Claims (6)
1. Способ определения количества структурно-модифицирующего агента, вводимого в расплав чугуна для получения чугуна с компактным графитом или чугун со сфероидальным графитом из расплавленного чугуна, имеющего гипоэвтектический или близкий к эвтектическому состав, с помощью пробирного устройства, включающего емкость для пробы, устройства для слежения за температурой как функцией времени в центре и близко к стенке указанной емкости для пробы, и устройства для введения структурно-модифицирующего агента в расплавленный чугун, включающий стадии калибровки для выбранного способа плавки количества структурно-модифицирующего агента, которое следует добавить к гипоэвтектическому расплаву для получения чугуна с компактным графитом или чугуна со сфероидальным графитом, как функции максимального значения α первой производной по времени на кривой охлаждения, зарегистрированной в центре емкости для пробы, отбора пробы расплавленного чугуна с использованием пробоотборника, предоставления указанной пробе возможности затвердеть и регистрации во время затвердевания кривых охлаждения в центре емкости для пробы и у стенки емкости для пробы, соответственно, определения кривой выделения тепла, описывающей количество тепла, выделившееся в центре пробы, как функцию времени, с использованием уравнения теплового баланса1. The method of determining the amount of structurally modifying agent introduced into the cast iron melt to produce compact graphite cast iron or spheroidal graphite cast iron from molten cast iron, having a hypoeutectic or eutectic composition, using a test device including a sample container, and a tracking device for temperature as a function of time in the center and close to the wall of the indicated sample container, and a device for introducing a structurally modifying agent into molten cast iron, including calibration steps for the selected method of melting the amount of structurally modifying agent that should be added to the hypoeutectic melt to produce compact graphite iron or spheroidal graphite iron, as a function of the maximum value of the first time derivative α on the cooling curve recorded in the center of the sample container, sampling molten iron using a sampler, allowing said sample to solidify, and recording during solidification of the oh curves deposition in the center of the sample container and at the wall of the sample container, respectively, determining a heat evolution curve describing the amount of heat released in the center of the sample as a function of time using the heat balance equation
Qstored=Qgenerated+Qin-Qout Q stored = Q generated + Q in -Q out
где Qstored - количество тепла, воспринятого теплоемкостью материала, Qgenerated - количество тепла, выделенное объемом материала, Qin - количество тепла, переданное материалу от его окружения, и Qout - количество тепла, переданного от материала в его окружение, и кривых охлаждения, зарегистрированных в период затвердевания расплава пробы, идентификации положения возможного локального максимума tp на кривой выделения тепла, выделившегося в центре пробы, который соответствует точке образования аустенита на кривой охлаждения, зарегистрированной для центра во время затвердевания, и проверки нет ли опасности того, что данная точка образования аустенита изменила значение максимального наклона зарегистрированной для центра кривой охлаждения, причем если точка tp локализована, и если нет опасности того, что максимальная величина α первой производной по времени искажена образованием аустенита, осуществляют расчет количества структурно-модифицирующего агента (Va), которое следует добавить к расплаву, с использованием значения α и данных калибровки, полученных на калибровки, и если точка tp локализована, и если tp-tα меньше чем пороговая величина ttv, идентификации времени tα1,(tα1>tα), для которого вторая производная по времени на кривой охлаждения, зарегистрированной для центра, приблизительно равна 0, определяют значение первой производной по времени α1 и рассчитывают количество структурно-модифицирующего агента (Va), которое следует добавить к расплаву, с использованием значения α1 и данных полученных на стадии калибровки.where Q stored is the amount of heat received by the heat capacity of the material, Q generated is the amount of heat released by the volume of the material, Q in is the amount of heat transferred to the material from its surroundings, and Q out is the amount of heat transferred from the material to its surroundings, and the cooling curves recorded during the solidification period of the sample melt, identifying the position of a possible local maximum t p on the heat evolution curve released in the center of the sample, which corresponds to the point of austenite formation on the cooling curve recorded for center during solidification, and checking whether there is a danger that a given austenite formation point has changed the maximum slope of the cooling curve recorded for the center, moreover, if the point t p is localized, and if there is no danger that the maximum value of the first time derivative is distorted by the formation austenite, calculate the amount of structurally modifying agent (Va), which should be added to the melt, using the value of α and the calibration data obtained for calibration, and if the point t p is localized, and if t p -tα is less than the threshold value t tv , the time identification tα 1 , (tα 1 > tα), for which the second time derivative on the cooling curve recorded for the center is approximately 0, determine the value of the first derivative in time α1 and calculate the amount of structurally modifying agent (Va), which should be added to the melt, using the value of α1 and the data obtained at the calibration stage.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют количество структурно-модифицирующего агента, которое следует добавить к расплаву чугуна для получения чугуна с компактным графитом или чугуна со сфероидальным графитом.2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of the structurally modifying agent is determined, which should be added to the molten iron to produce compact graphite iron or spheroidal graphite iron.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перенос тепла в емкости для пробы, содержащей расплавленный чугун, приблизительно, одинаков во всех направлениях.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the heat transfer in the sample container containing molten iron is approximately the same in all directions.
4. Способ получения отливок из чугуна с компактным графитом или отливок из чугуна со сфероидальным графитом из расплавленного чугуна, имеющего эвтектический или близкий к эвтектическому состав, включающий стадии: получения расплавленного чугуна, имеющего эвтектический или близкий к эвтектическому состав, определения количества структурно-модифицирующего агента, которое следует добавить к расплаву чугуна для получения чугуна с компактным графитом или чугуна со сфероидальным графитом, согласно способу по п.1 или 2, добавления к расплавленному чугуну количества структурно-модифицирующего агента, определенного обора пробы и проведения операций отливки известным самим по себе способом.4. A method of producing cast iron castings with compact graphite or cast iron castings with spheroidal graphite from molten iron having a eutectic or eutectic composition, comprising the steps of: producing molten iron having a eutectic or eutectic composition, determining the amount of structurally modifying agent , which should be added to the molten iron to produce compact graphite iron or spheroidal graphite iron, according to the method according to claim 1 or 2, adding to the melt nnomu cast iron the amount of structure-modifying agent determined result of a screening of samples and casting operations known per se manner.
5. Установка для определения количества структурно-модифицирующего агента, добавляемого в режиме реального времени к расплаву гипоэвтектического или почти эвтектического чугуна в процессе получения чугунных отливок с компактным графитом, включающая первый температурный сенсор (10) для регистрации кривой охлаждения в центре емкости для пробы, второй температурный сенсор (12) для регистрации кривой охлаждения в зоне стенки емкости для пробы, компьютерное устройство (14) для определения величины количества (Va) структурно-модифицирующего агента, которое следует добавить к расплаву, устройство памяти (16), в которое введены предварительно определенные данные калибровки, компьютер, установленный для определения количества тепла, выделенного в центре пробы, как функции времени (кривой выделения тепла) с использованием уравнения теплового баланса5. Installation for determining the amount of structurally modifying agent added in real time to the melt of hypoeutectic or almost eutectic cast iron in the process of producing cast iron with compact graphite, including a first temperature sensor (10) for detecting the cooling curve in the center of the sample container, second a temperature sensor (12) for recording the cooling curve in the area of the wall of the sample container, a computer device (14) for determining the quantity (Va) of the structurally modifying agent nta, which should be added to the melt, a memory device (16) into which predefined calibration data are entered, a computer installed to determine the amount of heat released in the center of the sample as a function of time (heat evolution curve) using the heat balance equation
Qstored=Qgenerated+Qin-Qout,Q stored = Q generated + Q in -Q out ,
где Qstored - количество тепла, воспринятого теплоемкостью материала, Qgenerated - количество тепла, выделенное объемом материала, Qin - количество тепла, переданное материалу от его окружения, и Qout - количество тепла, переданного от материала в его окружение, и кривых охлаждения, зарегистрированные указанными первым и вторым температурными датчиками (10, 12), компьютер, установленный для идентификации значения времени tp, соответствующего локальному максимуму тепла, выделившегося в центре пробы, как функции времени, компьютер, установленный для расчета максимального значения первой производной по времени на кривой охлаждения, зарегистрированной первым температурным датчиком (10) и для придания этого значения переменной α и придания соответствующего времени переменной tα; компьютер, установленный для сравнения значений времени tp и tα, и если tα-tp меньше чем пороговая величина tv, то компьютер, установленный для идентификации нового значения первой производной α, расположенной при значении времени tα1, которое больше чем tα и которое соответствует участку кривой охлаждения, зарегистрированной первым температурным датчиком (10), где вторая производная по времени приблизительно равна 0, и придания переменной α значения новой первой производной, компьютер, установленный для определения величины количества (Va) структурно-модифицирующего агента, добавляемого к расплаву, с использованием значения первой производной α и предварительно полученных данных калибровки.where Q stored is the amount of heat received by the heat capacity of the material, Q generated is the amount of heat released by the volume of the material, Q in is the amount of heat transferred to the material from its surroundings, and Q out is the amount of heat transferred from the material to its surroundings, and the cooling curves registered with said first and second temperature sensors (10, 12), the computer being set up to identify a time value t p, corresponding to a local maximum of the heat generated in the center of the sample as a function of time, the computer being set for races eta maximum value of the first derivative with respect to time on the cooling curve recorded by the first temperature sensor (10) and for giving the values of this variable α and giving corresponding time to the variable tα; a computer installed to compare the values of time t p and tα, and if tα-t p is less than the threshold value tv, then a computer installed to identify a new value of the first derivative α located at a time value tα 1 that is greater than tα and which corresponds to the portion of the cooling curve recorded by the first temperature sensor (10), where the second time derivative is approximately 0, and the variable α is assigned the value of the new first derivative, a computer is installed to determine the quantity (Va) st a rectifier-modifying agent added to the melt using the value of the first derivative α and previously obtained calibration data.
6. Компьютерный программный продукт для использования в установке для определения количества структурно-модифицирующего агента, добавляемого в режиме реального времени к расплаву чугуна (20) во время процесса получения чугунных отливок с компактным графитом, включающий первый температурный датчик (10) для регистрации кривой охлаждения в центре емкости для пробы, второй температурный датчик (12) для регистрации кривой охлаждения в зоне стенки емкости для пробы, компьютерное устройство (14) для определения величины количества (Va) структурно-модифицирующего агента, добавляемого к расплаву, устройство памяти (16), в которое введены предварительно определенные данные калибровки, компьютерный программный продукт, включающий носитель записи и кодирующее устройство для чтения компьютером для направления компьютерного устройства на определение количества тепла, выделенного в центре пробы, как функции времени (кривой выделения тепла) с использованием6. A computer program product for use in an apparatus for determining the amount of a structurally modifying agent added in real time to a cast iron melt (20) during the process of producing compacted graphite iron castings, including a first temperature sensor (10) for detecting a cooling curve in the center of the sample container, a second temperature sensor (12) for detecting the cooling curve in the area of the wall of the sample container, a computer device (14) for determining the quantity (Va) of the structural of a differentiating agent added to the melt, a memory device (16) into which predetermined calibration data are entered, a computer program product including a recording medium and an encoding device for reading by a computer for directing the computer device to determine the amount of heat released in the center of the sample as a function time (heat curve) using
i) уравнения теплового баланса:i) heat balance equations:
Qstored=Qgenerated+Qin-Qout,Q stored = Q generated + Q in -Q out ,
где Qstored - количество тепла, воспринятое теплоемкостью материала, Qgenerated - количество тепла, выделенное объемом материала, Qin - количество тепла, переданное материалу от его окружения, и Qout - количество тепла, переданного от материала в его окружение, и ii) кривых охлаждения, зарегистрированные указанными первым и вторым температурными датчиками (10, 12); носитель записи и кодирующее устройство для чтения компьютером для направления компьютерного устройства на идентификацию значения времени tp, соответствующего локальному максимуму тепла, выделившегося в центре пробы, как функции времени, носитель записи и кодирующее устройство для чтения компьютером для направления компьютерного устройства на расчет максимального значения первой производной по времени на кривой охлаждения, зарегистрированной первым температурным датчиком (10) и для придания этого значения переменной α и придания соответствующего времени переменной tα, носитель записи и кодирующее устройство для чтения компьютером для направления компьютерного устройства на сравнение значений времени tp и tα, и если tα- tp меньше чем пороговая величина tv, то для идентификации нового значения первой производной α, расположенной при значении времени tα1, которое больше чем tα и которое соответствует участку кривой охлаждения, зарегистрированной первым температурным датчиком (10), где вторая производная по времени приблизительно равна 0, и придания переменной α значения новой первой производной, носитель записи и кодирующее устройство для чтения компьютером для направления компьютерного устройства на определение величины количества (Va) структурно-модифицирующего агента, добавляемого к расплаву, с использованием значения первой производной α и предварительно полученных данных калибровки.where Q stored is the amount of heat received by the heat capacity of the material, Q generated is the amount of heat released by the volume of the material, Q in is the amount of heat transferred to the material from its surroundings, and Q out is the amount of heat transferred from the material to its surroundings, and ii) cooling curves recorded by the indicated first and second temperature sensors (10, 12); a recording medium and a computer encoder for directing the computer device to identify a time value t p corresponding to the local maximum of heat released in the center of the sample as a function of time, a recording medium and a computer encoder for reading a computer to direct the computer device to calculate the maximum value of the first time derivative on the cooling curve recorded by the first temperature sensor (10) and to give this value to the variable α and give the corresponding time variable tα, the recording medium and the encoder for reading by the computer to direct the computer device to compare the values of time t p and tα, and if tα-t p is less than the threshold value tv, then to identify the new value of the first derivative α located at time tα 1, which is larger than tα, and which corresponds to a portion of the cooling curve recorded by the first temperature sensor (10) where the second time derivative is approximately 0 and impart variable values α oic first derivative, a recording medium and an encoder for reading a computer for directing the computer device to determine an amount value (Va) of a structure modifying agent added to the melt by using the first derivative value α and the calibration data previously obtained.