PL93501B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania metali i stopów o stalej jakosci za pomoca procesu nie redukujacego, przy oznaczaniu zawartosci tlenu znajdujacego sie w wytopie.Znane sa konwencjonalne metalurgiczne sposoby wytwarzania róznych metali i stopów za pomoca nie redukujacego topienia z uwzglednieniem zmian ilosci tlenu znajdujacego sie w wytopie. Poniewaz dotad niejest znana metoda nadajaca sie do szybkiego, dokladnego i ciaglego oznaczania tego elementu towarzyszacego, prowadzenie wsadów nastepuje na podstawie zmian ilosci jednego lub kilku innych elementów towarzyszacych, lub tez na podstawie innych metod kontrolnych, które umozliwiaja posrednia ocene zawartosci tlenu w wytopie.W ten sposób przy produkcji, stali ze zmian zawartosci wegla w cieklym metalu lub z barwy i charakteru pobra¬ nych prób plynnej szlaki, okreslana jest zawartosc tlenu w kapieli stalowej.Z powodu braku znajomosci zawartosci tlenu w wytopie metalu nastepuje zwolnienie procesu i podwysze- nie jego kosztów. Na przyklad, jezeli dodawane sa mniejsze lub wieksze ilosci materialów dodatkowych, które oddaja tlen, moze wystapic ochlodzenie lub przegrzanie kapieli. Takim dodatkowym materialem do produkcji stali jest na przyklad swieza ruda. Poza tym nie mozna z góry dokladnie ustalic ilosci dodatkowych materialów, a zatem równiez ilosci powstajacej szlaki.Nie mozna z góry ustalic, z potrzebna dokladnoscia czasokresu usuwania zawartosci tlenu w czasie wytopu metalu. Zachodza czesto równiez wypadki dodawania nadmiernych ilosci srodków odtleniajacych celem doklad¬ nego usuniecia tlenu, w wyniku czego powstaja stopy metalowe o niedopuszczalnych róznicach. Z powodu nie¬ moznosci kontrolowania zawartosci tlenu w wytopie, wzrosnac moze zawartosc niemetalicznych zanieczysz¬ czen — tlenków. Takie wewnetrzne wady materialu powoduja zwiekszenie ilosci braków.Znanych jest kilka sposobów oznaczania zawartosci tlenu w metalach i stopach. W metodzie czesto uzywa¬ nej stosuje sie redukujace stapianie w zmniejszonym cisnieniu lub w ochronie gazowej, przy czym mierzy sie ilosci powstajacych tlenków wegla. Przy zastosowaniu tego sposobu powstaja zbyt dlugie czasokresy trwania analiz oraz wyniki ich sa niepewne z powodu trudnych do zredukowania tlenków. Z tego powodu sposobu tego nie mozna stosowac do sterowania procesem metalurgicznym. Rozpowszechniony jest równiez sposób oparty na2 93501 analizie spektralnej, przy zastosowaniu której wyniki otrzymuje sie dosc szybko. Rozrzut wyników jest jednak tak duzy, ze wyniki obliczen potrzebnych do przeprowadzenia wsadów zawieraja zbyt duze bledy.Ostatnio znane sa równiez metody oparte na technice jadrowej, lecz tylko czesc ich mozna zrealizowac wskutek duzych i kosztownych urzadzen na przyklad cyklotrony, przyspieszacze liniowe, betatrony. Istnieja równiez takie urzadzenia o malych wymiarach, które mozna zastosowac w warunkach ruchu, na przyklad gene¬ ratory neutronowe. Dotad jednak nie opublikowano metod analizowania, za pomoca których moznaby w warun¬ kach przemyslowych otrzymac pewne wyniki nadajace sie do sterowania odcinków prowadzenia wsadów w po¬ zadanym czasie.W wyniku opisanych okolicznosci nie zostaly dotad spelnione warunki za pomoca których moznaby sterowac technologia produkcji metali i stopów na podstawie zawartosci tlenu. Wszystkie te sposoby ograniczaja sie mianowicie do pózniejszego oznaczenia zawartosci tlenu, wzglednie sluza do podwyzszenia dokladnosci uzyskanych wyników analiz. Poniewaz jednak metody te przeprowadzac mozna tylko powoli, a ich wyniki sa stosunkowo malo dokladne, nie nadaja sie one do sterowania procesami metalurgicznymi na podstawie otrzyma¬ nych danych o zawartosci tlenu.Istota wynalazku polega na tym, ze z wytopu o nieznacznej zawartosci tlenu pobiera sie porcje metalu, która formuje sie w próbke stala, o ustalonych wymiarach i ksztalcie. Równoczesnie formowany jest wzorzec odniesienia o znanej zawartosci tlenu o ustalonych wymiarach i ksztalcie. Obydwie próbki przesuwane sa wzdluz wspólnego toru, a w pewnym punkcie tej drogi poddane sa napromieniowaniu, po czym nastepuje oznaczenie oddanego promieniowania oddzielnie kazdej próbki, az wzorzec odniesienia osiagnie pewna z góry ustalona wartosc. Nastepnie ustalona zostaje szukana zawartosc tlenu w próbce pobieranej z wytopu przez porównanie jej mierzonych wartosci z wartosciami wzorca odniesienia. Na podstawie tego wyniku proces metalurgiczny sterowa¬ ny jest przez dodawanie srodków oksydujacych wzglednie redukujacych.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig, 1 przedsta¬ wia schematyczny uklad urzadzenia analitycznego, fig. 2 — nomogram ulatwiajacy oznaczenie koniecznych ma¬ terialów dodatkowych, a fig. 3 — schemat sposobu.Wedlug fig. 1 urzadzenie zawiera zródlo neutronów 1, które umieszczone jest wewnatrz oslony 2, zabez¬ pieczajacej przed promieniowaniem. Przed zródlem neutronów 1 zainstalowane sa rura 3 do transportu badanej próbki i rura 4 do transportu wzorca odniesienia. Rury te koncza sie w komorze pomiarowej 5. W komorze pomiarowej umieszczone sa detektor 6 promieniowania próbki badanej oraz detektor 7 promieniowania wzorca odniesienia. Komora pomiarowa 5 otoczona jest oslona. Do detektora 6 przylaczony jest przyrzad 8 do pomiaru promieniowania próbki badanej, a do detektora 7 przylaczony jest przyrzad 9 do pomiaru promieniowania próbki odniesienia.W sklad urzadzenia wchodzi równiez przyrzad 10 grupujacy wyniki oraz automatyczny przyrzad 11 steru¬ jacy uruchomienie urzadzenia. W momencie gdy obie próbki znajda sie w obrebie zródla promieniowania 1 nastepuje równoczesne ich napromieniowanie, a atomy tlenu zawarte w nich zamieniaja sie w promieniujace izotopy. Nastepuje teraz pomiar i wartosciowanie radioaktywnych izotopów oraz strumienia neutronów wywola¬ nego tym promieniowaniem. Na fig. 1 oznaczono numerami 12 wzglednie 13 miejsce podawania wzglednie wyjmowania próbek.Fig. 3 przedstawia przykladowy schemat procesu przy zastosowaniu sposobu wedlug wynalazku. Próbki 14, 15, 16 pobiera sie z kapieli metalu 17 w róznych okresach czasu prowadzenia wsadu, nastepnie w urzadzeniu 18 oznacza sie zawartosc tlenu 19. Na podstawie zawartosci tlenu wylicza sie ilosc ijakosc srodków odtleniaja- cych 20, które nastepnie pobiera sie z pojemników 23, 24 i transportuje wzdluz toru 21, 22 do stanowiska 25 obróbki próbek.P rzykla d. Z wytopu metalu, na przyklad z wytopu stali pobiera sie porcje metalu o wadze 30 g, z której zostaje sporzadzona próbka. Jako wzorzec o znanej zawartosci tlenu sluzy tarcza z pleksiglasu o ciezarze 4g. Obydwie próbki zostaja umieszczone w rurach 3 i 4 i równoczesnie napromieniowane. Promieniowanie próbki badanej i próbki wzorcowej jest mierzone równoczesnie do chwili osiagniecia pewnej z góry ustalonej wartosci przez promieniowanie wzorca. Naliczono 702 impulsów przy badaniu wzorca odniesienia zawierajacego 11,7 mg tlenu. Z czego wynika, ze 60 impulsów odpowiada 1 mg zawartosci tlenu. Wedlug tego obliczona jest zawartosc tlenu w próbce o nie znanej zawartosci tlenu. Liczba impulsów próbki, która wynosila 250 jest dzielona przez 60 czyli 250:60 = 4,18 mg. Wynika z tego, ze zawartosc tlenu w wytopie metalu wynosi «0,014%.W przytoczonym przykladzie jest opisana istota wynalazku w zwiazku z technologia produkcji stali. Zasto¬ sowanie wynalazku nie ogranicza jednak sie jedynie do produkcji stali. Na podstawie zawartosci tlenu w próbkach pobranych w pewnych odstepach czasu z kapieli stali wyliczane sa ilosci i jakosc srodków odtleniajacych, które nalezy dozowac do pieca w celu wstepnego odtleniania.93501 3 Na podstawie zawartosci tlenu w próbce pobranej podczas spustu, nastepuje rozstrzygniecie czy dalsze odtlenianie jest konieczne, a w wypadku takiej koniecznosci, jakie ilosci srodków odtleniajacyeh nalezy stosowac, na przyklad ile glinu nalezy jeszcze dodac w ciagu odlewania. Toostatnie ustalenie moze byc uproszczone przez zastosowanie nomogramu wedlug fig. 2. Za pomoca takiego nomogramu ustalona jest bezposrednio, w zale¬ znosci od zawartosci tlenu i wegla oznaczonych analitycznie, wlasciwa ilosc glinu, która nalezy w ciagu odlewu dodac. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania metali i stopów o stalej jakosci za pomoca nie redukujacego procesu przy oznaczaniu zawartosci tlenu znajdujacego sie w wytopie, z namienny tym, ze z wytopu o nieznanej zawartosci tlenu pobiera sie porcje metalu, która formuje sie w próbke stala o ustalonych wymiarach i ksztalcie, przy czym próbke te razem z wzorcem odniesienia o znanej zawartosci tlenu i ustalonej wielkosci i ksztalcie transportuje sie wzdluz wspólnego toru, a w pewnym punkcie tego toru próbke i wzorzec poddaje sie napromieniowaniu, po czym mierzy sie oddzielnie oddane promieniowanie próbki i wzorca, dopóki wzorzec nie osiagnie z góry ustalonej wartosci promieniowania, a przez porównanie pomierzonych wartosci promieniowania próbki pobranej z wytopu zwartoscia promieniowania wzorca odniesienia, oznacza sie szukana zawartosc tlenu w wytopie i wedlug tych danych steruje sie procesem metalurgicznym dodawania srodków oksydacyjnych wzglednie redukujacych. Fig. 193 501 23 24 17- 'Air Fig.3 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 PL