Способ контроля жидкого металла

СООЭ СОВЕТСКИХщицзппмсцнхРЕСПУБЛИК ОЮ 011 зов с ГОС ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН ВТОРСНОМУ 63 ИДВТВЪСТВУ МРСТВЕННЫЙ КОНИТЕТ СССР АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПЙ(71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт(54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЖИДКОГОМЕТАЛЛА, включающий отбор технологической пробы и регистрацию температуры ее охлаждения во времени, о т " л и ч а ю щ и й с я 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, об- . ладающего заранее заданными структурой и механическими свойствами, при 19 наличии отклонения производят корректировку состава жидкого металла.тями, характеризующими получение сплавов с заданными структурой и ме-ханическими 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.П р и м е р. Предложенный способ опробируют при контроле жидкого чугуна следующего химического состава, мас.%:С 3,4; Яд 2,6; 31 п 0,7; Сг 0,7, Я 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 953 и без карбидов. Наряду с этим получают также кривые охлаждения сплавов со степенью сферондизации менее 11096Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке способов контроля жидкого металла приплавке или перед разливкой в литейные формы,оИзвестен способ контроля структуры и свойств чугуна, осуществляемыйс помощью технологических проб.Данный способ позволяет получитьинформацию о свойствах чугуна - пре 10деле прочности, твердости, послеэксперимента, а также о структурепосле изготовления металлографических шлифов 11.К недостаткам этого способа сле 15дует отнести трудоемкость получениятехнологических проб, их обработку,изготовле.ие образцов, длительностьпроцесса получения необходимой информации, а также отсутствие возможности оказывать влияние на корректи 20ровку состава металла.Наиболее близким к предложенномуявляется. способ контроля жидкого металла, в частности качества стали25в процессе выплавки, включающий от"бор пробы жидкого металла, регистрацию изменения температуры сплававо времени в процессе охлаждения,дифференцирование полученной зависи"мости ИТ/6 Д и анализ кривой охлаж- З 0дения. По изменению хода дифференциальной кривой в момент кристаллизации определяют степень чистоты расплава, наличие нримесных элементов,определяющих качество стали 2 3. . З 5Недостатком известного способаконтроля является невозможность осуществления контроля форсирующейсяструктуры н свойств непосредственнопри плавке или разливке,Целью изобретения является контроль формирующейся структуры и механических свойств чугуна непосредственно прн плавке или разливке влитейные формы, а также получение 45чугуна с заданными структурой и механическими свойствами.оУказанная цель достигается тем,что согласно способу контроля жидкого металла, включающему отбор технологической пробы и регистрацию температуры ее охлаждения во времени,в процессе регистрации температурыопределяют разность между кривымиохлаждения во времени технологической пробы и индифферентного вещества,затем сравнивают полученную дифференциальную кривую охлаждения с эталон 42 2ной дифференциальной кривой чугуна,обладающего заранее заданными структурой и механическими свойствами, апри наличии отклонения производяткорректировку состава жидкого чугуна.В процессе Формирования структурыпри кристаллизации происходит выделение тепловой энергии и возникаетразность температур между анализируемым чугуном (пробой) и индифферентным веществом, которое не имеетфазовьм превращений при охлаждении.Прн этом кривую охлаждения индифферентного вещества (ниобия) получаютна основе математического анализакривой охлаждения чугуна в пробоотборнике с максимальным приближением по условиям оххлажцения и свойствам к реальному сплаву, Регистрацияразности температур позволяет выделить из всего процесса охлажденияанализируемого сплава фазовые структурные превращения, необходимые длявыявления закономерностей структурообразования,Определенная структура сплава характеризуется строго определеннымзаконом изменения ЬТ в процессе кристаллизации, Вычитая "математическую"кривую охлаждения индифферентноговещества из реальной кривой охлаждения анализируемого сплава находятзависимость ЬТ = Е(Ф). Полученную .зависимость сравнивают с зависимос1109642 Составитель Н.КосторнойТехред О.Неце Корректор Е.Сирохман Редактор Г.Волкова Заказ 6022/29 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Госудственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 953, данные о которых заранее введены в блок памяти ЭВМ для последующего сравнения с кривой охлаждения анализируемого сплава.Способ контроля осуществляют сле- З дующим 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 ре" зиму. Сигнал от термопары поступает в ЭВМ, В процессе. охлаждения фикси руют изменение температуры пробы во времени в виде зависимости ДТГ(7), а затем с помощью ЭВМ определяют зависимость, которую сравнивают с кривой охлаждения чугуна, обеспечи вающего получение в структуре степени сфероидиэации включений графита, равной 953, и заданными механическими свойствами. При совпадении указанных кривык чугун либо выпуска э ют из печи в ковш, либо из ковша заливают в литейные формы. При наличии отклонения зависимости 6 Т = Г(Т) от эталонной проводят ее сравнениес имеющимися подобными зависимостямив блоке памяти ЭВМ со степенью сфероидизации включений графита менее953 и при совпадении с одной из нихустанавливают количество модификато"ра, в частности, содержащего церий,которое присазивают в жидкий чугун,корректируя таким образом его химический состав. Продолзительносгькочтроля зидкого металла равна1-2 мин,Предложенный способ в отличиеот известного позволяет проводитьконтроль формирующейся структуры исвойств чугуна непосредственно приплавке или перед заливкой, обеспечивает получение чугуна с заданнымиструктурой и свойствами. Это создает условия для повышения производительности плавильных агрегатов, снижения себестоимости жидкого чугуна,а также увеличения выхода годноголитья из высокопрочного чугуна.Экономический эффект от внедрения предложенного способа контроляжидкого металла составит 3 мпн. руб.в год,