Способ определения содержания кремния,марганца и углерода в стали Советский патент 1981 года по МПК G01N25/32 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КРЕМНИЯ, МАРГАНЦА И УГЛЕРОДА В СТАЛИ

I

Изобретение относится к металлургическому производству, в частности к способам анализа состава стали в процессе выплавки и дальнейшего предела.

Известен способ экспресс-анализа стали на содержание углерода, заключающийся в измерении термо-ЭДС, закаленной и нормализованной скрапины и определении содержания углерода по разности этих термо-ЭДС 1.

Однако этот способ требует взятия поправки на влияние кремния вычетом опреде- Q ленной части термо-ЭДС стали ЕН в нормализованном состоянии и не может использоваться как независимый при определении содержания углерода.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения содержания крем- is ния, марганца и углерода в стали путем измерения интегральной термо-ЭДС и нахождения искомых величин на основании решения уравнений регрессии для интервалов преимущественного влияния примесей 2.20

Однако данный способ требует учета взаимного влияния элементом, т.е. введения поправок.

Целью изобретения является исключение взаимного влияния элементов и повыщение точности анализа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения содержания кремния, марганца и углерода в стали путем измерения термо-ЭДС в- пределах температур 25-900°С, содержание кремния определяют по скорости изменения термо-ЭДС при 50±10°С, содержание марганца определяют по скорости изменения термо-ЭДС при 500±10°С, а содержание углерода - по величине обратной скорости изменения термо-ЭДС Б области 700-800°С относительно оси, проведенной от начала кривой в точку, соответствующую концу oL- у фазового превращения.

Перечисленные условия определения содержания элементов установлены на основании экспериментальных данных. Как показывают опыты, скорость изменения термоЭДС при низких температурах (60°С и ниже) зависит только от содержания кремния. Влияние марганца и углерода при этих температурах не проявляется. Скорость изменения термо-ЭДС при 500°С определяется только содержанием марганца. Г1ри этой температуре, начиная приблизительно с 300°С, влияние кремния на изменение термо-ЭДС снижается до минимума и сводится на нет при 400-600°С. Влияние углерода также не проявляется. При температурах, начиная с 600°С и выше, на изменение термо-ЭДС преимущественное влияние оказывает углерод. Влияние кремния и марганца при этом сходит на нет, если рассматривать изменение термо-ЭДС относительно определенной оси, проведенной от начала кривой (при 25°С) в точку, соответствуюпдую концу о.- У фазового перехода.

Оценка скорости изменения термо-ЭДС при температурах, отличных от указанных, приведет к необходимости учета взаимного влияния элементов. Например, при температурах выше 100°С на изменение термо-ЭДС начинает заметно влиять марганец, и определение содержания кремния будет невозможным без учета влияния марганца. Аналогично, к необходимости учета влияния кремния приведет определение содержания марганца, если оценка скорости изменения термо-ЭДС будет проводиться при температурах значительно ниже 500°С.

Установленные параметры для определения содержания кремния, марганца и углерода в стали обеспечивают возможность исключения взаимного влияния элементов на результаты измерения термо-ЭДС и тем самым - независимое (раздельное) определение их содержания. Возможность проведения независимого определения содержания кремния, марганца и углерода в стали повышает надежность контроля ее состава и обеспечивает надлежаш,ую гарантию анализа.

На чертеже изображена характерная кривая изменения термо-ЭДС по температуре стали марки Ст5 следующего состава, %: С 0,45; Si 0,35; Мп 0,60 по отношению к элементу сравнения - технически чистое железо, снятое при охлаждении.

Однако в данном способе возможно использование кривой, снятой и при нагреваНИИ. При этом имеет место некоторое смещение кривой из-за наличия термоэлектрического гистерезиса. Выбор способа снятия кривой изменения термо-ЭДС определяется условиями производства, где проводится контроль состава стали.

Градуировочные кривые для определения содержания элементов строятся на основании параметров изменения термо-ЭДС, снятых для эталонных образцов с известным составом.

Пример. Записывают кривую изменения термо-ЭДС в температурном интервале 25-900°С (см. чертеж) на диаграммную ленту с помощью электронного автоматического потенциометра т:.па КСП-4 с контролем температуры в горячего спая. По вычерченной кривой рассчитывают параметры tg cp,tg , ctg ot, характеризующие скорости изменения термо-ЭДС при соответствующих температурах, и по градуировочным графикам определяют процентное содержание кремния, марганца и углерода.

Для эффективной реализации данного способа предлагается использование электронной вычислительной машины, которая по заданной программе может производить все операции записи кривой, ее обработки и выдачи готовых результатов содержания элементов.

Предлагаемый способ раздельного определения содержания кремния, марганца и углерода в стали позволяет проводить независимый анализ без учета взаимного влияния на термоэлектродвижущую силу. Это дает возможность повысить надежность и точность термоэлектрического анализа.

Точность определения содержания элементов по данному способу характеризуется следующими данными среднеквадратичного расхождения с химическим методом: бд,, ± 0,018% Si бмп ± 0020% Мп, 6с, ± 0,0120/0 С.

Время анализа одного образца на три элемента с момента включения установки в работу для снятия кривой изменения термоЭДС находится в пределах 3 мин. Использование электронно-вычислительной техники дает возможность сократить это время до 2 мин.

Формула изобретения

Способ определения содержания кремния, марганца и углерода в стали путем измерения термо-ЭДС в пределах температур 25- 900°С, отличающийся тем, что, с целью исключения взаимного влияния элементов и повышения точности анализа, содержание кремния определяют по скорости изменения термо-ЭДС при 50±10°С, содержание марганца определяют по скорости изменения термо-ЭДС при температуре 500±10°С, а содержание углерода определяют по величине, обратной скорости изменения термо-ЭДС в области 700-800°С относительно оси, проведенной от начала кривой в точку, соответствующую концу ot- фазового превращения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 392202, кл. G 01 N 25/32, 1971. ,

2.Беленький А. М. Исследование термоэлектрического способа контроля состава стали. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., МИС и С, 1969, с. 39-41, 71-75 (прототип). W 1 т т ш , ш т т 7оо sffo