RU2027986C1 - Method of determination of content of carbon in pig iron - Google Patents

Method of determination of content of carbon in pig iron Download PDF

Info

Publication number
RU2027986C1
RU2027986C1 SU5047516A RU2027986C1 RU 2027986 C1 RU2027986 C1 RU 2027986C1 SU 5047516 A SU5047516 A SU 5047516A RU 2027986 C1 RU2027986 C1 RU 2027986C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
carbon
content
carbon content
pig iron
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Логинович Лапин
Original Assignee
Валентин Логинович Лапин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валентин Логинович Лапин filed Critical Валентин Логинович Лапин
Priority to SU5047516 priority Critical patent/RU2027986C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2027986C1 publication Critical patent/RU2027986C1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)

Abstract

FIELD: foundry. SUBSTANCE: technological sample is cast without extraction of graphite. It is subjected to graphitization annealing at temperature 940-1120 C. Value of elongation of sample is measured and content of carbon in pig iron is found by it. For speed-up of annealing liquid pig iron intended for casting of technological sample is injected with additive containing graphitization elements. EFFECT: enhanced authenticity of determination of carbon content during smelting. 2 cl

Description

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для определения содержания углерода в чугунах преимущественно по ходу плавки. The invention relates to foundry and can be used to determine the carbon content in cast iron mainly during melting.

Содержание углерода в чугунах является одним из основных факторов, оказывающих влияние на литейные и механические свойства. Поэтому контроль углерода в чугунах по ходу плавки и корректировка его содержания имеют большое значение. The carbon content of cast irons is one of the main factors affecting the casting and mechanical properties. Therefore, the control of carbon in cast irons during melting and the adjustment of its content are of great importance.

Для получения заданной марки чугуна достаточно обеспечить требуемое содержание углерода, а содержание других элементов, в частности кремния, можно корректировать по величине отбела технологической пробы на отбел. To obtain a given grade of cast iron, it is sufficient to provide the required carbon content, and the content of other elements, in particular silicon, can be adjusted according to the size of the bleached process sample for bleaching.

Для определения содержания углерода применяют различные методы. Various methods are used to determine the carbon content.

Широкое применение нашли химико-аналитические методы. Основу их составляет сжигание навески чугунной стружки на лодочке в трубчатой печи с помощью прибора АН-7529. Сжигание производят в потоке кислорода, что значительно ускоряет процесс. Chemical-analytical methods are widely used. Their basis is the burning of a sample of pig-iron shavings on a boat in a tubular furnace using the AN-7529 device. Burning is carried out in a stream of oxygen, which greatly speeds up the process.

Однако образующийся СO2 поглощается раствором, находящимся в электрической ячейке, что изменяет ЭДС индикаторной системы рНметра. Общее время анализа от момента заливки пробы до получения готового результата составляет, как правило, не менее 10 мин. Анализ проводят в отдельном помещении специальные лаборанты. По этим причинам метод находит ограниченное применение для контроля по ходу плавки и корректировки состава чугуна по углероду.However, the resulting CO 2 is absorbed by the solution located in the electric cell, which changes the emf of the indicator system of the pH meter. The total analysis time from the moment of pouring the sample to obtain the finished result is, as a rule, at least 10 minutes. The analysis is carried out in a separate room by special laboratory assistants. For these reasons, the method is of limited use for monitoring along the course of smelting and adjusting the composition of cast iron by carbon.

Некоторые предприятия используют термографический метод определения содержания углерода по кривой охлаждения чугуна, на которой фиксируются температуры ликвидуса и солидуса. В стержневую пробницу разового пользования заливается чугун, температура которого непрерывно измеряется при помощи малоинерционной термопары. Кривая охлаждения записывается на диаграммной ленте потенциометра. По расположению перегибов в критических точках (солидуса и ликвидуса) определяют содержание углерода и кремния. Продолжительность анализа приблизительно 3 мин. Достоинство метода в том, что измерение осуществляет плавильщик непосредственно у плавильной печи. Some enterprises use the thermographic method for determining the carbon content from the cooling curve of cast iron, which records the temperature of liquidus and solidus. Cast iron is poured into the single-use rod probe, the temperature of which is continuously measured using a low-inertia thermocouple. The cooling curve is recorded on the potentiometer bar chart. The location of the bends at critical points (solidus and liquidus) determine the carbon and silicon contents. Analysis duration approximately 3 minutes. The advantage of the method is that the measurement is carried out by the smelter directly at the smelter.

Недостатками метода являются необходимость изготавливать специальные пробницы с термопарами (как правило разового пользования), а также высокие требования к точности приборов и термопар. The disadvantages of the method are the need to produce special probes with thermocouples (usually disposable), as well as high requirements for the accuracy of instruments and thermocouples.

Широко применяются для определения содержания углерода и других элементов спектральные методы. Современные многоканальные квантометры зарубежные и отечественные (ДФС-51, ДФС-61) позволяют определить содержание углерода и ряда других элементов в пределах минуты, без учета времени на подготовку пробы: заливку, охлаждение, транспортировку и шлифовку. Spectral methods are widely used to determine the content of carbon and other elements. Modern multichannel quantometers foreign and domestic (DFS-51, DFS-61) allow you to determine the carbon content and a number of other elements within a minute, without taking into account the time for sample preparation: pouring, cooling, transportation and grinding.

Необходимым условием для определения содержания углерода спектральным методом является получение технологической пробы без выделений графита, т. е. весь углерод должен быть в связанном состоянии. A necessary condition for determining the carbon content by the spectral method is to obtain a technological sample without graphite, i.e., all carbon must be in a bound state.

Недостатки метода заключаются в использовании сложных и дорогих приборов, хорошо оборудованных помещений, квалифицированного обслуживания, а также необходимых дорогостоящих и обычно дефицитных эталонов. Поэтому этот метод целесообразно применять в условиях поточно-массового производства. The disadvantages of the method are the use of complex and expensive appliances, well-equipped rooms, qualified service, as well as the necessary expensive and usually scarce standards. Therefore, this method is advisable to apply in the conditions of mass-production.

Цель изобретения состоит в определении углерода непосредственно у плавильного агрегата, в исключении сложного, дорогостоящего оборудования и эталонов и специального обслуживающего персонала. The purpose of the invention is to determine the carbon directly at the smelter, in the exclusion of complex, expensive equipment and standards and special maintenance personnel.

Способ определения содержания углерода, включающий отливку технологической пробы без выделений графита, осуществляют по величине удлинения пробы, подвергнутой графитизирующему отжигу. The method for determining the carbon content, including the casting of a technological sample without emissions of graphite, is carried out by the magnitude of the elongation of the sample subjected to graphitizing annealing.

В способе, принятом за прототип, после отливки пробы без выделений графита ее транспортируют в помещение, где расположены спектральные приборы, например квантометр, шлифуют поверхность и определяют содержание углерода и других элементов по спектру. In the method adopted for the prototype, after casting the sample without graphite, it is transported to the room where the spectral devices, such as a quantometer, are located, the surface is ground and the content of carbon and other elements is determined from the spectrum.

В предлагаемом изобретении после отливки технологической пробы без выделений графита ее охлаждают до температуры окружающей среды, измеряют (или фиксируют) длину, проводят ее графитизирующий отжиг, охлаждают до температуры окружающей среды и измеряют длину (или удлинение). По величине удлинения определяют содержание углерода. In the present invention, after casting a technological sample without graphite, it is cooled to ambient temperature, the length is measured (or fixed), it is graphitized annealed, it is cooled to ambient temperature and the length (or elongation) is measured. The elongation is determined by the carbon content.

В отлитой пробе весь углерод находится в связанном состоянии. После графитизирующего отжига проба состоит из металлической основы и графита. Выделение углерода в виде графита вызывает увеличение объема пробы. Удлинение пробы тем больше, чем выше содержание углерода в чугуне. In a cast sample, all carbon is in a bound state. After graphitizing annealing, the sample consists of a metal base and graphite. The release of carbon in the form of graphite causes an increase in sample volume. The elongation of the sample is greater, the higher the carbon content in cast iron.

Скорость охлаждения технологической пробы при ее затвердевании должна быть такой, чтобы при любом составе чугуна исключить выделение графита. Этому условию удовлетворяет затвердевание пробы в металлической форме, в частности медной. The cooling rate of the technological sample during its solidification should be such that, for any composition of cast iron, the release of graphite is eliminated. This condition is satisfied by the solidification of the sample in a metallic form, in particular copper.

Оптимальная температура графитизирующего отжига 940-1120оС. Температура ниже 940оС значительно удлиняет процесс графитизации, а выше 1120оС приводит к деформации образца и его плавлению. Увеличение температуры на 10оС почти в два раза повышает скорость графитизации и сокращает время распада цементия в 1,25 раза.The optimum temperature of graphitizing annealing is 940-1120 о С. The temperature below 940 о С significantly prolongs the graphitization process, and above 1120 о С it leads to deformation of the sample and its melting. Increasing the temperature by 10 ° C is almost twice the rate of graphitization increases and reduces the disintegration time of cement by 1.25 times.

Оптимальная длина технологической пробы 50-120 мм. Меньшая длина существенно увеличивает относительную погрешность измерений длины, а большая затрудняет получение пробы. Оптимальное сечение (диаметр) пробы - 2-5 мм. Меньшее сечение ее сокращает время графитизации, но затрудняет процесс получения пробы. Большее сечение облегчает этот процесс, но увеличивает время графитизации и вероятность выделения графита при затвердевании пробы. The optimal length of the technological sample is 50-120 mm. A shorter length significantly increases the relative measurement error of the length, and a larger one makes it difficult to obtain a sample. The optimal cross-section (diameter) of the sample is 2-5 mm. A smaller cross-section reduces the time of graphitization, but complicates the process of obtaining samples. A larger cross section facilitates this process, but increases the graphitization time and the likelihood of graphite precipitation during sample solidification.

Для чугунов с низким содержанием элементов, ускоряющих графитизацию (например, кремния), и высоким содержанием элементов, замедляющих графитизацию (например, марганца и хрома), в жидкий чугун, предназначенный для заливки технологической пробы, следует вводить добавку. В качестве основы такой добавки можно рекомендовать графитизирующий модификатор, например ферросилиций марки ФС75, в количестве 0,3-0,8% от веса чугуна в пробоотборнике. Графитизирующий модификатор сокращает время и/или температуру графитизирующего отжига. For cast irons with a low content of elements that accelerate graphitization (for example, silicon), and a high content of elements that slow down graphitization (for example, manganese and chromium), an additive should be added to liquid cast iron intended for filling the technological sample. A graphitizing modifier, for example, FS75 ferrosilicon, in the amount of 0.3-0.8% by weight of cast iron in the sampler, can be recommended as the basis for such an additive. Graphitizing modifier reduces the time and / or temperature of graphitizing annealing.

П р и м е р 1. С помощью пробоотборника заливают чугун в медную форму с плотностью диаметром 4 мм и длиной 100 мм для технологической пробы. Через 20 ч после заливки пробу извлекают из формы и охлаждают в воде до температуры окружающей среды. Длина пробы, измеренной микрометром равна 98,05 мм. Помещают пробу в лабораторную печь с 1080оС, выдерживают ее 4 мин, охлаждают в воде до температуры окружающей среды. Снова измеряют длину пробы. Она равна 100,35 мм. Удлинение составляет 2,30 мм (2,36%). По графику, построенному на основе экспериментальных данных, в осях: удлинение пробы (%) и содержание углерода (%), определяют содержание углерода 3,49%. Общее время от заливки образца до получения результата составляет 5 мин. Химический анализ показывает содержание углерода в чугуне 3,51%.EXAMPLE 1. Using a sampler, cast iron is cast into a copper mold with a density of 4 mm in diameter and a length of 100 mm for a technological sample. 20 hours after pouring, the sample is removed from the mold and cooled in water to ambient temperature. The length of the sample measured with a micrometer is 98.05 mm. Place the sample in a laboratory furnace with 1080 ° C, it was kept for 4 minutes, cooled in water at ambient temperature. Again, measure the length of the sample. It is equal to 100.35 mm. The elongation is 2.30 mm (2.36%). According to the graph constructed on the basis of experimental data, in the axes: elongation of the sample (%) and carbon content (%), the carbon content is determined to be 3.49%. The total time from pouring the sample to obtaining the result is 5 minutes. Chemical analysis shows the carbon content of cast iron is 3.51%.

П р и м е р 2. В пробоотборник помещают стабилизирущую добавку (0,5% ФС75 от веса металла в пробоотборнике). Пробоотборник заполняют чугуном, затем заливают его в медную форму с полостью диаметром 4 мм и длиной 50 мм для технологической пробы. Через 20 с пробу извлекают из формы, охлаждают в воде до температуры окружающей среды, устанавливают измерительное приспособление и фиксируют ее длину. Помещают пробу в лабораторную печь с 1040оС, выдерживают 3 мин и охлаждают в воде до температуры окружающей среды. Снова устанавливают пробу в измерительное приспособление и определяют удлинение 0,534 мм (1,09% ). По графику определяют содержание углерода 2,69%. Общее время от заливки образца до получения результата составляет 4,5 мин. Химический анализ показывает содержание углерода в чугуне 2,67%.PRI me R 2. In the sampler is placed a stabilizing additive (0.5% FS75 of the weight of the metal in the sampler). The sampler is filled with cast iron, then it is poured into a copper mold with a cavity with a diameter of 4 mm and a length of 50 mm for a technological sample. After 20 seconds, the sample is removed from the mold, cooled in water to ambient temperature, a measuring device is installed and its length is fixed. Place the sample in a laboratory furnace with 1040 ° C, held for 3 minutes and cooled in water at ambient temperature. Again install the sample in the measuring device and determine the elongation of 0.534 mm (1.09%). The graph determines the carbon content of 2.69%. The total time from pouring the sample to obtaining the result is 4.5 minutes. Chemical analysis shows the carbon content of cast iron 2.67%.

Предлагаемый способ позволяет плавильщику определять содержание углерода непосредственно у плавильного агрегата по ходу плавки, не требует дорогостоящих приборов и оборудования, специального персонала. Способ прост, надежен и обеспечивает достаточную для практики производства чугунных отливок точность ±0,03% . The proposed method allows the smelter to determine the carbon content directly at the smelter during the smelting process, does not require expensive instruments and equipment, special personnel. The method is simple, reliable and provides sufficient accuracy of ± 0.03% for practice in the production of cast iron castings.

Claims (2)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В ЧУГУНАХ преимущественно по ходу плавки, включающий отливку технологической пробы без выделений графита, отличающийся тем, что пробу подвергают графитизирующему отжигу при 940 - 1120oС и по величине удлинения пробы определяют содержание углерода.1. METHOD FOR DETERMINING THE CARBON CONTENT IN CAST IRON mainly along the melting process, including casting a technological sample without graphite emissions, characterized in that the sample is subjected to graphitizing annealing at 940 - 1120 ° C and the carbon content is determined by the magnitude of the elongation of the sample. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отливке технологической пробы в нее вводят добавку, содержащую графитизирующие элементы. 2. The method according to claim 1, characterized in that when casting a technological sample, an additive containing graphitizing elements is introduced into it.
SU5047516 1992-06-15 1992-06-15 Method of determination of content of carbon in pig iron RU2027986C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5047516 RU2027986C1 (en) 1992-06-15 1992-06-15 Method of determination of content of carbon in pig iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5047516 RU2027986C1 (en) 1992-06-15 1992-06-15 Method of determination of content of carbon in pig iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2027986C1 true RU2027986C1 (en) 1995-01-27

Family

ID=21606915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5047516 RU2027986C1 (en) 1992-06-15 1992-06-15 Method of determination of content of carbon in pig iron

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2027986C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Чугун: Справочник./Под.ред.А.Д.Шермена и А.А.Жукова. М.: Металлургия, 1991, с.576. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0192764B1 (en) A method for producing cast-iron, and in particular cast-iron which contains vermicular graphite
US3463005A (en) Immersion molten metal sampler device
US5615730A (en) Methods for inspecting the content of structure modifying additives in molten cast iron and chilling tendency of flaky graphite cast iron
US3559452A (en) Thermal analysis of molten steel
US3574598A (en) Method for controlling basic oxygen steelmaking
JP2750832B2 (en) Method for determining the properties of molten cast iron
RU2096485C1 (en) Method of monitoring and control of crystallizability of liquid iron
JPS596385B2 (en) Rapid determination method and device for the degree of graphite nodularity in molten cast iron
Riposan et al. Simultaneous thermal and contraction/expansion curves analysis for solidification control of cast irons
US4913878A (en) Method of testing the magnesium content of magnesium-treated cast iron
RU2027986C1 (en) Method of determination of content of carbon in pig iron
US3681972A (en) Process and device for determining the oxygen concentration in metal melts
ES2842964T3 (en) Method and apparatus for determining the percent equivalent of carbon, carbon, and silicon in liquid ferrous metals
US4164148A (en) Method for determining sulfur content of cast iron
Elbel et al. Behaviour of oxygen in cast irons
Hampl et al. Application of thermodynamic calculations in the research of cast irons structure
Kulikov et al. Improved molten metal sampling method for hydrogen content Analysis
JPS63484B2 (en)
Dugic et al. An investigation of the effect of inoculants on the metal expansion penetration in grey iron
MATSUOKA et al. A New Sensor Rapid Analysis of Silicon in Hot Metal Electromotive Force Method
SU1451178A1 (en) Apparatus for determining carbon content and temperature of molten metal
JPH0257866B2 (en)
JP2003121395A (en) Method for determining spheroidal graphite shape and flake graphite shape in molten metal of cast iron and measuring ratio of graphite spheroidization and number of eutectic cell
Wessén et al. A detailed examination of two types of inoculants used in ductile irons
SU1558875A1 (en) Specimen for study of phase transformations in cast metal