Способ контроля жидкого металла

 

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.

CQO3 СОВЕТСКИХ

ОР,ИЦ

РЕСПУБЛИК

091 01) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЬГП Й

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н *ВТОРСНОМЫ ОЗИФП ВЪСТВМ

3458 С 0 N 20 (21) 3523764/22-02 (-22) 21.12.82 (46) 23.08.84. Бюл. У 31 (72) Ю.Е.Абраменко, Г.Б.Петров, Е.М.Савицкий, В.Т.Сайкин, А.Н.Снигирь, И.И.Мазин и Ю.А.Успенский (71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт (53) 621.785.75 (088;8). (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

У 748710, кл. С 01 N 33/20, 1977.

2. Патент ФРГ В 2403146, кл. С 01 N 33/20, 1977. (54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЖИДКОГОМЕТАЛЛА, включающий отбор технологической пробы и регистрацию температуры ее охлаждения во времени, о тл и ч а ю шийся 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 и индифферентного вещества, затем сравнивают полученную дифференциальную кривую охлаждения с эталонной дифференциальной кривой чугуна, об- . ладающего заранее заданными структурой и механическими свойствами, при 111 наличии отклонения производят корректировку состава жидкого металла. тями, характеризующими 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 следующего 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 шаровидным 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 сферондизации менее

1 11096

Изобретение относится к металлургии, 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 — пре10 деле прочности, твердости, после эксперимента, а также о структуре после изготовления металлографических шлифов (1 ).

К недостаткам этого способа слеf5 дует отнести трудоемкость получения технологических проб, их обработку, изготовле. не образцов, длительность процесса получения необходимой информации, а также отсутствие возможности оказывать влияние на корректи20 ровку состава металла.

Наиболее близким к предложенному является-способ контроля жидкого металла, в частности качества стали

25 в процессе выплавки, включающий отбор пробы жидкого металла, регистрацию изменения температуры сплава во времени в процессе охлаждения, дифференцирование полученной зависимости (dT/dt) и анализ кривой охлаждения. По изменению хода дифференциальной кривой в момент кристаллизации определяют степень чистоты расплава, наличие нримесных элементов, определяющих качество стали (2 j.

Недостатком известного способа контроля является невозможность осуществления контроля форсирующейся структуры н свойств непосредственно при плавке или разливке.

Целью изобретения является контроль формирующейся структуры и механических свойств чугуна непосредственно прн плавке или разливке в литейные формы, а также получение 45 чугуна с заданными структурой и механическими свойствами. о

Указанная цель достигается тем, что согласно способу контроля жидкого металла, включающему отбор техно- 50 логической пробы и регистрацию температуры ее охлаждения во времени, в процессе регистрации температуры определяют разность между кривыми охлаждения во времени технологичес- 55 кой пробы и индифферентного вещества, затем сравнивают полученную дифференциальную кривую охлаждения с эталон42 2 ной 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 выделение тепловой энергии и возникает разность температур между анализируемым чугуном (пробой) и индифферентным веществом, которое не имеет фазовьм превращений при охлаждении.

Прн этом кривую охлаждения индифферентного вещества (ниобия) получают на основе математического анализа кривой охлаждения чугуна в пробоотборнике с максимальным приближением по условиям оххлажцения и свойствам к реальному сплаву. Регистрация разности температур позволяет выделить из всего процесса охлаждения анализируемого сплава фазовые структурные превращения, необходимые для выявления закономерностей структурообразования.

Определенная структура сплава характеризуется строго определенным законом изменения ЬТ в процессе крис-! таллизации. Вычитая "математическую" кривую охлаждения индифферентного вещества из реальной кривой охлаждения анализируемого сплава находят зависимость hT = f(i). Полученную .зависимость сравнивают с зависимос1109642

Составитель Н.Косторной

Техред О.Неце Корректор Е. Сирохман

Редактор Г.Волкова

Заказ 6022/29 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ ГосудУ ственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

4Э

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

95Х, данные о которых заранее введены в блок памяти ЭВМ для последующего сравнения с кривой охлаждения анализируемого сплава.

Способ контроля осуществляют следующим образом.

Перед выпуском жидкого металла из плавильного агрегата. или перед заливкой из ковша литейных форм производят отбор порции расплава 10 пробоотборником, в термический центр которого помещают термопару и подвергают охлаждению по заданному режиму. Сигнал от термопары поступает в ЭВМ. В процессе. охлаждения фикси- 15 руют изменение температуры пробы во времени в виде зависимости ЬТ f(Y), а затем с помощью ЭВМ определяют зависимость, которую сравнивают с кривой охлаждения чугуна, обеспечи- 20 вающего получение в структуре степени сфероидиэации включений графита, равной 95Х, и заданными механическими свойствами. При совпадении указанных кривык чугун либо выпускают из печи в ковш, либо из ковша за::ливают в литейные формы. При наличии отклонения зависимости 6Т = Й(ь) от эталонной проводят ее сравнение с имеющимися подобными зависимостями в блоке памяти ЭВМ со степенью сфероидизации включений графита менее

95Х 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. Продолжительносгь кочтроля 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 мпн. руб. в год.