PL66235B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.IV.1969 (P 132 967) 30.X.1972 66235 KI. 421,3/53 MKP GOln 33/20 CZYTELNIA f Wspóltwórcy wynalazku: Adam Kosowski, Zdzislaw Witek Wlasciciel patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanislawa Staszi¬ ca, Kraków (Polska) Urzadzenie do oznaczania zawartosci krzemu i wegla w stopach zelaza z weglem, nie zawierajacych dodatków stopowych •Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do ozna¬ czania zawartosci krzemu i wegla w stopach ze¬ laza z weglem, nie zawierajacych dodatków sto¬ powych, znajdujace zastosowanie do biezacej kon¬ troli zawartosci tych skladników w stopach zelaza z weglem.Sklad chemiczny stopów zelaza z weglem jest obok warunków wytapiania i szybkiego stygnie¬ cia, zasadniczym czynnikiem, wplywajacym na wlasciwosci stopów. Z tego wzgledu do przewidy¬ wania wlasciwosci stopów zelaza niezbedna jest znajomosc skladu chemicznego, a w przypadku ze¬ liwa,, znajomosc zawartosci krzemu i wegla. Te dwa skladniki decyduja w glównej mierze o cha¬ rakterze struktury zeliwa, a wiec o jego wlasci¬ wosciach. Takze w przypadku stali, zawartosc, zwlaszcza wegla w stopie, wywiera wplyw na strukture i wlasciwosci.Dotychczas w celu oznaczania zawartosci krze¬ mu i wegla w stopach zelaza z weglem, stosuje sie klasyczna analize chemiczna. Wada analizy chemicznej jest duza pracochlonnosc oraz to, ze pozwala okreslic zawartosc krzemu z dokladnos¬ cia do ± 0,1% i wegla z dokladnoscia do ± 0,06%.Czas, w którym mozna wykonac te analize wy¬ nosi odpowiednio dla krzemu 2 godziny i 0,5 go¬ dziny dla wegla.Wykonanie analizy chemicznej stopów zelaza z weglem w znacznym stopniu przyspiesza zasto¬ sowanie spektografu. Z uwagi jednak na wysoki 10 15 20 25 koszt tego typu urzadzen oraz ich skomplikowana budowe, stosowanie analizy spektralnej jest uza¬ sadnione tylko w przypadku masowego wykony¬ wania analiz. Znane jest równiez termoelektrycz¬ ne oznaczanie zawartosci krzemu w zeliwie, które w polaczeniu z wyznaczaniem stopnia nasycenia eutektycznego, na podstawie krzywej stygniecia, pozwala okreslic zawartosc wegla w badanym ze¬ liwie.Zawartosc krzemu oraz wegla mozna okreslic tylko w warunkach laboratoryjnych, gdyz zmiany sily termoelektrycznej, wytworzonej w próbkach o róznych zawartosciach krzemu sa niewielkie i wymagaja stosowania bardzo czulych urzadzen na przyklad galwanometrów zwierciadlowych.Celem wynalazku jest skrócenie czasu oznacza¬ nia zawartosci krzemu i wegla w stopach zelaza, zwlaszcza zeliwa oraz umozliwienie wykonywania oznaczenia zawartosci tych skladników w warun¬ kach ruchowych.Cel ten realizuje sie przez skonstruowanie urza¬ dzenia wedlug wynalazku, zawierajacego transfor¬ mator, którego pierwotne uzwojenie o przelozeniu równym od 1: 2,0 do 1 : 5,0 jest polaczone poprzez wzmacniacz z generatorem drgan, o czestotliwosci od 700—1500 Hz, a do wtórnego uzwojenia trans¬ formatora jest polaczony za posrednictwem pro¬ stownika, miernik napiecia. Transformator ma wy¬ mienny rdzen, wykonany z badanego stopu.Urzadzenie wedlug wynalazku, jest proste oraz 0623566235 4 latwe w obsludze i znajduje zastosowanie zwlasz¬ cza w odlewniach, w których szybkie okreslenie zawartosci krzemu i wegla w stopie, umozliwia uzyskanie wytopu o pozadanym skladzie chemicz¬ nym.Urzadzenie do oznaczania zawartosci krzemu i wegla w stopach zelaza, wedlug wynalazku przedstawiono w przykladowym rozwiazaniu na rysunku, na którym fig. 1 — przedstawia schemat ideowy urzadzenia, fig. 2 — wykresy, podajace zaleznosc sumy wegla i krzemu (C + 3Si), przy róznych zawartosciach siarki w badanej próbce, od sily elektromotorycznej indukcji E, fig. 3 — wykresy, podajace zaleznosc sumy wegla i krzemu (C + 3Si) od zawartosci krzemu w próbce, o zna¬ nej "zawartosci wegla, a fig. 4 — wykres, przed¬ stawiajacy zaleznosc sumy wegla i krzemu (C + + 3Si) od zawartosci krzemu w próbce, przy nie¬ znanej zawartosci wegla.Urzadzenie do oznaczania zawartosci krzemu i wegla zawiera transformator, którego pierwotne uzwojenie 1 jest polaczone poprzez wzmacniacz 2 z generatorem drgan 3, o czestosciach w zakresie od 700 Hz do 1500 Hz. Wtórne uzwojenie 4 trans¬ formatora jest polaczone za posrednictwem pro¬ stownika 5 z miernikiem napiecia 6. Transforma¬ tor ma wymienny rdzen 7 wykonany z badanego stopu, majacy na przyklad ksztalt typowej próbki stosowanej do badania wlasciwosci wytrzymalo¬ sciowych zeliwa.W urzadzeniu wedlug wynalazku, wykorzystuje sie zaleznosc sily elektromotorycznej indukcji od oporu otwartego obwodu magnetycznego, czyli od przenikalnosci magnetycznej rdzenia 7, uzalez¬ nionej przy okreslonych wymiarach rdzenia, od zawartosci krzemu i wegla w rdzeniu.Na podstawie przeprowadzonych badan, stwier¬ dza sie odmienny wplyw wegla i krzemu na prze- nikalnosc magnetyczna badanego stopu zelaza w porównaniu z ogólnie stosowanymi slabymi i sil¬ nymi polami magnetycznymi. W silnych polach magnetycznych, wzrost zawartosci wegla i krzemu powoduje obnizenie przenikalnosci magnetycznej, natomiast przy zastosowaniu slabych pól magne¬ tycznych nastepuje wzrost przenikalnosci magne¬ tycznej. "Ustalenie odmiennego wplywu wegla i krzemu na przenikalnosc magnetyczna w polach o róznym natezeniu, jest istotnym czynnikiem, umozliwiajacym dobór odpowiednich warunków pracy urzadzenia.• Stwierdzono doswiadczalnie, ze zarówno w przy¬ padku stosowania wysokiej jak i sieciowej czesto¬ tliwosci przy próbach o znacznych róznicach w zawartosci wegla i krzemu, zmiany mierzonej sily elektromotorycznej indukcji sa nieznaczne. Dobór optymalnej czestotliwosci zasilania urzadzenia we¬ dlug wynalazku, umozliwia okreslenie zawartosci wegla i krzemu z dokladnoscia, mieszczaca sie w granicach tolerancji.Niewielkie zmiany przenikalnosci magnetycznej rdzenia spowodowane wylacznie zmianami zawar¬ tosci wegla i krzemu, przy odpowiednim doborze natezenia pola magnetycznego i czestotliwosci za¬ silania, umozliwiaja okreslenie sily elektromoto¬ rycznej indukcji w zaleznosci od zawartosci wegla i krzemu.Pomiaru dokonuje sie w ten sposób, ze po wla¬ czeniu zasilania generatora. 3 i wzmacniacza 2, umieszcza sie w cewce transformatora porównaw¬ czy rdzen i zeruje sie miernik napiecia 6. Nastep- 5 nie porównawczy rdzen zastepuje sie rdzeniem 7, z badanego stopu i dokonuje odczytu na mier¬ niku 6.Przy znanej zawartosci wegla w próbce, zawar¬ tosc krzemu okresla sie w oparciu o wykres, przed¬ lo stawiony na fig. 2, z którego odczytuje sie za¬ wartosc sumy wegla i krzemu (C + 3Si), odpowia¬ dajacej danej wartosci sily elektromotorycznej, odczytanej na mierniku 6. Zawartosc krzemu okresla sie z dokladnoscia ±0,04%, przy czym w 15 zaleznosci od zawartosci siarki w badanym stopie, odczytu dokonuje sie z odpowiednio wybranej krzywej, przedstawionej na fig. 2. Zawartosc krze¬ mu mozna równiez odczytac wprost, z mniejsza dokladnoscia, wynoszaca okolo ± 0,05% z wykre- 20 sów, przedstawionych na fig. 3. W przypadku ozna¬ czania w badanym stopie zarówno krzemu jak i wegla, zawartosc tych skladników okresla sie, poslugujac sie wykresami, przedstawionymi na fig. 2 i fig. 4, z dokladnoscia od ± 0,05% do 25 ± 0,15%.Przyklad I. Przy pomiarze zawartosci krze¬ mu i wegla w zeliwie, zawierajacym 3,29% wago¬ wych wegla i 0,07% wagowych siarki, stosuje sie generator drgan o czestotliwosci równej 1000 Hz 30 i transformator, którego przelozenie wynosi 1 : 4,4.Na kilka minut przed rozpoczeciem pomiaru wla¬ cza sie zasilanie generatora i wzmacniacza. Na¬ stepnie uformowany z badanego zeliwa rdzen, w ksztalcie walca, o srednicy 25 mm i dlugosci 35 300 mm, wklada sie do transformatora i odczytuje na woltomierzu wartosc sily elektromotorycznej, która wynosi 0,75 V.Z wykresu na fig. 2, dotyczacego zeliwa o za¬ wartosci 0,07% wagowych siarki, odczytuje sie dla 40 sily elektromotorycznej, równej 0,75 V, wartosc sumy wegla i krzemu (C + 3Si), która wynosi 9,90% wagowych. Z równania C + 3Si = 9,90, za- 9,9-C wartosc krzemu równa sie Si= a ponie- o 45 waz próbka zeliwa zawiera 3,29% wagowych we- 9,9—3,29 _ gla, stad zawartosc krzemu Si= — 2,2.1% o wagowych, Zawartosc krzemu mozna przy znanej 50 zawartosci wegla, wynoszacej 3,29% wagowych, odczytac wprost z wykresu, przedstawionego na fig. 3.Przyklad II. Przy oznaczaniu zawartosci krzemu i wegla w zeliwie, zawierajacym niezna- 55 na ilosc wegla i 0,06% wagowych siarki, stosujac urzadzenie o podanych wyzej parametrach, war¬ tosc sily elektromotorycznej odczytanej na wolto¬ mierzu wynosi 0,74 V. Z wykresu na fig. 2, do¬ tyczacego zeliwa, zawierajacego 0,06% wagowych 6o siarki, odczytana zawartosc sumy wegla i krzemu (C + 3Si), odpowiadajaca sile elektromotorycznej równej 0,74 V, wynosi 9,8% wagowych.Z wykresu na fig. 4 dla wartosci sumy C + 3Si = = 9,8% wagowych odczytuje sie zawartosc krze- 65 mu, wynoszaca 2,11% wagowych. Z równania66235 C + 3Si = 9,8 oblicza sie zawartosc wegla, która wynosi: C = 9,8 — 3(2,11) = 3,47% wagowych. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenie patentowe Urzadzenie do oznaczania zawartosci krzemu i wegla w stopach zelaza z weglem, nie zawiera¬ jacych dodatków stopowych, znamienne tym, ze 6 zawiera transformator, którego pierwotne Uzwoje¬ nie (1), o przelozeniu równym od 1 : 2,0 do 1 : 5,0 jest polaczone poprzez wzmacniacz (2) z genera¬ torem drgan (3), o czestotliwosci od 700—1500 Hz, a do wtórnego uzwojenia (4) transformatora jest polaczony za posrednictwem prostownika (5), mier¬ nik napiecia (6), przy czym transformator ma wy¬ mienny rdzen (7) wykonany z badanego stopu. 1/ Fig. i.KI. 421,3/53 66235 MKP GOln 33/20 <^ 0 1— \ / \A ),/ / vi II) IL A // 1, i V —i— / /// Vi 'i Vi II 1 f I, 1 ' 1 Vi V, . t i 11 1 , i V 1 0,04 0,05 0,03 0,10 / i k i Vi i Y %-s v %s %$ %s 1 L V V Vi Vi 1 i i ' \ \ \ \^ /// /// Vi Vi Vi 1 1 Vi V V f l \li V 11 ! V V h y, h V u i a 0,1 0,1 ''/l i i 12%. 1%$ 5%$ r \ i -+* 0t6O 0,65 0,70 0,75 Fig.

2. OfiO 0,05 E,VKI. 421,3/53 §6235 MKP GOln 33/20 ^ £ 44 n. n,u Ifin* w,u QO- An4 OiU n 1 7,0 L i / // y // / / Z 71 7 / 7 // y / / 3.7'it M^

3.3ft \ . \ \ r * 7 // \ (") / /, / j /, r / / '/ /z '/ / / // /, // /, M% 2.9% Ml im 7 / / C c c c y // /, -^ u 16 1.8 2,0 2,2 SA 2,6 2,B 61 % Fig. 5.KI. 421,3/53 66235 MKP GOln 33/20 - no Ift!) mu 9.0- 80 7,0 L / / / / / / [ / / < -*J* 15 2,0 2.5 Si% Fiq.

4. W.B.Kart. C/958/72, 210+15, A4 Cena zl 10,— PL