SE1050616A1 - Method for determining the amount of inoculant to be added to a cast iron melt - Google Patents
Method for determining the amount of inoculant to be added to a cast iron melt Download PDFInfo
- Publication number
- SE1050616A1 SE1050616A1 SE1050616A SE1050616A SE1050616A1 SE 1050616 A1 SE1050616 A1 SE 1050616A1 SE 1050616 A SE1050616 A SE 1050616A SE 1050616 A SE1050616 A SE 1050616A SE 1050616 A1 SE1050616 A1 SE 1050616A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- cast iron
- melt
- casting process
- inoculum
- amount
- Prior art date
Links
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims description 53
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 47
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 9
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 20
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 229910017112 Fe—C Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 3
- 229960005486 vaccine Drugs 0.000 description 3
- 229910005347 FeSi Inorganic materials 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 1-monostearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N Glycerol trioctadecanoate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000943 NiAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000002631 hypothermal effect Effects 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/02—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering
- G01N25/04—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering of melting point; of freezing point; of softening point
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D2/00—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/08—Making cast-iron alloys
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/02—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/205—Metals in liquid state, e.g. molten metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Metod för att bestämma mängd ympmedel som skall tillsättas engjutjärnsmälta i en bestämd gjutprocess, innefattande stegen:- tillhandahålla en första provbehällare (1) och en andra provbehällare(2) innefattande vardera ett termoelement (3, 4) som är anslutet till enanalysutrustning (5);-fylla respektive provbehällare (1, 2) med en mängd smält gjutjärn;registrera en första kylkurva under stelnande av gjutjärnet i den förstaprovbehällaren (1) och en andra kylkurva under stelnande avgjutjärnet i den andra provbehällaren (2);kännetecknad avatt i en av provbehällarna placeras, före ifyllande av smält gjutjärn, enförutbestämd mängd ympmedel som representerar den bestämdagjutprocessens mättnadsnivä för ympmedel, varvid mängden ympmedel somskall tillsättas gjutjärnssmältan i den bestämda gjutprocessen fastställs ifränskillnaden mellan den lägsta eutektiska temperaturen (TEiow) hos den förstakylkurvan och den lägsta eutektiska temperaturen (TEiow) hos den andrakylkurvan. Method for determining the amount of inoculum to be added to cast iron melt in a particular casting process, comprising the steps of: - providing a first sample container (1) and a second sample container (2) each comprising a thermocouple (3, 4) connected to an analysis equipment (5) filling a respective sample container (1, 2) with a quantity of molten cast iron; register a first cooling curve during solidification of the cast iron in the first sample container (1) and a second cooling curve under solidifying cast iron in the second sample container (2); before filling molten cast iron, the sample containers are placed with a predetermined amount of inoculum representing the saturation level of inoculum of the particular casting process, the amount of inoculum to be added to the cast iron melt in the particular casting process being determined by the temperature difference between the minimum temperature and the minimum temperature. ) of the second cooling curve.
Description
10 15 20 25 30 Denna kända metod ger dock inget exakt mått på hur de ingående strukturerna kärnbildas eller tillväxer utan ger endast en grov uppskattning av mängderna av den primära fasen respektive den eutektiska fasen. 10 15 20 25 30 However, this known method does not provide an exact measure of how they are included the structures are nucleated or grow but give only a rough estimate of the amounts of the primary phase and the eutectic phase, respectively.
Det är även känt att styra kärnbildningen av de ingående strukturerna i gjutjärnet genom tillsats av ympmedel. Med de kända metoderna har det dock visat sig vara svårt att optimera mängden ympmedel som skall tillsättas.It is also known to control the nucleation of the constituent structures in the cast iron by adding grafting agent. With the known methods it has however, it has proved difficult to optimize the amount of inoculum to be added.
Kärnbildningen av de ingående strukturerna i gjutjärnet har alltså stor inverkan på gjutjärnets egenskaper, bl.a. på defektbildning samt hållfasthet.The nucleation of the constituent structures in the cast iron is thus large impact on the properties of cast iron, i.a. on defect formation and strength.
För de slutliga egenskaperna hos det färdiga gjutgodset är speciellt strukturen av den eutektiska fasen viktig. Tidigare kända metoder ger emellertid inte något bra mått på strukturen hos denna fas, vilket kan leda till hållfasthetsproblem och kassation.For the final properties of the finished casting is special the structure of the eutectic phase important. Prior art methods provide however, not a good measure of the structure of this phase, which can lead to strength problems and disposal.
Syftet med uppfinningen är därför att ange en tillförlitlig metod för att bestämma mängden ympmedel som skall tillsättas en gjutjärnssmälta, vilken metod löser de ovan nämnda problem eller åtminstone reducerar dem till ett minimum.The object of the invention is therefore to provide a reliable method for determine the amount of inoculant to be added to a cast iron melt, which method solves the above problems or at least reduces them to one minimum.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Detta syfte uppnås genom metoden för att bestämma mängd ympmedel som skall tillsättas en gjutjärnsmälta i en bestämd gjutprocess, innefattande stegen: - tillhandahålla en första provbehållare och en andra provbehållare innefattande vardera ett termoelement som är anslutet till en analysutrustning; -fylla respektive provbehållare med en mängd smält gjutjärn; registrera en första kyl kurva under stelnande av gjutjärnet i den första provbehållaren och en andra kylkurva under stelnande av gjutjärnet i den andra provbehållaren; 10 15 20 25 30 kännetecknad av att i en av provbehällarna placeras, före ifyllande av smält gjutjärn, en förutbestämd mängd ympmedel som representerar den bestämda gjutprocessens mättnadsnivå för ympmedel, varvid mängden ympmedel som skall tillsättas gjutjärnssmältan i den bestämda gjutprocessen fastställs ifrån skillnaden mellan den lägsta eutektiska temperaturen (TEiow) hos den första kylkurvan och den lägsta eutektiska temperaturen (TEiow) hos den andra kylkurvan.SUMMARY OF THE INVENTION This object is achieved by the method of determining the amount of inoculum as a cast iron melt shall be added in a particular casting process, comprising steps: provide a first sample container and a second sample container each comprising a thermocouple connected to one analysis equipment; -fill each sample container with a quantity of molten cast iron; register a first cooling curve while solidifying the cast iron in the first the sample container and a second cooling curve during solidification of the cast iron in the second sample container; 10 15 20 25 30 characterized by that in one of the sample containers, before filling in molten cast iron, a predetermined amount of inoculum representing the determined the saturation level of the grafting process for inoculants, the amount inoculants to be added to the cast iron melt in the determined the casting process is determined from the difference between the lowest eutectic the temperature (TEiow) of the first cooling curve and the lowest the eutectic temperature (TEiow) of the second cooling curve.
Metoden medför en precis styrning av gjutprocessen vilket i sin tur ger upphov till mindre variationer i det färdiga gjutgodsets kvalitet. Detta medför besparingar i form av färre kassationer vid gjutning, bearbetning och montering samtidigt som det minskar risken för haverier.The method entails a precise control of the casting process, which in turn gives giving rise to minor variations in the quality of the finished castings. This causes savings in the form of fewer scraps during casting, processing and assembly while reducing the risk of breakdowns.
Enligt ett alternativ är den förutbestämda mängden ympmedel som representerar gjutprocessen ett genomsnittligt värde som baseras pä mättnadsnivåer för ympmedel hos ett flertal gjutjärnssmältor i den bestämda gjutprocessen.According to an alternative, the predetermined amount of inoculum is as the casting process represents an average value based on saturation levels for inoculants of a plurality of cast iron melts in the particular one the casting process.
Enligt ett alternativ är den förutbestämda mängden ympmedel som representerar gjutprocessen ett utvalt värde från mättnadsniväer för ympmedel hos ett flertal gjutjärnssmältor i den bestämda gjutprocessen.According to an alternative, the predetermined amount of inoculum is as the casting process represents a selected value from saturation levels for inoculants of a plurality of cast iron melts in the particular casting process.
För det fall att ympmedlet innehåller kisel räknas lämpligen kisels effekt pä den eutektiska temperaturen bort frän det ympade provet baserat på ett förutbestämt samband.In the event that the inoculum contains silicon, the effect of silicon is suitably calculated the eutectic temperature away from the inoculated sample based on a predetermined relationship.
Mängden ympmedel som skall tillsättas gjutjärnssmältan i den bestämda gjutprocessen kan om sä krävs styras mot över- respektive underympning av smältan. 10 15 20 25 30 Företrädesvis avser metoden att bestämma strukturen hos ett gjutjärn av fjällgrafit-typ.The amount of inoculant to be added to the cast iron melt in the determined the casting process can, if necessary, be controlled against over- or under-grafting of the melt. 10 15 20 25 30 Preferably, the method is intended to determine the structure of a cast iron mountain graphite type.
FIGURBESKRIVNING Figur 1: En del av ett Fe-C diagram Figur 2: Ett kylningsförlopp för en gjutjärnssmälta Figur 3: En provningsuppställning för utförande av ett försök enligt den uppfinningsenliga metoden.DESCRIPTION OF FIGURES Figure 1: Part of an Fe-C diagram Figure 2: A cooling process for a cast iron melt Figure 3: A test setup for performing an experiment according to it the method according to the invention.
Figur 4 Ett diagram som visar skillnaden mellan den eutektiska temperaturen TE|0W hos ett ympat respektive oympat prov av en gjutjärnssmälta.Figure 4 A diagram showing the difference between the eutectic the temperature TE | 0W of an inoculated or inoculated sample of a cast iron melt.
BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Inledningsvis beskrivs den teoretiska bakgrunden som uppfinningen vilar på.DESCRIPTION OF THE INVENTION Initially, the theoretical background on which the invention is based is described.
Vid stelnande av en smälta initieras små fasta kärnor av agglomererade atomer, kring dessa kärnor kommer smältan sedan att stelna. Bildandet av dessa kärnor, d.v.s. kärnbildningen, styrs av den totala energin i smältan. Ett system, t ex en metallsmälta strävar efter att ha så lågt energiinnehåll som möjligt. Vilket tillstànd av fast eller flytande som har lägst energiinnehåll för ett ämne beror på dess temperatur. Då en fast fas bildas i en smälta, bildas en volym där atomerna är ordnade på ett energiekonomiskt sätt. Samtidigt bildas en yta mellan den fasta och den flytande fasen. Atomerna i ytan blir inpressade i positioner de normalt inte skulle befinna sig i, vilket kräver energi. När en smälta stelnar till en fast kropp sker alltså en minskning i fri volymsenergi, GV, och en ökning i ytenergi, y, förutsatt att det sker vid en temperatur som ligger under stelningstemperaturen, TM.Upon solidification of a melt, small solid nuclei are initiated by agglomerated atoms, around these nuclei the melt will then solidify. Formation of these cores, i.e. nucleation, is controlled by the total energy in the melt. One systems, such as a molten metal, strive to have as low an energy content as possible. Which state of solid or liquid has the lowest energy content for a substance depends on its temperature. When a solid phase is formed in a melt, it is formed a volume where the atoms are arranged in an energy-efficient way. At the same time a surface is formed between the solid and the liquid phase. The atoms in the surface become pressed into positions they would not normally be in, which requires energy. When a melt solidifies into a solid body, there is thus a reduction in free volume energy, GV, and an increase in surface energy, y, provided that it occurs at a temperature below the solidification temperature, TM.
Förändringar i systemets totala energiinnehåll kan beskrivas med ekvationen: AG=AGvV+yA, där AG är den totala förändringen av energi, V är kroppens volym och A är kroppens ytarea. 10 15 20 25 30 Kärnbildning sker enbart om det leder till att det totala energiinnehållet för systemet minskar, det vill säga att AG blir negativt. Eftersom ytenergin motverkar fasomvandlingen kommer smältan förbli flytande även då temperaturen passerar stelningstemperaturen. Detta kallas underky/ning av smältan. Ju mer temperaturen sänks under stelningstemperaturen, desto större blir den drivande kraften för att byta fas. Kärnbildning sker när temperaturen blivit så låg att minskningen i volymsenergi blir större än den mängd energi som går åt för att skapa ytan. För homogena smältor kan denna underkylning uppgå till flera hundra grader, men är i normalfallet betydligt lägre. Hur stor underkylning som behövs för att kärnbildning skall ske är en indikator på hur lätt kärnbildning kan ske i smältan, vilket även kallas för smältans kärnbildningspotential.Changes in the system's total energy content can be described with the equation: AG = AGvV + yA, where AG is the total change of energy, V is the body volume and A is the surface area of the body. 10 15 20 25 30 Nucleation occurs only if it leads to the total energy content of the system decreases, ie AG becomes negative. Because the surface energy counteracts the phase transformation, the melt will remain liquid even then the temperature exceeds the solidification temperature. This is called submerging the melt. The more the temperature is lowered below the solidification temperature, the more greater becomes the driving force to change phase. Nucleation occurs when the temperature has become so low that the decrease in volume energy is greater than that amount of energy used to create the surface. For homogeneous melts can this hypothermia amounts to several hundred degrees, but is normal significantly lower. How much subcooling is needed for nucleation to take place spoon is an indicator of how easily nucleation can occur in the melt, which also is called the nucleation potential of the melt.
Ett gjutjärns stelningsförlopp kan beskrivas med ett Fe-C fasdiagram, se Figur 1. I Fe-C diagrammet anges temperaturen på den vertikala axeln och kolhalten i viktsprocent på den horisontella axeln. Figur 1 anger kolhalten i det område som är aktuellt för gjutjärn, d.v.s. upp till 5%. Linjerna i diagrammet begränsar olika faser som järnet antar vid olika temperaturer och kolhalter. I figuren är likviduslinjen 1 och en linje som markerar den eutektiska temperaturen 2 utmarkerade. Dessa två linjer är viktiga för att förutsäga strukturen hos den gjutna produkten. Vid likvidustemperaturen utskiljs austenit, även kallat y-järn. Vid den eutektiska temperaturen börjar även kol att skiljas ut ur den resterande smältan. Kolet utskiljs i form av grafit, som beroende på sin form har stor påverkan på materialets egenskaper.The solidification process of a cast iron can be described with an Fe-C phase diagram, see Figure 1. The Fe-C diagram indicates the temperature of the vertical axis and carbon content by weight on the horizontal axis. Figure 1 indicates the carbon content in the area relevant for cast iron, i.e. up to 5%. The lines in the diagram limits the different phases that the iron assumes at different temperatures and carbon content. In the figure, the liquidus line is 1 and a line marks it eutectic temperature 2 marked. These two lines are important to predict the structure of the cast product. At the liquidus temperature secreted austenite, also called y-iron. At the eutectic temperature begins also carbon to be separated from the remaining melt. The carbon is excreted in the form of graphite, which, due to its shape, has a great influence on the properties of the material.
Vid avsvalning från helt smält tillstånd till stelnat tillstånd passerar en smälta genom de olika faserna i Fe-C diagrammet. Figur 2 visar schematiskt en stelningskurva för ett gjutjärn. I figur 2 anger platån ”a” vid temperaturen 1200°C smältans likvidustemperatur. Vid denna punkt börjar austenit att bildas i smältan. Då temperaturen passerar 1150°C börjar det eutektiska 10 15 20 25 30 stelnandet. Detta markeras med ”b” vilket är den lägsta eutektiska temperaturen i smältan TE|0W. Det eutektiska stelnandet indikeras genom en smältan. liten temperaturökning i När temperaturen återgår till jämn minskning, område ”c” har all smälta övergått till fast form.Upon cooling from a completely molten state to a solidified state, a melt passes through the different phases of the Fe-C diagram. Figure 2 schematically shows one solidification curve for a cast iron. In Figure 2, the plateau indicates "a" at the temperature 1200 ° C melting temperature of the melt. At this point, austenite begins to formed in the melt. As the temperature passes 1150 ° C, the eutectic begins 10 15 20 25 30 solidification. This is marked with "b" which is the lowest eutectic the temperature in the melt TE | 0W. The eutectic solidification is indicated by a the melt. small temperature increase in When the temperature returns to even reduction, area "c", all melt has changed to solid form.
Hur mycket underkylning som behövs för att den eutektiska urskiljningen skall börja, dvs TE|0W har visat sig vara god en indikator på hur bra kärnbildningspotential smältan har. Liten underkylning innebär god kärnbildningspotential. Det är viktigt att uppnå en hög kärnbildningspotential vid det eutektiska stelnandet eftersom detta ger upphov till en jämn grafitutskiljning under stelnandet. Den jämna grafitutskiljningen är nödvändig för att erhålla goda mekaniska egenskaper i gjutgodset eftersom grafitens volymökning vid stelning motverkar austenitens volymminskning.How much subcooling is needed for the eutectic distinction should start, ie TE | 0W has proven to be a good indicator of how good the nucleation potential of the melt. Slight subcooling means good nucleation potential. It is important to achieve a high nucleation potential in the eutectic solidification as this gives rise to an even graphite separation during solidification. The even graphite separation is necessary to obtain good mechanical properties in the casting because graphite volume increase during solidification counteracts the volume decrease of the austenite.
Kärnbildningspotentialen kan styras genom tillsats av kärnbildningspunkter i form av ympmedel. Genom tillsats av ympmedel höjs temperaturen vid vilken det eutektiska stelnandet sker. Det vill säga, det krävs mindre underkylning av smältan för att det eutektiska stelnandet skall börja.The nucleation potential can be controlled by adding nucleation points in in the form of inoculants. By adding inoculum the temperature is raised at which the eutectic solidification occurs. That is, less subcooling is required of the melt to begin the eutectic solidification.
Det är viktigt att optimera halten av ympmedel som tillsätts smältan. Om för liten mängd ympmedel tillsätts kan ojämn eller otillräcklig grafitutskiljning orsakas vilket medför karbidbildning samt i värsta fall s.k. vitt stelnande.It is important to optimize the content of inoculants added to the melt. If for small amount of inoculant is added can be uneven or insufficient graphite precipitation caused which leads to carbide formation and in the worst case so-called white solidifying.
Tillsatts av för mycket ympmedel leder till höga produktionskostnader och kan även medföra nackdelar för strukturen hos den gjutna produkten, t ex till följd av grafitexpansion.Added too much inoculum leads to high production costs and can also cause disadvantages for the structure of the cast product, e.g. as a result of graphite expansion.
Som nämnts ovan är det alltså fördelaktigt att bestämma smältans kärnbildningspotential i det eutektiska minimumet i punkt ”b” i kylkurvan.As mentioned above, it is therefore advantageous to determine the melting point nucleation potential in the eutectic minimum at point “b” of the cooling curve.
Detta eftersom underkylningen vid det eutektiska stelnandet är direkt kopplat till den slutliga strukturen i det gjutna godset. 10 15 20 25 30 Uppfinnarna har genom mätningar funnit att en gjutjärnssmälta kan bli ”mättad” med ympmedel. Detta innebär att vid tillsats av ympmedel slutar temperaturen för det eutektiska stelnandet att öka vid en viss nivå även om mer ympmedel tillsätts. Detta innebär att vid denna ”mättnadsnivå” erhålls en absolut gräns för smältans TE|OW vilket är den högsta eutektiska temperaturen, alltså den lägsta underkylningen, som i praktiken kan uppnås i smältan.This is because the subcooling during the eutectic solidification is directly connected to the final structure of the cast goods. 10 15 20 25 30 The inventors have found through measurements that a cast iron melt can become "Saturated" with inoculants. This means that when added inoculum stops the temperature of the eutectic solidification to increase at a certain level even if more inoculants are added. This means that at this "saturation level" one is obtained absolute limit of the TE | OW of the melt which is the highest eutectic the temperature, ie the lowest subcooling, which in practice can be achieved in the melt.
För den uppfinningsenliga metoden, som kommer att beskrivas utförligare nedan, är detta samband är viktigt, eftersom man därigenom erhåller en fast nivå för hur hög den eutektiska temperaturen i en gjutjärnssmälta kan bli i praktiken. Kärnbildningspotentialen i en oympad smälta kan alltså jämföras med ett stabilt riktvärde.For the method according to the invention, which will be described in more detail below, this connection is important, because one thereby obtains a fixed level for how high the eutectic temperature in a cast iron melt can be in practice. The nucleation potential in an inoculated melt can thus be compared with a stable guide value.
Följande skall den uppfinningsenliga metoden beskrivas i detalj.The following method according to the invention will be described in detail.
Steg 1 I ett första steg tillverkas en gjutjärnssmälta. Detta sker genom att ett utgångsmaterial, t ex skrot, återgång, tackjärn och spån smälts. Smältan sammansättning och temperatur kontrolleras och eventuella justeringar görs.Step 1 In a first step, a cast iron melt is manufactured. This is done by a starting materials, such as scrap, recycled, pig iron and shavings are melted. The melt composition and temperature are checked and any adjustments are made.
Steg 2 I ett andra steg tillhandahålls en provutrustning för termisk analys.step 2 In a second step, a test equipment is provided for thermal analysis.
Provutrustningen (se figur 3) innefattar två provkoppar 1 och 2, t ex 3 och 4.The test equipment (see figure 3) comprises two test cups 1 and 2, e.g. 3 and 4.
Termoelementen är anslutna till en analysutrustning 5 på vilken programvara sandkoppar, vilka vardera innefattar ett termoelement för termisk analys körs. I den ena provkroppen läggs en förutbestämd mängd ympmedel som representerar den bestämda gjutprocessens mättnadsnivå för ympmedel. 10 15 20 25 30 Mättnadsnivån för ympmedlet, alltså den mängd ympmedel som måste tillsättas gjutjärnssmältor för att dessa skall bli mättade med ympmedel varierar med processbetingelserna vid tillverkningen av smältorna. Dessa betingelser innefattar till (skrotets) exempel utgångsmaterialets sammansättning och inställningar av processutrustningen.The thermocouples are connected to an analysis equipment 5 on which software sand cups, each of which comprises a thermocouple for thermal analysis is run. A predetermined amount is placed in one test specimen grafting agents that represent the saturation level of the particular casting process for inoculants. 10 15 20 25 30 The level of saturation of the inoculant, ie the amount of inoculant that must Cast iron melts are added to saturate them with inoculants varies with the process conditions in the manufacture of the melts. These conditions include to (scrap) example of the starting material composition and settings of the process equipment.
I industriella processer för tillverkning av gjutjärnskomponenter, s.k. gjutprocesser stävar man emellertid efter att hålla förutsättningarna i processen så konstanta som möjligt, d v s hålla dessa inom bestämda gränser. Vid tillverkning av en viss komponent, t ex motorblock, eftersträvas att alltid utgå från skrot med en sammansättning som hålls inom fastställda gränser och/eller alltid använda samma gjututrustning vid tillverkning av en viss komponent. Detta görs för att ett så likformigt resultat som möjligt skall erhållas mellan olika gjutningar.In industrial processes for the manufacture of cast iron components, so-called casting processes, however, one strives to keep the conditions in process as constant as possible, i.e. keep these within certain borders. The manufacture of a certain component, such as an engine block, is sought to always start from scrap with a composition kept within established limits and / or always use the same casting equipment when manufacturing one certain component. This is done to ensure as uniform a result as possible obtained between different castings.
Mängden ympmedel som skall tillsättas i den ena provkoppen för att smältan som fylls däri ska nå upp till mättnadsnivå kan därför fastställas i förväg som ett representativt värde för en bestämd gjutprocess. Det representativa värdet kan sedan användas varje gång en ny gjutjärnssmälta ska tillverkas i gjutprocessen.The amount of inoculum to be added to one sample cup to melt which is filled therein must reach the saturation level can therefore be determined in advance as a representative value for a particular casting process. The representative the value can then be used each time a new cast iron melt is to be manufactured in the casting process.
Detta representativa värde kan t ex vara ett medelvärde av mättnadsnivåer för ympmedel sam fastställs för ett flertal smältor för en bestämd gjutprocess, t ex en process för att gjuta motorblock av en viss typ. Det representativa värdet kan också vara utvalt från flera olika mättnadsnivåer för ympmedel samt fastställs för ett flertal smältor för en bestämd gjutprocess. Till exempel kan det representativa värdet vara ett medianvärde, eller ett maximalt värde eller ett minimum. Det representativa värdet för mättnadsnivån för den bestämda gjutprocessen lagras sedan, t ex i ett icke-flyktigt minne i en dator, varifrån det kan hämtas och användas varje gång den bestämda gjutprocessen skall utföras. 10 15 20 25 30 Det är även möjligt att bestämma mättnadsvärden för ympmedel för ett flertal olika gjutjärnssmältor och sedan anpassa ett linjärt samband till dessa mättnadsvärden.This representative value can, for example, be an average value of saturation levels for inoculants co-determined for a plurality of melts for a particular casting process, for example, a process for casting engine blocks of a certain type. The representative the value can also be selected from several different saturation levels for inoculants and determined for a plurality of melts for a particular casting process. For example the representative value can be a median value, or a maximum value or a minimum. The representative value of the saturation level for it certain casting process is then stored, for example in a non-volatile memory in a computer, from where it can be retrieved and used each time it is determined the casting process must be performed. 10 15 20 25 30 It is also possible to determine saturation values for inoculants for a plurality different cast iron melts and then adapt a linear relationship to these saturation values.
Den mängd ympmedel som krävs för en individuell gjutjärnssmälta skall bli mättad bestäms på följande sätt. Den eutektiska temperaturen TE|0W fastställs samtidigt för två prover som tas från gjutjärnssmältan. Det ena provet är oympat och i det andra provet har ympmedel tillsatts. För bestämningen av mättnadsnivån hälls ett prov från gjutjärnssmältan samtidigt i två identiska provkoppar och TEjow bestäms sedan för varje prov från kylkurvor under stelnande av gjutjärnsproverna. som registreras Kärnbildningspotentialen i det ympade provet bestäms sedan från differensen mellan TEjow hos det ympade provet och TEjow hos det oympade provet. Proceduren upprepas ett flertal gånger och för varje gång ympas det ena provet med mer ympmedel än i den föregående provomgången. Genom att jämföra kärnbildningspotentialerna hos de upprepade proverna kan den nivå hittas där kärnbildningspotentialen slutar att öka med ökande ympmedelshalt. Denna nivå är den aktuella gjutjärnsmältans mättnadsnivå för ympmedel. Som nämnts ovan bestäms mättnadsnivån för ett flertal gjutjärnssmältor och baserat på dessa kan en genomsnittlig mättnadsnivå för en bestämd gjutprocess bestämmas eller så kan ett representativt värde utväljas.The amount of inoculum required for an individual cast iron melt shall be saturated is determined as follows. The eutectic temperature TE | 0W determined simultaneously for two samples taken from the cast iron smelter. One the sample is inoculated and in the second sample inoculants have been added. For to determine the saturation level, a sample is poured from the cast iron melt at the same time in two identical sample cups and TEjow is then determined for each sample from cooling curves during solidification of the cast iron samples. which is registered The nucleation potential of the inoculated sample is then determined from the difference between TEjow in the inoculated sample and TEjow in the inoculated tried. The procedure is repeated several times and each time it is inoculated one sample with more inoculum than in the previous test round. Through to compare the nucleation potentials of the repeated samples it can level is found where the nucleation potential stops increasing with increasing vaccine content. This level is the saturation level of the current cast iron melt for inoculants. As mentioned above, the saturation level is determined for several cast iron melts and based on these can an average saturation level for a specific casting process is determined or a representative value can selected.
Figur 4, som kommer att diskuteras mer utförligt senare, visar hur den eutektiska temperaturen TEjow slutar att öka när mer än 0,20 vikt% ympmedel tillsatts en viss gjutjärnssmälta.Figure 4, which will be discussed in more detail later, shows how it eutectic temperature TEjow stops increasing when more than 0.20% by weight of inoculant added a certain cast iron melt.
Mättnadsnivån för ympmedel fastställs alltså genom upprepade försök där varje försök innefattar två mätningar samtidigt i två separata identiska provkoppar och under samma förutsättningar. Detta beror på att vid termisk analys, där kylkurvor registreras under stelnande av gjutjärn i provkoppar, 10 15 20 25 'IO påverkas kylkurvan av flera faktorer som inte hänger ihop med kärnbildningspotentialen i smältan. Dessa faktorer ärt ex: 0 Provkoppens material 0 Variationer i termoelementets placering och utformning 0 Variationer i Iuftdrag på grund av väggar, ventilation och dylikt 0 Mängden smälta i koppen 0 Smältans kemiska sammansättning 0 Smältans temperatur dä den hälls i koppen De ovan nämnda felfaktorerna påverkar mätresultaten genom att t ex hela kylkurvan förskjuts uppåt eller i sidled varpå den eutektiska temperaturen hamnar på fel nivå.The saturation level of inoculants is thus determined by repeated experiments there each experiment involves two measurements simultaneously in two separate identical test cups and under the same conditions. This is because at thermal analysis, in which cooling curves are recorded during solidification of cast iron in sample cups, 10 15 20 25 'IO the cooling curve is affected by several factors that are not related the nucleation potential of the melt. These factors are ex: 0 Sample cup material 0 Variations in the location and design of the thermocouple 0 Variations in Air draft due to walls, ventilation and the like 0 The amount of melt in the cup 0 Chemical composition of the melt 0 The temperature of the melt when it is poured into the cup The above-mentioned error factors affect the measurement results by, for example, whole the cooling curve is shifted upwards or sideways, whereupon the eutectic temperature ends up at the wrong level.
Om fel förekommer under mätningar som utförs i två provkoppar under identiska förutsättningar så kommer båda mätningarna dock att vara behäftade med samma fel. Genom att de eutektiska temperaturerna TE|0W från respektive prov subtraheras från varandra elimineras samtliga dessa felfa ktorer.If errors occur during measurements performed in two test cups below identical conditions, however, both measurements will be encumbered with the same error. By the eutectic temperatures TE | 0W from each sample is subtracted from each other all of these are eliminated felfa ktorer.
En ytterligare faktor som påverkar resultatet är ympmedlets kiselhalt. Det är vanligt att ympmedlet innehåller kisel, t ex i form av FeSi. Kisel ändrar den kemiska sammansättningen hos gjutjärnssmältan i den ympade provkroppen.An additional factor that affects the result is the silicon content of the inoculant. It is It is common for the vaccine to contain silicon, for example in the form of FeSi. Silicon changes it the chemical composition of the cast iron melt in the grafted specimen.
Eftersom temperaturen när det eutektiska stelnandet startar är baserat på smältans kemiska sammansättning ökar den eutektiska temperaturen i det ympade provet vid tillsats av kisel. För att utesluta även denna felfaktor måste effekten av kisel på den eutektiska temperaturen subtraheras från det ympade provet. 10 15 20 25 30 11 Det är möjligt att ta fram ett samband för kisels påverkan på den eutektiska temperaturen. Detta samband kan tas fram genom studium av fasdiagram samt Iinjäranpassning. Det är också möjligt att ta fram sambandet med ett lämpligt beräkningsprogram, t ex ThermoCalc. Med hjälp av sambandet kan kisels påverkan på den eutektiska temperaturen räknas bort.Because the temperature when the eutectic solidification starts is based on the chemical composition of the melt increases the eutectic temperature in it grafted the sample when adding silicon. To exclude this error factor as well the effect of silicon on the eutectic temperature must be subtracted from it grafted the sample. 10 15 20 25 30 11 It is possible to develop a connection for the effect of silicon on the eutectic the temperature. This connection can be developed by studying phase diagrams and engineering adaptation. It is also possible to create the connection with one suitable calculation program, eg ThermoCalc. Using the connection can the effect of silicon on the eutectic temperature is excluded.
Det förekommer även att ympmedlet, i stället för kisel, är legerat med andra ämnen som påverkar jämviktslinjerna i fasdiagrammet, d v s påverkar den eutektiska temperaturen. Det är även möjligt att ta fram samband för hur dessa ämnen påverkar den eutektiska temperaturen samt att utnyttja dessa samband för att kompensera den eutektiska temperaturen i det ympade provet.It also happens that the inoculum, instead of silicon, is alloyed with others substances that affect the equilibrium lines in the phase diagram, ie it affects it eutectic temperature. It is also possible to create connections for how these substances affect the eutectic temperature as well as to utilize these connection to compensate for the eutectic temperature in the inoculated tried.
Steg 3 I ett tredje steg fylls sedan provkopparna med gjutjärnssmälta och kylkurvor registreras under stelnande av proverna. Ur de två kylkurvorna fastställs sedan den lägsta eutektiska temperaturen TEjow för varje prov. Den lägsta eutektiska temperaturen i det oympade provet subtraheras sedan från den lägsta eutektiska temperaturen i det ympade provet.Step 3 In a third step, the sample cups are then filled with cast iron melt and cooling curves registered during solidification of the samples. From the two cooling curves are determined then the lowest eutectic temperature TEjow for each sample. The lowest the eutectic temperature of the ungrafted sample is then subtracted from it lowest eutectic temperature in the inoculated sample.
I det fall ympmedlet innehåller kisel elimineras, enligt uppfinningen, effekten av kisel på den eutektiska temperaturen i det ympade provet innan denna subtraheras från den eutektiska temperaturen i det oympade provet.In case the inoculum contains silicon, according to the invention, the effect is eliminated of silicon at the eutectic temperature of the inoculated sample before it subtracted from the eutectic temperature of the inoculated sample.
Steg 4 I ett fjärde steg bestäms, utifrån den framräknade skillnaden i °C, hur mycket ympmedel som skall tillsättas gjutjärnssmältan för att det färdiga gjutgodset skall erhålla en önskad struktur. Den resulterande skillnaden i °C, d v s gjutjärnssmältans kärnsbildningspotential utgör ett mått på hur långt den eutektiska temperaturen i gjutjärnssmältan är från den praktisk uppnåbara 10 15 20 25 30 12 eutektiska temperaturen. Den resulterande skillnaden i °C kan relateras till slutstrukturen i gjutgodset.Step 4 In a fourth step, based on the calculated difference in ° C, it is determined how much inoculum to be added to the cast iron melt to the finished casting shall obtain a desired structure. The resulting difference in ° C, i.e. the nucleation potential of cast iron smelting is a measure of how far it is The eutectic temperature of the cast iron melt is from the practically achievable 10 15 20 25 30 12 eutectic temperature. The resulting difference in ° C can be related to the final structure of the casting.
Sambandet mellan temperaturskillnaden, mängd ympmedel som skall tillsättas och den slutliga strukturen i det gjutna godset kan fastställas empiriskt. Detta sker genom att flera gjutjärnssmältor tillverkas under en längre tidsperiod, mängden ympmedel som skall tillsättas bestäms med den uppfinningsenliga metoden och strukturen i det gjutna godset kontrolleras.The relationship between the temperature difference, amount of inoculum to be is added and the final structure of the cast goods can be determined empirically. This is done by manufacturing several cast iron melts under one longer period of time, the amount of inoculum to be added is determined by it the method according to the invention and the structure of the cast goods are checked.
För varje tillverkad gjutjärnssmälta kan sambandet mellan antalet grader temperaturskillnad och mängden ympmedel som skall tillsättas justeras till dess att tillräckligt god överrensstämmelse föreligger med den slutliga strukturen i gjutgodset.For each cast iron melt produced, the relationship between the number of degrees can temperature difference and the amount of inoculum to be added is adjusted to until there is a sufficiently good agreement with the final one the structure of the casting.
Det är även möjligt att styra mängden ympmedel som skall tillsättas gjutjärnssmältan mot överympning resp underympning om detta är önskvärt för en viss produkt.It is also possible to control the amount of inoculum to be added the cast iron melt against over-grafting or under-grafting if this is desired for a particular product.
Det skall noteras att det inte är möjligt att till en individuell gjutjärnssmälta tillsätta precis den mängd ympmedel som motsvarar mättnadsnivån för den bestämda gjutprocessen för den individuella smältan . Detta beror på att över tiden har mättnadsnivåerna hos de individuella gjutjärnssmältorna en spridning kring det representativa värdet för gjutprocessens mättnadsnivä. individuella fastställda gränserna. Detta medför att mättnadsnivån för ympmedel för varje individuell Till exempel kan spridningen orsakas av att de gjutjärnssmältornas sammansättningar varierar inom de smälta skiljer sig från den mättnadsnivå som representerar gjutprocessen.It should be noted that it is not possible to melt an individual cast iron add exactly the amount of inoculant corresponding to the saturation level of it determined the casting process for the individual melt. This is due to over over time, the saturation levels of the individual cast iron melts have one spread around the representative value of the saturation level of the casting process. individual established borders. This means that the saturation level of inoculants for each individual For example, the spread can be caused by them the compositions of cast iron melts vary within the melt differs from the saturation level that represents the casting process.
Skulle ympmedel tillsättas i de individuella smältorna i precis den mängd som mättnadsnivän som representerar gjutprocessen anger så skulle detta leda till att smältorna blir överympade respektive underympade. Som nämnts tidigare medför över- resp. underympning olika nackdelar m a p kostnader och materialegenskaper. 10 15 20 25 30 13 Steg 5 I ett femte steg tillsätts den önskade mängden ympmedel till smältan varpå gjutjärnssmältan gjuts i en lämplig gjutform.Should inoculants be added to the individual melts in exactly the same amount as the saturation level representing the casting process indicates this would lead until the melts are over-grafted and under-grafted. As mentioned previously entails over- resp. inoculation various disadvantages m a p costs and material properties. 10 15 20 25 30 13 Step 5 In a fifth step, the desired amount of inoculant is added to the melt and then the cast iron melt is cast in a suitable mold.
Det kan naturligtvis förekomma att en enda gjutjärnssmälta skall tillverkas för vilken det inte finns något förutbestämt värde för smältans mättnadsnivå för ympmedel. I detta fall så fastställs mättnadsnivän genom upprepade försök med två provkoppar på det sätt som beskrivits ovan. Den fastställda mängden ympmedel tillsätts sedan gjutjärnssmältans som därefter gjuts.It may, of course, be the case that a single cast iron smelter is to be manufactured for for which there is no predetermined value for the saturation level of the melt inoculants. In this case, the saturation level is determined by repeated experiments with two test cups in the manner described above. The established the amount of inoculant is then added to the cast iron melt which is then cast.
BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Uppfinningen skall i det följande beskrivas med ett konkret exempel.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS The invention will be described in the following with a concrete example.
En 10 tons gjutjärnssmälta av typen gråjärn med fjällgrafit förbereddes i en medelfrekvensugn från tillverkaren ABB.A 10 ton cast iron smelter of the gray iron type with rock graphite was prepared in one medium frequency furnace from the manufacturer ABB.
I ett första steg fastställdes den mängd ympmedel som behövdes för att smältan skulle bli mättad på ympmedel. För detta förbereddes fyra provomgångar, benämnda 1 - 4. I varje provomgång bestod provtagningsutrustningen se figur 3, av två provbehållare 1 och 2 i form av sandkoppar i vilka vardera ett termoelement 3, 4 anordnats.In a first step, the amount of inoculum needed to determine was determined the melt would be saturated with inoculum. For this, four were prepared test rounds, named 1 - 4. In each test round passed the sampling equipment see Figure 3, of two sample containers 1 and 2 in the form of sand cups in which each a thermocouple 3, 4 is arranged.
Sandkopparna och termoelementen hade följande specifikationer: ~ Koppmaterial: 65 grams skalformade sandkoppar av kiselsand. v Sanden var belagd med 3,5 % fenolharts, järnoxid och stearinbaserat smörjmedel. 0 Termoelement: NiCr- NiAl legering, som isolerats med glastub av högrent kvartsglas. 0 Termoelementen placerades som visas i figur 3. Kopparna hade under mätningarna en genomsnittsvolym på 4,86 cm3 (baserat på snittvikt på 350 g och densitet på 7,22 g/cms). 10 15 20 25 30 14 Vardera termoelement anslöts till en separat kanal hos en analysutrustning innefattande en dator pä vars processor utvärderingsprogramvaran ATAS frän tillverkaren Novacast kördes.The sand cups and thermocouples had the following specifications: ~ Cup material: 65 gram shell-shaped sand cups made of silica sand. v The sand was coated with 3.5% phenolic resin, iron oxide and stearin-based lubricant. 0 Thermocouple: NiCr- NiAl alloy, insulated with glass tube of high-purity quartz glass. 0 The thermocouples were placed as shown in Figure 3. The cups had below the measurements an average volume of 4.86 cm3 (based on average weight of 350 g and density of 7.22 g / cms). 10 15 20 25 30 14 Each thermocouple was connected to a separate channel of an analysis equipment including a computer on whose processor the evaluation software ATAS from the manufacturer Novacast was run.
Medelvikten av den smälta som rymdes i provkopparna beräknades och i provkopp 2 i provomgäng 2 - 4 placerade ympmedel (6) av typen Superseed, vilket är en legering av FeSi med innehäll av strontium. Mängden ympmedel beräknades med avseende pä mängden smälta som provkopparna rymde och fastställdes i viktsprocent gjutjärn. De tillsatta mängderna ympmedel framgär ur tabell 1. I provomgäng 1 placerades inte ympmedel i någon av provkropparna.The average weight of the melt contained in the sample cups was calculated and in test cup 2 in test rounds 2 - 4 placed inoculants (6) of the type Superseed, which is an alloy of FeSi with a content of strontium. The amount inoculants were calculated with respect to the amount of melt as the test cups held and were fixed in weight percent cast iron. The appointed the amounts of inoculants are shown in Table 1. In sample round 1 was not placed inoculants in one of the specimens.
Provkopparna fylldes sedan med samma mängd gjutjärnssmälta och kylkurvor registrerades under stelnande av provena och analyserades i utvärderingsprogrammet.The sample cups were then filled with the same amount of cast iron melt and cooling curves were recorded during solidification of the samples and analyzed in evaluation program.
Den lägsta eutektiska temperaturen, TE|0W fastställdes sedan för varje kylkurva med hjälp av utvärderingsprogrammet. Denna benämns TE|0W"uppmätt”. Eftersom ympmedlet innehöll kisel, subtraherades sedan effekten av kisel pä den eutektiska temperaturen frän vardera av de tre ympade proverna. De nu korrigerade proverna benämns TE|0W”korrigerad”.The lowest eutectic temperature, TE | 0W was then determined for each cooling curve using the evaluation program. This is called TE | 0W “measured.” Because the inoculum contained silicon, it was then subtracted the effect of silicon on the eutectic temperature from each of the three grafted the samples. The now corrected samples are called TE | 0W "corrected".
Tabell 1 visar de eutektiska temperaturerna TE|0W”uppmätt” för prov 1 och 2 i varje provomgäng samt de eutektiska tempertaturerna för de ympade proverna efter kompensering för kisel (TE|oW”korrigerad”).Table 1 shows the eutectic temperatures TE | 0W "measured" for samples 1 and 2 in each sample round as well as the eutectic temperatures of the inoculated the samples after compensation for silicon (TE | oW "corrected").
Den eutektiska temperaturen för varje ympat prov TE|0W”uppmätt” subtraherades sedan frän den eutektiska temperaturen för respektive oympat prov. Resultatet benämns ATE|0W”uppmätt”. Efter att de ympade provernas eutektiska temperatur korrigerats för kiselinnehället subtraherades de frän den eutektiska temperaturen hos de oympade proverna. Detta resultat benämns ATE|0W”korrigerad”. Värdena framgår ur tabell 1. 10 15 Provomgång Vikts% TE|OW TE|OW ympad TE|OW ym pad ATE|0W ATE|OW ympmedel oym pad ”uppmätt” ”korrigerad” ”uppmätt” ”korrigerad” 1 0 1138,24 1138,04 1138,04 -0,2 -O,2 2 0,1 1135,975 1139,725 1138,975 3,75 3 3 0,2 1132,425 1139,075 1137,575 6,65 5,15 4 0,4 1132,075 1139,95 1136,95 7,875 4,875 Tabell 1: Resultat från bestämning av mättnadsmängd ympmedel Figur 5 visar ett diagram där ATE|0W”uppmätt” och ATEN/”korrigerad” har ritats in för varje provomgång.The eutectic temperature for each inoculated sample TE | 0W "measured" were then subtracted from the eutectic temperature of each inoculum sample. The result is called ATE | 0W "measured". After they inoculated the samples eutectic temperature corrected for the silicon content they were subtracted from the eutectic temperature of the inoculated samples. This result called ATE | 0W "corrected". The values are shown in Table 1. 10 15 Test Round Weight% TE | OW TE | OW grafted TE | OW ym pad ATE | 0W ATE | OW inoculum oym pad "measured" "corrected" "measured" "corrected" 1 01238.24 1138.04 1138.04 -0.2 -0.2 2 0.1 1135.975 1139.725 1138.975 3.75 3 3 0.2 1132.425 1139.075 1137.575 6.65 5.15 4 0.4 1132.075 1139.95 1136.95 7.875 4.875 Table 1: Results from determination of saturation amount of inoculant Figure 5 shows a diagram where ATE | 0W has "measured" and ATEN / "corrected" drawn for each test round.
Ur diagrammet framgår att när proverna korrigerats för kisels påverkan på den eutektiska temperaturen slutar skillnaden mellan de eutektiska temperaturerna hos ett ympat prov och ett oympat prov att öka när 0,2 vikt%. gjutjärnssmältans mättnadsnivå för ympmedel. Ur diagrammet i figur 5 ympmedelshalten överskrider Denna halt utgör alltså framgår även att när proverna inte kompenserats för kisels påverkan fortsätter skillnaden mellan de eutektiska temperaturerna att öka med ökande ympmedelshalt. En mättnadsnivå för ympmedlet kan därför inte fastställas.The diagram shows that when the samples have been corrected for the effect of silicon on the eutectic temperature ends the difference between the eutectic the temperatures of an inoculated sample and an inoculated sample to increase when 0.2% by weight. cast iron melt saturation level for inoculants. From the diagram in figure 5 the inoculum content exceeds This content thus constitutes also shows that when the samples have not been compensated for the effect of silicon the difference between the eutectic temperatures continues to increase with increasing vaccine content. Therefore, a saturation level of the inoculum can not be determined.
Claims (6)
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1050616A SE534912C2 (en) | 2010-06-16 | 2010-06-16 | Method for determining the amount of inoculant to be added to a cast iron melt |
BR112012030956A BR112012030956A2 (en) | 2010-06-16 | 2011-06-14 | method for determining the amounts of inoculants to be added to a cast iron melt |
KR1020137001223A KR101412165B1 (en) | 2010-06-16 | 2011-06-14 | Method for determining amounts of inoculant to be added to a cast-iron melt |
RU2013101763/02A RU2528569C2 (en) | 2010-06-16 | 2011-06-14 | Determination of amount of modifying agent to be added to iron melt |
PCT/SE2011/050732 WO2011159234A1 (en) | 2010-06-16 | 2011-06-14 | Method for determining amounts of inoculant to be added to a cast-iron melt |
EP11796052.6A EP2583089A4 (en) | 2010-06-16 | 2011-06-14 | Method for determining amounts of inoculant to be added to a cast-iron melt |
CN201180029640.XA CN102985811B (en) | 2010-06-16 | 2011-06-14 | Method for determining amounts of inoculant to be added to a cast-iron melt |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1050616A SE534912C2 (en) | 2010-06-16 | 2010-06-16 | Method for determining the amount of inoculant to be added to a cast iron melt |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1050616A1 true SE1050616A1 (en) | 2011-12-17 |
SE534912C2 SE534912C2 (en) | 2012-02-14 |
Family
ID=45348430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1050616A SE534912C2 (en) | 2010-06-16 | 2010-06-16 | Method for determining the amount of inoculant to be added to a cast iron melt |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2583089A4 (en) |
KR (1) | KR101412165B1 (en) |
CN (1) | CN102985811B (en) |
BR (1) | BR112012030956A2 (en) |
RU (1) | RU2528569C2 (en) |
SE (1) | SE534912C2 (en) |
WO (1) | WO2011159234A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111800611B (en) * | 2020-07-02 | 2021-12-31 | 上海新研工业设备股份有限公司 | On-line stream inoculation machine detection device and detection method and application |
CN113088802B (en) * | 2021-04-02 | 2022-04-15 | 广西玉柴机器股份有限公司 | Production method of vermicular cast iron with low shrinkage tendency and vermicular cast iron |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1109642A1 (en) * | 1982-12-21 | 1984-08-23 | Всесоюзный заочный машиностроительный институт | Method of checking liquid metal |
SE466059B (en) * | 1990-02-26 | 1991-12-09 | Sintercast Ltd | PROCEDURES FOR CONTROL AND ADJUSTMENT OF PRIMARY NUCLEAR FORM |
JP2510947B2 (en) * | 1993-10-15 | 1996-06-26 | 有限会社日本サブランスプローブエンジニアリング | Method for discriminating presence / absence of spheroidizing agent or CV agent in molten cast iron and chilling tendency of flake graphite cast iron, and sampling container used therefor |
JP2750832B2 (en) * | 1995-05-16 | 1998-05-13 | 株式会社木村鋳造所 | Method for determining the properties of molten cast iron |
SE509818C2 (en) | 1995-11-16 | 1999-03-08 | Sintercast Ab | Method for making cast articles of pretreated melt |
SE506802C2 (en) | 1996-03-18 | 1998-02-16 | Sintercast Ab | Process for producing compact graphite iron comprising a thermal analysis step |
KR100493178B1 (en) * | 1996-12-04 | 2005-06-02 | 신터캐스트 악티에볼라그 | Method for judging the properties of molten cast iron |
SE516136C2 (en) * | 1998-12-18 | 2001-11-19 | Sintercast Ab | Process, device and computer program for determining the amount of additive for cast iron melt |
SE9904257D0 (en) | 1999-11-23 | 1999-11-23 | Sintercast Ab | New cast iron alloy |
SE0300752L (en) | 2003-03-19 | 2004-09-20 | Volvo Lastvagnar Ab | Gray iron for engine cylinder blocks and top caps |
-
2010
- 2010-06-16 SE SE1050616A patent/SE534912C2/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-06-14 BR BR112012030956A patent/BR112012030956A2/en not_active IP Right Cessation
- 2011-06-14 CN CN201180029640.XA patent/CN102985811B/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-06-14 WO PCT/SE2011/050732 patent/WO2011159234A1/en active Application Filing
- 2011-06-14 KR KR1020137001223A patent/KR101412165B1/en active IP Right Grant
- 2011-06-14 EP EP11796052.6A patent/EP2583089A4/en not_active Withdrawn
- 2011-06-14 RU RU2013101763/02A patent/RU2528569C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011159234A1 (en) | 2011-12-22 |
SE534912C2 (en) | 2012-02-14 |
RU2013101763A (en) | 2014-07-27 |
BR112012030956A2 (en) | 2016-11-01 |
RU2528569C2 (en) | 2014-09-20 |
CN102985811A (en) | 2013-03-20 |
EP2583089A4 (en) | 2016-11-23 |
KR101412165B1 (en) | 2014-06-25 |
EP2583089A1 (en) | 2013-04-24 |
KR20130043160A (en) | 2013-04-29 |
CN102985811B (en) | 2014-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4667725A (en) | Method for producing cast-iron, and in particular cast-iron which contains vermicular graphite | |
CN102998324A (en) | Thermal analysis and detection method and device for solidification grain size of magnesium alloy melt | |
EP1925936B1 (en) | New thermal analysis device | |
JPH08313464A (en) | Method for determining properties of molten cast iron | |
CN105143471A (en) | Sampler for molten iron | |
JP5360086B2 (en) | Manufacturing method using continuous casting of nonmagnetic steel | |
CN103235001A (en) | Steel solidus-liquidus temperature measurement method | |
SE1050616A1 (en) | Method for determining the amount of inoculant to be added to a cast iron melt | |
TWI762264B (en) | Method for predicting temperature of molten steel | |
US20180164235A1 (en) | Apparatus for analysis of metals | |
CN102430750A (en) | Method and device for carrying out online component detection and solidification structure control on magnesium alloy | |
CN109536755B (en) | Intelligent control system for air content of aluminum alloy melt | |
Li et al. | Influence of mold temperature on microstructure and shrinkage porosity of the A357 alloys in gravity die casting | |
EP2067032B1 (en) | An apparatus and method for determining the percentage of carbon equivalent, carbon and silicon in liquid ferrous metal | |
CN103630463A (en) | Detection method for degree of graphitization of cast iron | |
Tewari et al. | Mushy-zone rayleigh number to describe macrosegregation and channel segregate formation during directional solidification of metallic alloys | |
Svidró et al. | Determination of the columnar to equiaxed transition in hypoeutectic lamellar cast iron | |
JP5287679B2 (en) | Material design method and material design apparatus for thin film material manufactured by continuous casting | |
SE513956C2 (en) | Process for making cast iron articles with compact graphite | |
GRZINCIC et al. | Using of Thermal Analysis in the Industrial Practice-Consumption Reduction of Grain-Refinement Master Alloy and Optimization of Computer Simulation Results | |
Kulikov et al. | Improved molten metal sampling method for hydrogen content Analysis | |
CN116057195B (en) | Continuous casting method for steel and test solidification device for steel | |
TWI827485B (en) | Method for predicting temperature of molten steel within tundish | |
CN115125350B (en) | Precise control method and system for slag remaining amount of converter | |
CN105388183A (en) | Method for measuring modulus of dead head of casting mold |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |