Способ контроля процесса модифицирования чугуна

СОЮЗ СОВЕТСНИХипРЕСПУБЛИК ОЮ 01) ПИ ОБРЕТЕНИ е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Г. Н. Миненко и Ю. С. Сухарчук (71) Московский автомеханический институт (53) 621,74.58 (088,8)(56) 1. Справочник по чугунному литью. Под ред. Н. Г. Гиршовича. Л., Машиностроение, 1978, с. 734.2, Ершов Г. С., Черняков В, А. Строени и свойства жидких и твердых металлов, М., Металлургия, 1978, с. 248.(54)(5) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА, включающий измерение электросопротнвлейия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля степени усвоения модификатора чугуном, по уменьшению или увеличению отклонения электросопротивления. от эталонного определяют снижение или повышение степени усвоения модификатора чугуном, а по увеличению электросопротивлення более чем на 1 - 13% от измеренного в течение 50 - 80 с с момента ввода модификатора в чугун определяют начало затухания эффекта процесса модифицирования.Экспериментально установлено, что в те 45 чение 50 - 80 с с момента ввода молификатора происходит процесс стабилизации величины электросопротивления К, (фиг. 1),которое измеряется непрерывно в течение50 - 80 с с целью фиксации момента прекра 50 . щения роста величины электросопротивлеиния, стабилизированная величина котороихарактеризует степень усвоения модификатора и сравнивается со значением электросопротивления модифицированного чугуна,принятого за эталон,55 Необходимость непрерывного замераэлектросопротивления в период его стабилизации связана с процессом растворения модификатора и зависит от температуры Изобретение относится к литейномупроизводству, в частности к внепечной обработке расплава серого чугуна, и может быть использовано на машиностроительных предприятиях при получении модифицированного серого чугуна для контроля процесса молифицирования.Известен метод контроля качества молифицирования, включающий отливку кли.новой пробы и .определение эффекта модифицирования по высоте отбела клиновой пробы 1.Однако известный метол связан с формовкой специальных образцов, заливкой зх жидким металлом, выдержки их в форме до определенного момента времени, выбив.ки опок с образцами и излома образца лля определения глубины отбела, т. е. связан с большим числом технологических операций и продолжителен по времени, не позволяет оперативно воздействовать на процесс модифицирования.Наиболее близким к изобретению является способ, включающий изменение структуры металла с измерением изменения величины электросопротивления металлического расплава электродным методом 2.Однако данный способ характеризуетсятем, что он не определяет степень усвоения модификатора и начало затухания модифицирующего эффекта в зависимости от величины электросопротивления расплава чугуна, не позволяет контролировать процесс модифицирования (степень усвоения модификатора) и время действия модификатора на чугун. В результате возможно появление отливок с неудовлетворительной структурой.Цель изобретения - повышение точности контроля степени усвоения модификатора чугуном.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу контроля процесса модифицирования чугуна, включающему измерение электросопротивления, по уменьшению или увеличению отклонения электросо.противления от эталонного, определяют снижение или повышение степени усвоения модификатора чугуном, а по увеличению электросопротивления более чем на 11 - 13 Й от измеренного в течение 50 - 80 с с момента ввода молификатора в чугун определяют начало затухания эффекта процесса молифицирования.Способ реализуется следующим образом.В емкости (копильник, миксер, ковш) проводят модифицирование расплава серого чугуна, измеряют электросопротивление К и сравнивают его с величиной электросопротивления эталонного расплава с минимальной известной степенью усвоения модификатора, при которой обеспечивается заланная структура чугуна. Если измеряемая величина больше сравниваемойто про. цент усвоения у данного модифипирован 510 15 20 25 30 35 40 ного чугуна больше и наоборот, если измеряемая величина меньше сравниваемой, топроцент усвоения ниже, что свидетельствует об отклонении процесса модифицирования от нормы (снижение температуры перегрева чугуна, увеличение размеров частицмодификатора, вводимых в расплав чугунаи лр,).Для выявления времени действия молификатора на чугун (начало затухания молифицирующего эффекта опрелеляют помоменту времени), когда в процессе выдержки металла электросопротивление превышает величину электросопротивления расплава на- 13 О/ от известной величиныэлектросопротивления К 1, замеренного втечение 50 - 80 с.На чертеже изображена экспериментальная кривая изменения электросопротивления модифицированного расплава чугунаво времени.Изменение электросопротивления жидкого расплава чугуна происходит следующимобразом.Понижение начального электросопротивления жидкого металла Ко при вводе модификатора происходит из-за ионизациикремния, входящего- в состав модификатора, и увеличении общего количества токоносителей - свободных электронов в расплаве. В дальнейшем при рассеивании электронов по атомам примесей, что связано сизменением структуры расплава и растворением кремния, и (по общепризнаннойтеории моднфицирования) образовании пересыщенных кремнием объемов металла,происходит повышение электросопротивления до К,. После выдержки жидкого модифицированного чугуна и гомогенизациирасплава имеет место дальнейшее повышение электросопротивления до Й .Таким образом, посредством измерения величины электросопротивления расплава можно оценить степень усвоения модификатора,используя лля сравнения величины электросопротивления эталонов расплава с известной степенью усвоения и время действиямодификатора на чугун,113207 Составитель 1. Абросимов Релактор Н. Воловик Текрсл И. Верес Корректор . Тигор Заказ 69)/Тираж 774)олин нос ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4химического состава чугуна, размеров частиц модификатора и других факторов.Граничные значения интервала времени измерения величины электросопротивления связаны со временем, в течение которого происходит растворение частиц модификатора в расплаве чугуна, т. е. процессу растворения соответствует период времени (фиг 1), когда электросопротивление меняется от Ко (электросопротивление немодифицированного чугуна) до К, (электросопротивление модифицированного чугуна). Время от начала до окончания процесса растворения модификатора в доэвтектическом чугуне, как показали эксперименты, приблизительно 50 - 80 с, после чего рост величины электросопротивления расплава чугуна стабилизируется. Интервал времени растворения частиц модификатора в 50 - 80 с связан с колебанием химического состава и температуры расплава чугуна, что особенно свойственно чугуну ваграночной плавки.Пример. В условиях цеха серого чугуна в ковш емкостью 150 кг подают модификатор ФС - 75 в количестве 0,8% от веса чугуна и производят модифицирование чугуна следующего состава, /,: С 2,8 - 3,0; 1 1,3 - 1,6; Мп 0,4 - 0,6; Ь, Р, Сг - не более 0,15%Через 50 - 80 с после ввода;"модификатора измеряют электросопротивление расплава К 4 электродным методом.По сопоставлению величины К, с ве личиной электросопротивления эталонного расплава К, (степень усвоения известна) контролируют процесс модифицирования; Например, полученное К = 0,23 .Ом сравнивают с величиной электросопротивления эталонного расплава К, =- 0,2 Ом (нри сте.пени усвоения, 74%); Я", = 0,24 Ом (пристепени усвоения 81 %) и К =- 0 28 Ом(при степени усвоения 89%). Из сравненияможно сделать вывод, что степень усвоения чугуна, имеющего К -- 0,23 Ом, находится между 74 и 81% и процесс модифицирования серого чугуна протекает нормально. При степени усвоения менее 74% необходимо улучшить растворение модификатора в расплаве чугуна.Время начала затухания модифицирующего эффекта для данного чугуна состав- .ляет 11 - 14 мин, т. е. после того времени,когда электросопротивление Кпревышает5К, на 11 - 13%, дальнейшая выдержка чугуна в ковше приводит к снижению механических свойств,Использование предлагаемого способаособенно важно при модифицировании больших объемов жидкого чугуна для заливки20 крупных деталей, так как в этом случаепредупреждается возможность появлениябрака отливок по низким механическимсвойствам свойствам, Кроме того, предлагаемый способ дает возможность определитьвремя начала затухания модифицирующегоэффекта при вынужденной выдержке расплава модифицированного чугуна перед заливкой.Экономическая эффективность способасостоит в том, что он снижает брак отливокиз-за низких механических свойств чугуна марки вследствие некачественного про.цесса модифицирования. Обц 4 ее количество,отливок, которые бракуются из-за низкихмеханических свойств (1,48%), составляет33,8 т при общем выпуске данной маркичугуна 8921 т. Годовой экономический эффект от внедрения способа равен 37649 руб,