Способ определения содержания кремния, марганца и углерода в стали

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 890195ло Аелам изобретеиий и открытий(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КРЕМНИЯ,МАРГАНЦА И УГЛЕРОДА В СТАЛИ1Изобретение 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 определенной части термо-ЭДС стали Еи в нормализованном состоянии и не может использоваться как независимый при определении содержания углерода.Наиболее близким к предлагаемому является способ определения содержания кремния, марганца и углерода в стали путем измерения интегральной термо-ЭДС и нахождения искомых величин на основании решения уравнений регрессии для интервалов преимущественного влияния примесей 21, 20Однако данный способ требует учета взаимного влияния элементом, т,е. введения поправок,2Целью изобретения является исключение взаимного влияния элементов и повышение 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 504-10 С, содержание марганца определяют по скорости изменения термо-ЭДС при 500+10 С, а содержание углерода по величине обратной скорости изменения термо-ЭДС в области 700-800 С относительно оси, проведенной от начала кривой в точку, соответствующую концу А -фазового превращения.Перечисленные условия определения содержания элементов установлены на основании экспериментальных данных. Как показывают опыты, скорость изменения термо- ЭДС 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. При этой темпера 8901953туре, 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, соответствующую концу- 4 1 с 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 1 начинает заметно влиять марганец, и опре,деление 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 ис- и ключения 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 по- Зо вышает надежность контроля ее состава и обеспечивает надлежащую гарантию анализа.На чертеже изображена характерная кривая изменения термо-ЭДС по температуре стали марки Ст 5 следующего состава, %: С 0,45; Я 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 нагрева нии. 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 известнымсоставом. юоП р и м е р. Записывают кривую изменения термо-ЭДС в температурном интервале25 - 900 С (см. чертеж) на диаграммную ленту с помощью электронного автоматического потенциометра т.па КСП - 4 с контролем температуры в зе горячего спая. По вычерченной кривой рассчитывают парамет 4ры 1 д р,1 д ф, с 1 д с, 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:6 = + 008% Я+ 0,020% Мп,бс --- +. 0012% С.Время анализа одного образца на три элемента с момента включения установки в работу для снятия кривой изменения термо- ЭДС находится в пределах 3 мин. Использование электронно-вычислительной техники дает возможность сократить это время до 2 мин.Формула изобретенияСпособ 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 в 8 С относительно оси, проведенной от начала кривой в точку, соответствующую концу- фазового превращения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР392202, кл. б 01 И 25/32, 1971.2. Беленький А. М. Исследование термоэлектрического способа контроля составастали. Диссертация на соискание ученойстепени кандидата технических наук, М.,МИС и С, 1969, с. 39 - 41, 71 - 75 (прототип).С. Белоойкас Составит Техред АТираж 9 водченкоКорре Подпи тета СССР крытийна 6., д. 4/5 л. Проектная ственного коми бретений и от - 35, Раушскаяг. Ужгород, у Редактор С. ТимохинЗаказ 10958/69 ВНИИ ПИ по 113035, М илиал ППП