应 的有效铝含量输出同步显示对话框中，如图2所示为0.11088。如果用户选择“用 户自定义”，则有效铝含量的上下限的值的初始状态为空，其值由用户手动输入。 有效铝含量的上下限在铁溶解度曲线上是由红色虚线表示的，如图3所示。
d)在执行c)项按下“有效铝含量输出”主执行器对话按钮的同时，锌渣含 量也以文本形式显示在其对应的文本框中，这一操作和有效铝的计算是同时进行 的，如图2所示，锌池渣量分析输出对话框，它包括用于渣量分析的显示卡，此 显示卡为铁溶解度三维曲面要素项zeta、delta、eta和对应的渣量分析输出结 果显项，本实施例中的化学分析样品执行的结果为：锌渣类型为delta，其在锌 池中的质量百分含量为0.61252，其余的质量百分比为0。由于得到的有效铝的 结果——0.11088落在设定的有效铝范围——0.128～0.138的上下限之外，超出 了有效铝含量范围，系统会以“铝含量超标警告对话框”的界面形式给出警告提 醒，如图2所示。
e)若要查看有效铝在富锌部分相图的位置，可点击Fe(铁)溶解度图形显 示输出对话框中的“二维曲线图谱界面输出同步执行器按钮”，将铁溶解度的二 维曲线显示在叠加的另一界面上，如图3所示。
f)若要查看整个镀锌温度范围内铁溶解度与温度，总铝，总铁的关系，可 点击Fe(铁)溶解度图形显示输出对话框中的“三维曲线图谱界面输出同步执行 器按钮”，则铁溶解度的三维图形立体地显示在叠加的一界面上，如图4所示。
g)同时，要进行下次计算，可直接按“刷新主执行器的对话按钮”。要退出 系统，可直接按“退出主执行器的对话按钮”，以关闭该系统。
本发明的另一具体实施方式，针对有效铝含量输出的主执行器对话按钮，有 效铝的采样和输出的流程图如图5和图6所示，程序中的输入参数有三个：化学 分析结果(x0)，总铝总铁(y0)和热电偶测得的取样时的锌池温度(T0)，由富 锌部分铁溶解度曲线分段表达式可以将一定温度下的铁溶解度曲线连接成为由 三段曲线组成的组合曲线，而一定温度下ζ相区和δ相区的交点为xoald1，δ相 区和η相区的铁溶解度曲线的交点为xoald2，xoald2为Knee Point点。xoald1 与单相区ζ的成分点连接可得到L-ζ(L为液相，下同)两相区与L-ζ-δ三 相区的相界线，其斜率为slope1，同理，也可以求得L-ζ-δ与L-δ的斜率 slope2，进而可确定其相界线，slope3是L-δ与L-δ-η的相界线的斜率， slope4是L-δ-η三相区与L-η两相区的相界线的斜率。在两相区范围内， 连接液相与固相的共扼线又称为tie-line线，其在两相区范围呈沿相界线呈辐 射状分布，化学分析实验点所在的共扼线的斜率为slope，由此实验点判断其落 点，如果实验点落在两相区，那么过实验点的共轭线与铁溶解度曲线的交点即为 有效铝成分点；如果实验点落在三相区内，按照Gibbs相律，有效铝成分点为固 定点，即三相区三角形中位于液相线上的顶点为所求，三相区内有效铝成分只是 温度的函数，与样品在三相区内的落点无关，不论所取试样所标志的合金成分点 落在两相区还是三相区内，化学分析结果已知，液相的成分总可以通过上述分析 唯一确定。
同时，由有效铝结果可确定锌渣的种类和含量，进而导入与锌池渣量分析输 出对话框密切关联的，且与有效铝含量输出同步工作的同步显示文本对话框的同 步联动计算执行器。如图8所示，只要确定了化学分析结果所落入的相区，根据 杠杆原理，可以计算出任一化学成分点的各相及成分，锌渣的种类和含量也可进 一步得到。这是通过调用函数“caleal_sub”calealvalue”)”实现的，如图7 所示。
本发明的又一实施方式，铁溶解度曲线，亦液相线的模拟过程：
Fe-Zn-Al三元体系相图正为精确测量有效铝提供了热力学依据，尤其是与 镀锌相关的富锌部分关系密切。研究者在进行Fe-Zn-Al三元合金体系富锌端研 究的同时，提出了铁溶解度曲线。但大多数研究者提出的曲线都不够准确。本发 明基于亚点阵模型分析铁溶解度曲线，提出了计算Fe-Zn-Al三元系富锌端铁溶 解度曲线的新公式，结合采用Matlab程序语言，运用亚点阵模型分析器及采用 参数调整器进行参数回归调整，创建了有效铝含量输出主执行器对话按钮以及该 主执行器对话按钮的四个子执行器，如有效铝含量计算执行器，锌池渣量分析输 出对话框执行器，Fe(铁)溶解度图形显示输出对话框执行器，铝含量超出有效 铝范围警告对话框执行器。
下面以热力学为基础，对分析，求解、调整、模拟、创建过程进行描述。
本发明的铁溶解度的创建过程如图9所示，首先收集相关的热力学数据，将 锌池中有关铁溶解度曲线与总铝、总铁的相关数据收集、整理，并按照富锌部分 的相图规律将不符合热力学规律和相图原理的数据剔除。建立三种不同相的亚点 阵模型，(下面将会详细讲到其创建过程)，回归可调参数。并将回归的结果与实 验值进行比较，如果可调参数不符合相图规律，需进一步收集热力学数据，以支 持亚点阵模型。
利用化学分析结果——温度和总铝，总铁含量，综合运用一定温度下的铁溶 解度关系表达式，可知铁溶解度曲线在镀锌温度范围内(700-850K)为空间组合 曲面，铁溶解度三维曲面如图4所示。某一镀锌温度下的铁溶解度实质上是铁溶 解度三维曲面的一个横截面，可用铁溶解度二维曲线描述，如图3所示。运用相 图原理，将化学分析的结果导入锌池分析数据输入对话框，通过有效铝含量输出 的主执行器对话按钮，得到有效铝的对话结果，利用有效铝的计算结果，运用重 心法则和杠杆原理，得到锌渣的种类和百分含量，通过与有效铝含量输出同步工 作的联动计算执行器，得到锌池渣量种类和百分含量，将之导入锌池渣量分析输 出对话框。
热浸镀锌中有效铝含量的计算模型分析：
要详细讨论、分析铁溶解度曲线，首先要明确富锌端的相关系，也即明确在 不同的铝含量条件下与液相平衡的化合物。普遍认为在不同铝含量情况下，与液 相平衡的金属间化合物可用下表(表1)表示：
            表1  与液相平衡的金属间化合物
铝含量(wt％)    ＜0.10         0.10～0.135    ＞0.14
平衡化合物      ζ(FeZn13)   δ(FeZn7)      η(Fe2Al5Znx)
从数学上讲，铁溶解度曲线是锌池中铁含量关于铝含量和浸镀温度的函数。
研究者在提出铁溶解度曲线的初期都不够准确。特别是有研究者A(A为 Urednicek和Kirkaldy等人见参考文献[5])早在七十年代就提出了铁溶解度的计 算方法，此时，只是将它们简化为一条直线。直到近期，研究者B(B为Tang等人， 见参考文献[1])才将热力学分析和试验数据结合起来优化出一组公式分段来全 面地表述铁溶解度曲线，并得到实用。研究者B的热力学模型，指出铁在液态锌 中的溶解度满足以下方程式：
            ln[Fe]°＝17.78-15388/T                    (1)
其中[Fe]°是化学分析所得的总铁含量，T为温度(K)。研究者B只用这一个 公式描述ζ和δ的液相线，这样是不够精确的。根据热力学关系和Zn-Fe最新相 图信息，铁在锌中的溶解度曲线在该两相范围内的斜率变化不一致，因而铁的溶 解度曲线应该分段讨论。
下面分别对与液相平衡的各化合物的液相线的模拟进行分段讨论、分析：
(1)ζ-Liq.两相区段
由相图的热力学数据，在锌池中未加入铝时，可以将Fe-Zn相图中铁溶解度 用下式来进行描述：
                ln[Fe]0＝14.74-16569/T                   (2)
假设1摩尔铁中消耗x摩尔的铝，当锌池中溶有一定量的铝时，可以用下列 反应来表示铝加入后的影响：
                 Fe+(13-x)Zn+xAl＝FeZn(13-x)Alx          (3)
那么，上式的反应常数为：
$k={\alpha }_{\zeta }/{\alpha }_{\mathrm{Fe}}{\alpha }_{\mathrm{Zn}}^{13-x}{\alpha }_{\mathrm{Al}}^x----\left(4\right)$
αζ、αFe、αZn分别表示的是ζ的活度及其ζ化合物中Fe和Zn的活度。由于ζ 为线性化合物，所以αζ＝1；锌液中其它组元很少，故αZn＝1。这样，铝的溶入对 混合吉布斯自由能的ΔGm 0的影响可用下式表示：
${\mathrm{\Delta G}}_m^0=-\mathrm{RT}\ln \left(k\right)=\mathrm{RT}\ln {\alpha }_{\mathrm{Fe}}+\mathrm{RTX}\ln {\alpha }_{\mathrm{Al}}----\left(5\right)$
式中的R为气体常数，T为温度(K)。由于铝比锌活泼，溶解于ζ中时，取代 部分锌的位置，因此，我们选择亚点阵模型Fe(ZnAl)13计算混合吉布斯自由能，其 自由能表达式为：
${\mathrm{\Delta G}}_m^0=Y_{\mathrm{Zn}}{G}_{{\mathrm{FeZn}}_{13}}^0+Y_{\mathrm{Al}}{G}_{{\mathrm{FeAl}}_{13}}^0+13\mathrm{RT}(Y_{\mathrm{Al}}\ln Y_{\mathrm{Al}}+Y_{\mathrm{Zn}}\ln Y_{\mathrm{Zn}})+{\mathrm{LY}}_{\mathrm{Al}}{Y}_{\mathrm{Zn}}----\left(6\right)$
上式中L为交互作用参数，它是温度的函数，一般取L＝a+bT，其中a、b为需 要优化的两个参数。YZn，YAl分别为第二个亚点阵中锌和铝的占位分数。GFeZn13 0和 GFeAl13 0分别表示点阵完全被锌和完全被铝占据的化合物的形成自由能。由于溶于锌 液中的铝为x摩尔，铝的占位分数YAl与x满足下列关系：
                        x/14＝13YAl/14
                        YAl＝x/13                (7)
                        YZn＝(13-x)/13
则上式(6)可以化为：
${\mathrm{\Delta G}}_m^0=\frac{13-x}{13}{\mathrm{\Delta G}}_{{\mathrm{FeZn}}_{13}}^0+\frac{x}{13}{\mathrm{\Delta G}}_{{\mathrm{FeAl}}_{13}}^0+13\mathrm{RT}(\frac{x}{13}\ln \frac{x}{13}+\frac{13-x}{13}\ln \frac{13-x}{13})+(a+\mathrm{bT})\frac{x}{13}\times \frac{13-x}{13}----\left(8\right)$
由于溶于锌液中的铝含量较少x＜0.005，所以， $\frac{13-x}{13}\approx 1,\frac{x}{13}<<1,$ 上式可简化 为：
${\mathrm{\Delta G}}_m^0={\mathrm{\Delta G}}_{{\mathrm{FeZn}}_{13}}^0+13\mathrm{RT}(\frac{x}{13}\ln \frac{x}{13}+\frac{13-x}{13}\ln \frac{13-x}{13})+(a+\mathrm{bT})\frac{x}{13}\times \frac{13-x}{13}$
$=\mathrm{RT}\ln {\alpha }_{\mathrm{Fe}}^0+13\mathrm{RT}(\frac{x}{13}\ln \frac{x}{13}+\frac{13-x}{13}\ln \frac{13-x}{13})+(a+\mathrm{bT})\frac{x}{13}\times \frac{13-x}{13}----\left(9\right)$
αFe 0是Fe-Zn化合物中铁的活度，其自由能表达式为(5)中溶有铝为零的情况， 这样由(5)、(9)知：
$-\mathrm{RT}\ln \frac{\left[\mathrm{Fe}\right]}{{\left[\mathrm{Fe}\right]}^0}=\mathrm{RTx}\ln {\alpha }_{\mathrm{Al}}-13\mathrm{RT}(\frac{x}{13}\ln \frac{x}{13}+\frac{13-x}{13}\ln \frac{13-x}{13})-(a+\mathrm{bT})\frac{x}{13}\times \frac{13-x}{13}----\left(10\right)$
由Y.Chung[7]的结果可求解铝的活度：
            lnγ＝1195/T-0.875                              (11)
αAl＝γAlxL-Al＝2.42γAlwAl＝2.42wAl×exp(1195/T-0.875)    (12)
上式中xL-Al表示铝在锌液中的摩尔分数，wAl表示铝在锌液中的质量百分含量， 选取不同的单位是为了便于处理数据和实际应用，因为热镀锌工业中铝含量常以 重量百分比表达，而热力学方程式中则习惯于用摩尔分数表示，因此(10)式化 为：
$\left[\mathrm{Fe}\right]={\left[\mathrm{Fe}\right]}^0\times \exp (-x{\ln \alpha }_{\mathrm{Al}}+13(\frac{x}{13}\ln \frac{x}{13}+\frac{13-x}{13}\ln \frac{13-x}{13})+(a^{\prime }+b^{\prime }/T)\frac{x}{13}\times \frac{13-x}{13})----\left(13\right)$
a′、b′为根据试验数据优化得出的参数，根据研究者B的试验结果，铁在ζ中 的溶解度随铝含量的增加而成线性增加，对试验数据进行回归计算，得出下列关系：
                xζ-Al＝0.164wAl                        (14)
wAl同样表示锌液中铝的质量百分比含量。Xζ-Al表示铝在ζ化合物中的摩尔分 数，它与上式(3)中的x满足：xζ-Al＝x/14，对a′、b′的数据进行拟合，可以 得到参数a′、b′的值，其与试验值的比较如图10所示。
(2)δ-Liq.两相区段
对于δ相，在Fe-Zn相图中其溶解度间隙较小，仍然可以用同样的方法进行 拟合，其亚点阵模型为Fe(ZnAl)7。
由相图的热力学数据，在锌池中未加入铝时，可以将δ相液相线中用下式来 进行描述：
            ln[Fe]0＝10.07-12767/T                        (15)
锌池中添加了一定量的铝时，上式(13)变成：
$\left[\mathrm{Fe}\right]={\left[\mathrm{Fe}\right]}^0\exp (-x\ln {\alpha }_{\mathrm{Al}}+7(\frac{x}{7}\ln \frac{x}{7}+\frac{7-x}{7}\ln \frac{7-x}{7})+(a^{\prime \prime }+b^{\prime \prime }/T)\frac{x}{7}\times \frac{7-x}{7})----\left(16\right)$
由铝在δ相中的溶解度试验值可知：
                    xδ-Al＝0.42wAl
wAl同样表示锌液中铝的质量百分比含量，xδ-Al表示铝在δ化合物中的摩尔分 数，它与上式(3)中的x满足：xδ-Al＝x/8。
由上可知，在推导的过程中，设置了两个可调参数a′，b′(或a”，b”)， 通过试验数据拟合得到其最终结果。
(3)Fe2Al5Znx-Liq.两相区段
在Fe-Zn-Al三元系中Fe2Al5Znx(η)为二元扩展化合物。在稀溶液中运用质 量作用定律可推得二元化合物AmBp各组元质量百分比之间存在以下关系：
            (wA)m(wB)p＝K                    (17)
wA、wB分别为A、B组元在二元化合物中的质量百分比，K为常数。由于Fe2Al5Znx 为铁、铝的化合物，通过该化合物的热力学性质可与浸镀温度T(K)联系起来。 研究者B提出上式的同时作出了简化。Fe2Al5Znx中实际上是溶有锌的，它必将取 代部分铁和铝原子的位置，因此，(wFe)的指数取值小于2，(wAl)的指数取值小于 5，为此，本实施例用到了如下式子对实验数据进行拟合：
    ln[(wFe)a(wAl)b]＝14.18-12536/T
                           -bln(8.3424-0.0074T)
                           -aln(19.2692-0.0133T)           (18)
其中a和b同样为可调参数。
经过上述的推导，可得到各温度下铁溶解度曲线的表达式，如图10所示为 450℃下铁溶解度曲线计算值与实验值比较图。
通过对上述热力学模型的推导的目的在于：找出有效铝与化学分析的结果之 间的相互关系，将有效铝的计算建立在更为科学、合理的模型之上，使计算结果 更为精确。
下面结合附图及主界面给出几组具体操作实例：
由化学分析测得总铝为0.170％(质量分数，下同)，总铁为0.065％，温度 为455℃，将其输入可编辑文本框，按“有效铝含量输出”，在界面上以红色字体 给出有效铝的含量为0.134％，锌渣种类为δ和η，δ锌渣为底渣，η锌渣为浮 渣，其中δ为0.14756wt％，η为0.063015wt％。
由化学分析测得总铝为0.200％，总铁为0.04％，温度为450℃，输入参数 后，得出有效铝的含量为0.167％，锌渣种类为浮渣η，含量为0.075％。
上述实施方式是以热力学为基础，运用亚点阵模型分析铁溶解度曲线，采用 Matlab程序语言设计并将其嵌入公知的计算机中实现控制锌池中有效铝的系统。 该系统主要在于利用锌池中富锌部分的铁溶解度的热力学关系，由上面推导的结 果可知，铁溶解度是关于温度和总铝量的函数，一般化学分析的结果中包含有两 相或三相。如果样品中含有两相，那么，由相图原理可知，通过化学分析成分点 的共轭线与铁溶解度的交点即为液相中的铝含量，该成分点就是有效铝成分点。 这样，铁溶解度曲线就成了连接化学分析结果和有效铝成分的桥梁。
本发明作为镀锌厂和冶炼厂管理锌池的工具，可以大大减少化学分析取样的 难度。由于本发明实际上是从所取的样品中减掉了锌渣含量，测得是有效铝，它 不会随着试样中带入的锌渣量的多少而减少它的精度。
以上仅仅是本发明的较佳实施例，根据本发明的上述构思，本领域的熟练人 员还可对此作出各种修改和变换。例如，程序语言的选择，以及设计流程和主界 面的结构变化等等。然而，类似的这种变换和修改均属于本发明的范围。
附部分参考文献目录：
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