Способ контроля жидкого металла Советский патент 1984 года по МПК G01N33/20 

о со

О5 Изобретение относится к металлур гии, в частности к разработке способов контроля жидкого металла при плавке или перед разливкой в Литейные формы.о Известен способ контроля структуры и свойств чугуна, осуществляемый с помощью технологических проб. Данный способ позволяет получить информацию о свойствах чугуна - пределе прочности, твердости, после эксперимента, а также о структуре после изготовления металлографических шлифов t ОК недостаткам этого способа следует отнести трудоемкость получения технологических проб, их обработку, изготовление образцов, длительность процесса получения необходимой инфор мации, а также отсутствие возможности оказьгеать влияние на корректировку состава металла. Наиболее близким к предложенному является-способ контроля жидкого металла, в частности качества стали в процессе выплавки, включающий отбор пробы жидкого металла, регистрацию изменения температуры сплава 1во времени в процессе охлаждения, дифференцирование полученной зависимости (dT/dd и анализ кривой охлаждения. По изменению хода дифференциальной кривой в момент кристаллизации определяют степень чистоты рас плава, наличие примесных элементов, определяющих качество стали 23. . Недостатком известного способа контроля является невозможность осу ществления контроля форсирующейся структуры и свойств непосредственно при плавке или разливке. Целью изобретения является контроль формирукицейся структуры и механических свойств чугуна непосредственно при плавке или разливке в литейные формы, а также получение чугуна с заданными структурой и меха ническими свойствами. Указанная цель достигается тем, что согласно способу контроля жидкого металла, включающему отбор технологической пробы и регистрацию температуры ее охлаждения во времени, в процессе регистрации температуры определяют разность между кривыми охлаждения во времени технапогической пробы и индифферентного вещества затем сравнивают полученную дифферен циальную кривую охлаяиения с эталон422ной дифференциальной кривой чугуна, обладающего заранее заданными структурой и механическими свойствами, а при наличии отклонения производят корректировку состава жидкого чугуна. В процессе формирования структуры при кристаллизации происходит вьщеление тегшовой энергии и возникает разность температур между анализируемым чугуном (пробой) и индифферентным веществом, которое не имеет фазовых превращений при охлаждении. При этом кривую охлаждения индифферентного вещества (ниобия) получают на основе математического анализа кривой охлаждения чугуна в пробоотборнике с максимальным приближением по условиям охлаждения и свойствам к реальному сплаву. Регистрация разности температур позволяет выделить из всего процесса охлаждения анализируемого сплава фазовые струк- турные превращения, необходимые для выявление закономерностей структурообразования. Определенная структура сплава характеризуется строго определенным законом изменения ДТ в процессе кристаллизации. Вычитая математическую кривую охлаждения индифферентного вещества из реальной кривой охлаждения анализируемого сплава находят зависимость ДТ f(f). Полученную зависимость сравнивают с завмсимостями, характеризукицими получение сплавов с заданными структурой и механическими свойствами. В случае наличия отклонения между ними осуществляют корректировку состава присадкой модификатора (лигатуры) или изменяют режим плавки до совпадения получаемой зависимости с эталонной (оптимальной) . При совпадении полученных зависимостей осуществляют выпуск металла и разливку. Пример. Предложенный способ опробируют при контроле жидкого чугуна следуилцего химического состава, мас.%:С 3,4; Si 2,6,- Мп 0,7; Сг 0,7 S 0,006,- Р 0,006; Се 0,1. Указанный химический состав позволяет получить высокопрочный чугун с щаровидным графитом. Эталонную (оптимальную) кривую получают для чугуна со степенью сфероидизации включений графита 95% и без карбидов. Наряду с этим получают также кривые охлаждения сплавов со степенью сфероидизации менее 3 95%, данные о которых заранее введены в блок памяти ЭВМ для последую щего сравнения с кривой охлаждения анализируемого сплава. Способ контроля осуществляют еле дующим образом. Перед выпуском жидкого метапПа из плавильного агрегата, или перед заливкой из ковша литейных форм производят отбор порции расплава пробоотборником, в термический цент которого помещают термопару и подвергают охлаждению по заданному режиму. Сигнал от термопары поступает в ЭВМ. В процессе, охлаждения фиксируют изменение температуры пробы во времени в виде зависимости ДТ f (f а затем с помощью ЭВМ определяют зависимость, которую сравнивают с кривой охлаждения чугуна, обеспечивйющего получение в структуре степени сфероид из ации включений графита, равной 95%, и заданными механическими свойствами. При совпадении указанных кривьгк чугун либо выпуска ют из печи в ковш, либо из ковша, за 1ливают в литейные формы. При наличи отклонения зависимости ДТ f Ct) 2 от эталонной проводят ее сравнение имеющимися подобными зависимостями в блоке памяти ЭВМ со степенью сфеоидизации включений графита менее 95% и при совпадении с одной из них устанавливают количество модификатора, в частности, содержащего церий, которое присаживают в жидкий чугун, корректируя таким образом его химический состав. Продолжительность контроля жидкого металла равна 1-2 мин. Предложенный способ в отличие от известного позволяет проводить контроль формирующейся структуры и свойств чугуна непосредственно при плавке или перед заливкой, обеспечивает получение чугуна с заданными структурой и свойствами. Это создает условия для повышения производительности плавильных агрегатов, снижения себестоимости жидкого чугуна, а также увеличения выхода годного литья из высокопрочного чугуна. Экономический эффект от внедрения предложенного способа контроля жидкого металла составит 3 млн. руб. в год.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА, включающий отбор технопргическрй пробы и регистрацию температуры ее охлаждения во времени, от личающийся тем, что, с целью контроля формирующейся структуры и механических свойств чугуна непосредственно при плавке или перед его разливкой в литейные формы, а также получения чугуна с заданной структурой и механическими свойствами, в процессе.регистрации температуры определяют разность между кривыми охлаждения технологической пробы ииндифферентного вещества, затем сравнивают полученную дифференциальную кривую охлаждения с эталонной дифференциальной кривой чугуна, обладающего заранее заданными структурой и механическими свойствами, при наличии отклонения производят кор(Л ректировку состава жидкого металла.