SE502227C2 - Förfarande för kontinuerligt tillhandahållande av förbehandlat smält järn för gjutning av föremål av kompaktgrafitjärn - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 502 227 2 la hur strukturbildningen kommer att ske under själva stel- ningsprocessen och därmed vilka strukturegenskaper det gjutna järnet kommer att få. Med hjälp av de erhållna analysresulta- ten justeras därefter gjutjärnets strukturegenskaper. Vid det aktuella förfarandet överföres en provmängd av smältan till ett provkärl, som förvärmts eller som värms till termisk jämvikt mellan provkärlet och smältan vid en temperatur över kristallbildningstemperaturen. Genom att under följande avsvalning och stelnande (under ca 0,5 - 10 min) registrera temperaturens ändring med tiden, dels i provmängdens mitt och dels vid en punkt i smältan i omedelbar närhet av provkärlets vägg, erhålles två olika stelningskurvor, som i sin tur kan användas för att ge information om stelningsförloppet vid gjutning. Man kan med detta förfarande erhålla information om smältans inneboende kärnbildningsförmåga genom att studera kristallbildningstemperaturen och rekalescensen (dvs återupp- värmning genom frigjort kristallisationsvärme) vid provkär- lets vägg, den positiva differensen mellan temperaturen vid provkärlets vägg respektive mitt samt genom att studera derivatan för temperatursänkningen under tiden för konstant eutektisk tillväxttemperatur (dvs då (dT/d1)c = 0) i prov- mängdens mitt alternativt temperaturdifferensens största negativa värde och jämföra resultaten med kända referensvärd- en. På motsvarande sätt kan morfologin hos utfällda grafit- kristaller bedömas genom att man studerar kristallbildnings- temperaturen och rekalescensen i smältans mitt och ställer erhållna värden i relation till kända referensvärden.

Eftersom detta provtagningsförfarande ger snabba och mycket exakta besked om smältans inneboende kristalliseringsegen- skaper utgör SE-B-444 817 en första realistisk möjlighet att reglera framställning av kompaktgrafitjärn i större skala till överkomligt pris.

I SE-B-469 712 utvecklas förfarandet från SE-B-444 817 genom att en speciell sorts provbehållare används, vars vägg in- nehåller eller är belagd med ett skikt av en substans som sänker halten av i smältan upplöst elementärt magnesium i provkärlsväggens närhet med åtminstone 0,003% (eller motsva- 10 15 20 25 '30 35 502 227 3 rande halt av något annat strukturmodifierande medel). Anled- ningen till detta är att man därigenom skapar en marginal mot sådan sänkning av magnesiumhalten som skulle kunna leda till bildning av fjällgrafit; övergången från bildning av vermikulär grafit till bildning av fjällgrafit sträcker sig nämligen bara över ett haltintervall för elementärt magnesium från 0,008% till 0,005%, dvs just 0,003 procentenheter.

Eftersom elementärt magnesium regelmässigt förbrukas genom kemiska reaktioner i smältan är den uppnådda marginalen mycket betydelsefull: utbytet av acceptabla göt blir ca 99,5%, vilket ska jämföras med utbytet vid förfarandet enligt SE-B-444 817, som är ca 90%.

En ytterligare utveckling av förfarande enligt SE-B-444 817 beskrivs i SE-B-470 091: Denna patentskrift beskriver hur man med vissa ytterligare åtgärder även kan bestämma den fysika- liska kolekvivalenten eller grafitiseringspotentialen (C.E.) hos strukturmodifierade gjutjärnssmältor, bl a kompaktgrafi- tjärn, som har ett C.E.-värde överstigande den eutektiska punkten, som konventionellt anses ligga vid 4,35%. Liksom vid ovannämnda termiska analysförfaranden användes mät- eller analysresultaten för reglering av smältans sammansättning.

Förfarandet bygger på att ett eller flera järnstycken med låg kolhalt införts i en provbehållare, varvid järnstyckenas storlek är avpassad så att de inte smälter fullständigt när provbehållaren fylls med järnsmälta. smältan får stelna under det att smältans temperatur registreras. När temperaturen korsar 7-likviduslinjen registreras denna temperatur såsom en absolut temperatur alternativt en temperaturdifferens i för- hållande till uppmätta och kalibrerade värden för den eutek- tiska temperaturen för strukturmodifierat gjutjärn av lik- nande slag; smältans C.E. bestämmes med ledning av ett fas- diagram för detta strukturmodifierade gjutjärn.

Innehållet i dessa nämnda patentskrifterna representerar i allt väsentligt teknikens ståndpunkt avseende förfaranden för framställning av kompaktgrafitjärn med jämn kvalitet i in- dustriell skala. Med äldre förfarande var detta knappast realistiskt. Dock är, såsom uppgivits ovan, kompaktgrafit- 10 15 20 25 30 35 502 22-7 4 järnets andel av världens totala gjutjärnsproduktion fort- farande blygsam. Ett viktigt skäl till detta är att kompakt- grafitjärn inte hittills kunnat produceras i kontinuerliga processer, utan endast satsvis.

Att kontinuerlig drift för eller senare erfordras för en lönsam produktion i större skala av metaller eller legering- ar, och för övrigt av de flesta material, torde vara bekant eller åtminstone lätt inses av de som är verksamma inom dessa områden. En satsvis arbetande process har i förhållande till en kontinuerlig sådan ett flertal nackdelar: det åtgår stora energimängder vid start av varje ny sats för att komma över förekommande energibarriärer o dyl, det är besvärligare att reglera en satsvis arbetande process eftersom styrparametrar- na hela tiden måste anpassas till vilken fas i processen satsen under bearbetning befinner sig i.

Ur logistisk synpunkt innebär satsvis drift nackdelar såsom stor risk för "trånga sektioner" eller "flaskhalsar" i pro- duktionskedjan, samt naturligtvis suboptimalt ekonomiskt utnyttjande av produktionsanläggningen.

Orsaken till att kompaktgrafitjärn trots detta konventionellt endast producerats satsvis är, såsom inledningsvis antytts, att regleringsproblemen för den äldre tekniken i praktiken omöjliggjort kontinuerlig drift. All teknisk utveckling av någon praktisk betydelse inom området har varit inriktad på att lösa problem för satsvis arbetande processer, eftersom kontinuerliga processer för produktion av kompaktgrafitjärn helt enkelt inte förekommit tidigare.

De ovan refererade patentskrifterna beskriver alltså för- faranden, som är inriktade på reglering av sammansättningen av en viss, begränsad smälta, dvs en sats. Ett prov tas ut från denna sats, och om resultatet från den termiska analysen visar avvikelser från specifikation korrigeras hela satsens sammansättning, om sådan korrektion är möjlig; om så inte är fallet kasseras hela satsen. 10 15 20 25 30 502 227 5 Efter provet och efterföljande korrektion av sammansättningen gjuts järnsmältan enligt kända metoder snarast möjligt och vanligen inom en tidsrymd av 5 - 20 minuter. Många av till- satsmedlen i smältan reagerar kemiskt och blir overksamma vid de temperaturer som är aktuella om väntetiden blir för lång.

En avslutande termisk analys är olämplig, dels beroende på tillgänglig gjuttid minskar och dels beroende på att kontroll av den färdiga produkten konventionellt kan genomföras med hjälp av vanliga metallografiska och/eller mekaniska prov- ningsförfaranden.

Utvecklingen av processer för kompaktjärnsframställning har som sagt varit inriktad på förbättringar av satsvisa för- faranden. Sådana konventionella förfaranden är förvisso belastade med en del problem. Ett speciellt sådant utgör regleringen av ympmedelstillsatser. Smältan tillföres på ett relativt tidigt stadium av processen en huvudmängd ympmedel, varefter ett termoanalytiskt prov enligt ovanstående genom- föres och eventuell korrigering genomföres just innan gjut- ningen. Den tillförda huvudmängden måste vara avsevärt större än den mängd, som motsvarar erfordrad halt i det järn som gjutes, eftersom ympmedlets verkan är begränsad; ympmedlet stimulerar bildning av grafitkristaller, men om inte gjutning och därmed avsvalning är nära förestående kommer ett antal sålunda bildad kristallisationskärnor återupplösas.

Ett annat sådant problem består i att den gjutjärnsmälta som införes i processen måste hålla en låg svavelhalt; svavel är i sig inte önskvärt i kompaktgrafitjärn och måste alltså i alla händelser avlägsnas under processens gång, men utöver detta minskar en hög svavelhalt noggrannheten vid den termis- ka analysen. Svavel reagerar nämligen med magnesium, som är det mest använda strukturmodifierande medlet. Som framgår av SE-B-469 712 är det dock endast löst elementärt magnesium som verkar strukturmodifierande. En hög svavelhalt medför osäker- het vid analys av mätresultat om huruvida den tillsatta huvudmängden magnesium reagerat klart med svavlet vid prov- tagningstillfället och därmed också om hur stor korrigering som måste vidtas. 10 15 20 25 35 502 227 6 Dessvärre medger processbetingelserna heller inte mer än ett provtillfälle per sats. Provet tas nämligen av en person från en transportskänk, och under tiden provet analyseras skall smältan bl a hinna slaggas och transporteras till slutbe- handlingsstationen, där analysresultaten sedan reglerar slutjusteringen innan gjutning.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning innefattar stegen I) att smält gjutjärn framställes, II) att medel för reglering av gjutjärnets grafitiseringspo- tentialen, såsom kol och stål, tillsättes, III) att det smälta gjutjärnet överföres till ett reaktions- kärl, i vilket strukturmodifierande medel sättes till det smälta gjutjärnet, IV) att det smälta gjutjärnet därefter överföres till en konditioneringsugn, i vilken mängden smält gjutjärn under drift hålles inom förutbestämda gränser genom att mängden från konditioneringsugnen avtappat gjutjärn kompenseras genom intermittent tillförsel av smält gjutjärn från reaktions- kärlet, V) att, om så erfordras, ytterligare strukturmodifierande medel sättes till det smälta gjutjärnet i konditionerings- ugnen, VI) att ympmedel sättes till det smälta gjutjärnet omedelbart före gjutning, VII) att det smälta gjutjärnet bringas i gjutformar, varvid förfarandet kännetecknas av att åtminstone ett prov av det smälta gjutjärnet uttages efter steget VI och/eller från gjutformarna, vilket prov där- efter analyseras enligt något eller några av de förfaranden __- 10 15 20 25 30 35 502 227 7 som beskrivs i SE-B-444 817, SE-B-469 712, och SE-B-470 091, och att, i det fall den fastställda grafitiseringspotentialen och/el- ler de fastställda strukturegenskaperna hos det gjutna gjut- järnet avviker från motsvarande kända och önskade struktur- egenskaper respektive grafitiseringspotential hos kompakt- grafitjärn med mer än vissa förutbestämda värden, mängden medel för ändring av grafitiseringspotentialen i steget II, och/eller mängden strukturmodifierande medel i steget III och/eller V, och/eller mängden ympmedel i steget VI justeras erfarenhetsmässigt i förhållande till avvikelsen eller av- vikelserna från de förutbestämda värdena.

Genom att avvika från den kända teknikens utvecklingsrikt- ningen och istället genomföra den termiska analysen på det färdigbehandlade järnet undvikes de ovan beskrivna problemen och nackdelarna och möjliggöres kontinuerlig produktion av kompaktgrafitjärn.

Ympmedel behöver enligt föreliggande uppfinning endast till- föras strax innan gjutning, dvs i exakt mängd, vilket ej varit möjligt vid konventionella förfaranden, vid vilka ympmedel tillsättes tidigare i processen (exempelvis motsva- rande steg III vid föreliggande uppfinning) och då som sagt i avsevärt men nödvändigt överskott. Vid föreliggande förfaran- de mäter man emellertid kristallisationsförmågan hos det färigbehandlade gjutjärnet, och resultatet av denna mätning återföres till och användes för styrningen av tillförsel av ympmedel, varvid tillförseln sker vid ett så sent steg som möjligt under behandlingen för att optimera tillsatsmängden ympmedel. Eftersom ympmedlet i allmänhet innefattar FeSi påverkar det också grafitiseringspotentialen, varför resul- tatet även återföres till steget II för ev tillsats eller minskning av medel för justering av C.E.-värdet.

Det blir med föreliggande förfarande även lättare att använda järnsmältor med hög svavelhalt. Liksom vid konventionella förfarande tillsättes i reaktionskärlet en viss mängd struk- 10 15 20 25 30 502 227 8 turmodifiernade medel, vilken utöver den mängd som krävs för modifiering av strukturegenskaperna även innefattar en stö- kiometrisk mängd svarande mot järnets svavelinnehåll för att i princip allt svavel vid processens slut skall ha reagerat och för att det erhållna kompaktgrafitjärnet skall vara fritt från svavel i lösning. Som ovan beskrivits är dock denna reaktion långtifrån momentan och stör de prov som tages under processens gång. Vid föreliggande förfarande uttages emeller- tid provet vid processens slut och från en järnsmälta som genomsnittligt upphållit sig under en längre tid i konditio- neringsugnen. För varje ny sats av smälta som tillföres från reaktionskärlet till konditioneringsugnen gäller att svavel- halten i denna sats minskas genom omblandning med i kondi- tioneringsugnen befintlig smälta, som har lägre svavelhalt, och att det tillförda svavlet får tid att reagera fullständi- gare innan provtagningen.

Framställningen av smält gjutjärn i steget I sker lämpligen i en smältugn, som t ex kan vara en kupol- eller elektrisk ugn, och kan i sig bestå av en duplex-process innefattande en smält- och en behandlingsugn. Råmaterialet för smältan kan t ex vara järnskrot, även om naturligtvis också mer jung- frulig järnråvara kan användas; råmaterialet kan i vardera fall av ovannämnda skäl hålla en relativt hög svavelhalt.

I steget II justeras smältans C.E.-ekvivalent med hjälp av kol och/eller kisel eller lågkolhaltigt järn, varvid tillsatt mängd regleras utifrån resultat från termisk analys av smälta som just gjutits; regleringsprincipen är därvid väsentligen i enlighet med det i SE-B-470 091 beskrivna förfarandet.

Därefter överföres i steget III smältan till ett reaktions- kärl, vanligtvis i form av en skänk, i vilken smältan under- kastas en grundbehandling bestående av tillsats av struk- turmodifierande medel, t ex magnesium, varvid även denna tillsatsmängd styrs av ovannämnda analysresultat, väsentligen i enlighet med de i SE-B-444 817 och SE-B-469 712 beskrivna förfarandena. Magnesium kan tillföras på vilket konven- tionellt sätt som helst. Magnesiumhaltiga legeringar (t ex 10 15 20 25 30 35 502 227 9 FeSiMg-legering med 45% Fe, 50% Si och 5% Mg) kan användas i sk sandwich-förfarande (dvs legeringen placeras på botten av reaktionskärlet varefter smältan hälles över) men företrädes- vis tillföres rent magnesium, eftersom detta alstrar mindre slaggmängd. Rent magnesium kan t ex tillföras i trådform eller i en sk GF-konverter (GF = Georg Fisher AG), som är en konverter försedd med en ficka för Mg-stycken i väggen; vid påfyllning av smälta lutas konvertern så att fickan befinner sig ovanför smältan, därefter roteras konvertern så att fickan kommer under smältans yta och Mg-stycken blandas med och upplöses i smältan. Av ovan anförda skäl behöver inget ympmedel ingå i basbehandlingen, men det finns i och för sig inget hinder för att innefatta även sådan tillsats i basbe- handlingen.

Efter basbehandlíngen slaggas smältan av och i steget IV transporteras smältan till och införes i en konditionerings- ugn, som i och för sig kan vara en öppen ugn om t ex pro- cessbetingelserna är sådana att smältan ligger skyddad mot luftens syre under ett slaggskikt, men företrädesvis användes en sluten ugn, som helst är försedd med en inert skyddsgasat- mosfär. På detta sätt minimeras oönskad oxidation av smäl- tans beståndsdelar, speciellt av lättoxiderade strukturmodi- ferande medel såsom magnesium. I det fall skyddsgas användes kan denna vara t ex kväve eller någon ädelgas, eller någon blandning därav.

Vid en speciellt föredragen utföringsform användes en sluten konditioneringsugn som dessutom lämpligen är trycksatt.

Förutom att trycksättningen ytterligare minskar lufttill- trädet till smältan i konditioneringsugnen kan man med lämp- lig utformning av konditioneringsugnen reglera trycket för att på ett fördelaktigt sätt styra tappningen i gjutformar; detta beskrivs närmare nedan.

Konditioneringsugnen är dessutom företrädesvis försedd med induktionsvärmning. Ugnen kan vara av PRESSPOUR-slag, t ex av sådan typ som marknadsföres av företaget ABB. I konditione- ringsugnen blandas den tillförda satsen med befintlig smälta. 10 15 20 25 30 35 502 227 10 Typiskt omsättes ca 25% av ugnens innehåll av smälta, då denna omsättningsnivå ger en god haltutjämnande verkan.

I konditioneringsugnen tillföres, om så erfordras, i steget V ytterligare strukturmodiferande medel, t ex Mg. Tillförseln av Mg kan ske i form av en stålmantlad Mg-tråd, som matas in i ugnen via en tillslutbar öppning i ugnens lock. Liksom övriga tillsatser styrs även denna av resultatet från den termiska analysen av det färdigpreparerade kompaktgrafitjär- net i eller just före gjutformen.

Det finns vid steget V en risk för gasbildning i smältan vid tillsats av åtminstone vissa strukturmodifierande medel, t ex magnesium som vid tillsatsen lätt förångas. Om en trycksatt konditioneringsugn användes vid föreliggande förfarande kan sådan gasbildning hota att sätta reglersystemet för tryck- sättningen ur funktion. Företrädesvis minskas därför trycket i konditioneringsugnen då strukturmodifierande medel till- sättes i steget V.

I steget VI tillföres ympmedel i enlighet med ovannämnda regleringsprincip just innan smältan i steget VII avtappas.

Förfarandesekvensen avslutas med att ett prov uttages för termisk analys. Provet tages företrädesvis i en gjutforms ingjutsystem, men kan även tas i t ex gjutstrålen. Provtag- ningen kan ske manuellt, t ex med hjälp av en handhållen lans, eller hel- eller halvautomatiskt; halvautomatiskt kan i detta sammanhang innebära att själva provtagningen sker auto- matiskt medan bytet av provkopp (probe) sker manuellt.

Lämpliga anordningar för provtagningen finns beskrivna i SE- B-446 775. Eftersom det krävs en viss tid för omblandning i konditioneringsugnen efter varje påfyllning av basbehandlat järn innan avtappad smälta ger ett för ugnens innehåll repre- sentativt analysresultat måste man låta ett antal formar, i allmänhet ca 4-5, passera utan provtagning efter varje på- fyllning av konditioneringsugnen; å andra sidan måste prov tagas så pass snabbt att resultatet kan påverka nästa basbe- handling. Viktiga parametrar att ta hänsyn till vid bestäm- ning av nämnda omblandingstid är bl a hur lång tid det tar 10 15 20 25 30 502 227 11 att fylla gjutformarna, hur mycket smälta gjutformarna rym- mer, konditioneringsugnens storlek samt storleken av skänken för basbehandlingen. Åtgärderna vid driftsättning ("uppstart") av processen är till stor del avhängigt initialbetingelserna: anläggningen kan t ex före driftsättningen ha använts för grå- eller segjärnsproduktion, eller så är konditioneringsugnen mer eller mindre fylld av smälta. I vilket fall som helst fylls konditioneringsugnen först på med basbehandlad smälta tills smältans halter av tillsatsmedel ligger inom i stort sett rätt intervall för framställning av kompaktgrafitjärn. Denna påfyllning sker i allmänhet utifrån erfarenhetsmässiga bedöm- ningar, eventuellt tillsammans med kemisk analys av prov tagna i snyten. När ugnen är ungefär trekvartsfull avtappas smälta tills en stabil och jämn nivå av ympmedel erhålles, vilket i allmänhet motsvarar ca 2-4 gjutformar, varefter gjutningen tillfälligt avbrytes och ett termoanalytiskt prov uttages. Provresultatet påverkar dels basbehandlingen av nästa sats av smälta i reaktionskärlet, vilken smälta sedan fyller upp konditioneringsugnen, och dels eventuell tillsats av magnesium i konditioneringsugnen för snabb justering, varefter produktionen kan startas.

Vid planerade eller oönskade driftstopp sänks smältan i ugnens snyt eller pip tillbaka in i ugnen genom att trycket i ugnen minskas, efter det att produktionen avstannat, för att minska avbränningen av Mg. Eftersom avbrännan per tidsenhet i ugnen är känd är det lätt att beräkna mängden avbränt Mg under avbrottstiden. Motsvarande mängd Mg kan efter stoppet enkelt tillföras smältan, varefter produktionen återupptages.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning beskrivs mer detaljerat nedan, bl a med hjälp av exempel och med hänvis- ning till de bifogade ritningarna.

Fig 1 är ett översiktligt principschema för ett förfarande enligt föreliggande uppfinning, 10 15 20 25 30 35 502 227 12 Fig 2 är ett exempel på ett kontrolldiagram för halten struk- turmodifierande medel i smältan, och Fig 3 är ett exempel på ett kontrolldiagram av motsvarande slag som i Fig 2, men avseende halten ympmedel.

Vid den i Fig 1 illustrerade utföringsformen av förfarandet enligt föreliggande uppfinning beredes först en järnsmälta 1 i en ugn 2. Råmaterialet för smältan är i detta fall järn- skrot. I ugnen 2 justeras smältans C.E.-ekvivalent med hjälp av tillsats 25 av kol och stål. Därefter överföres smältan till en skänk 3, i vilken smältan underkastas en grundbehand- ling bestående av en tillsats magnesium 11 i lämplig form.

Efter basbehandlingen slaggas smältan av samt transporteras till och införes i en sluten konditioneringsugn 4, som är försedd med en inertgasatmosfär under tryck och är av sk PRESSPOUR-slag och marknadsföres av företaget ABB. Avtappning av smälta från ugnen kan regleras antingen genom styrning av övertrycket i ugnsrummet 16 - med hjälp av en slidventil 17 på gastillförselledningen 18 - eller med en stopparstav 12, som passar i avtappningshålet 13 i snyten 9, eller genom kombination av dessa regleringssätt. En induktionsvärmningsa- nordning 22 värmer smältan 5 och utsätter den därvid också för viss omblandning. I konditioneringsugnen 4 blandas den tillförda satsen med befintlig smälta 5. Under kontinuerlig drift utnyttjas ca 75% av ugnens maximala kapacitet. I ugnen 4 tillföres vid behov ytterligare Mg. Tillförseln av Mg sker i form av en stålmantlad Mg-tråd 6, som matas in i ugnen 4 via en tillslutbar öppning 7 i ugnens kåpa 8. Liksom övriga tillsatser styrs även denna av resultatet från den termiska analysen av det gjutna kompaktgrafitjärnet. öppningen 7 är försedd med en slidventil 19. Vidare finns en skorsten 20 för ventilering av Mg0 och Mg-ånga, försedd med en slidventil 21, anordnad i kåpan 8. Under drift är ventilen 17 öppen för kontinuerlig gastillförsel, medan ventilerna 19 och 21 är stängda. Då Mg-tråd 6 behöver matas in i ugnen sänks först trycket i ugnen genom att ventilen 17 stängs (gastillförseln avbryts). Därvid sänks smältans nivå från snyten 9 till den streckade nivån. Denna operation tar ca 10 sekunder. Därefter 10 15 20 25 30 35 502 227 13 öppnas ventilen 21 i skorstenen 20 och ventilen 19 till Mg- inmatningen, vilket tar ca 5 sekunder. Inmatningen av Mg-tråd 6 varar ca 30 sekunder. Ventilerna 19 och 21 stängs därefter, vilket tar ytterligare 5 sekunder. Slutligen öppnas ventilen 17 och trycket ökas till sitt normalvärde vid drift; detta tar ca 20 sekunder. Hela förloppet vid inmatning av Mg-tråd 6 i konditioneringsugnen tar alltså ca 70 sekunder. Ympmedel 10 tillföres i ugnens pip eller snyt 9 enligt ovannämnda regle- ringsprincip just innan smältan avtappas. Avtappningen av smälta från ugnen 4 regleras med stopparstången 12. Förfaran- desekvensen avslutas med att ett prov 14 för termisk analys uttages med hjälp av en ej närmare beskriven provtagningsa- nordning 23. Provet tages i detta fall i en gjutforms 14 ingjutsystem 15. För att erhålla ett för ugnens innehåll representativt analysresultat låter man 4-5 gjutformar passe- ra utan provtagning efter varje påfyllning av konditione- ringsugnen. Provresultatet analyseras med hjälp av en inte närmare beskriven dator 24; informationsflödena till resp från datorn 24 illustreras med streckade pilar.

Tillsatserna av strukturmodifierande medel regleras lämpligen i enlighet med nedan beskrivna principer, varvid hänvisas till kontrolldiagrammet i Fig 2, i vilken avvikelse från bör- värdet för halten av strukturmodifierande medel (y-axeln) är avsatt mot tiden (x-axeln). Positiva värden för y-koordinaten innebär överskott i förhållande till börvärdet av strukturmo- difierande medel, och negativa värden betyder underskott.

Börvärdet sammanfaller med x-axeln, dvs då y = 0. Hänvis- ningsbeteckningarna har följande innebörd: lOO 110 = övre kontrollgräns övre specifikationsgräns 120 = nedre kontrollgräns 130 nedre specifikationsgräns Om ärvärdet faller inom kontrollgränserna (dvs mellan lin- jerna 110 och 120) och trenden inte pekar ut från detta område ändras inte mängden tillsats av Mg; nästa basbehand- ling får lika stor tillsats som den föregående. Om ärvärdet 10 15 20 25 30 502 227 14 faller ovanför övre kontrollgränsen 110 men under övre speci- fikatíonsgränsen 100 minskas Mg-tillsatsen vid nästa basbe- handling. Skulle ärvärdet hamna i motsvarande nedre område (mellan linjerna 120 och 130) ökas Mg-tillsatsen vid nästa basbehandling. Faller ärvärdet ovanför den övre specifika- tionsgränsen 100 stoppas avtappningen från konditionerings- ugnen tills Mg-halten genom avsiktlig avbränna, eller spol- ning med smälta med lägre Mg-halt, kommit ner till en accep- tabel nivå. Samtidigt ges en skrotningsindikation eller -var- ning. Om konditioneringsugnen inte är full kan en sats med lägre Mg-halt tillsättas. Även då ärvärdet faller under den nedre specifikatíonsgränsen 130 stoppas avtappningen, men i detta fall matas Mg-tråd in i konditioneringsugnen, under det att en skrotningsvarning utfärdas.

På motsvarande sätt regleras tillsatsen av ympmedel. Beteck- ningarna i Fig 3 har samma betydelse som i Pig 2. Faller ärvärdet innanför kontrollgränserna (mellan linjerna 110 och 120) och trenden inte pekar ut från detta område ändras inte ympmedelstillsatsen. Om ärvärdet faller utanför kontroll- gränserna minskas eller ökas tillsatsen av ympmedel i kondi- tioneringsugnens pip; faller ärvärdet dessutom utanför speci- fikationsgränserna (linjerna 100 resp 130) utfärdas även en skrotningsvarning.

Det är självfallet möjligt att inom ramen för uppfinningen och fackmannens kunnande åstadkomma ett otal modifieringar av förfarandet enligt föreliggande uppfinning genom att exempel- vis utnyttja andra förfarandeprinciper, anordningar, kompo- nenter, medel etc.

Claims (6)

10 15 20 25 35 502 227 15 Patentkrav

1. Förfarande för kontinuerligt tillhandahållande av förbe- handlat smält järn för gjutning av föremål stelnande som kom- paktgrafitjärn, innefattande stegen I) att smält gjutjärn framställes, II) att medel för reglering av gjutjärnets grafitiseringspo- tentialen tillsättes, III) att det smälta gjutjärnet överföres till ett reaktions- kärl, i vilket strukturmodifierande medel sättes till det smälta gjutjärnet, IV) att det smälta gjutjärnet därefter överföres till en konditioneringsugn, i vilken mängden smält gjutjärn under drift hâlles inom förutbestämda gränser genom att mängden från konditioneringsugnen avtappat gjutjärn kompenseras genom intermittent tillförsel av smält gjutjärn från reaktions- kärlet, V) att, om så erfordras, ytterligare strukturmodifierande medel sättes till det smälta gjutjärnet i konditionerings- ugnen, VI) att ympmedel sättes till det smälta gjutjärnet omedelbart före gjutning, VII) att det smälta gjutjärnet bringas i gjutformar, kännetecknat av att åtminstone ett prov av det smälta gjutjärnet uttages efter steget VI och/eller från gjutformarna, vilket prov där- efter bringas att stelna från ett tillstånd då provet och den behållare det befinner sig i är i huvudsakligen termisk jämvikt vid en temperatur över kristallbildningstemperaturen, under det att det smälta gjutjärnets tidsberoende tempera- 10 15 20 25 30 502 227 16 turändring i mitten av provet respektive i omedelbar närhet av provbehållarens vägg registreras, vilka registrerade tidsberoende temperaturändringar på i och för sig känt sätt användes för att fastställa gjutjärnets strukturegenskaper och grafitiseringspotential, och att, i det fall den fastställda grafitiseringspotentialen och/eller de fastställda strukturegenskaperna hos det gjutna gjutjärnet avviker från motsvarande kända strukturegenskaper respektive grafitiseringspotential hos kompaktgrafitjärn med mer än vissa förutbestämda värden, mängden medel för ändring av grafitiseringspotentialen i steget II, och/eller mängden strukturmodifierande medel i steget III och/eller V, och/el- ler mängden ympmedel i steget VI justeras i förutbestämt förhållande till avvikelsen eller avvikelserna.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att konditione- ringsugnen är väsentligen sluten.

3. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att konditione- ringsugnen är försedd med inert skyddsgasatmosfär.

4. Förfarande enligt krav 2 eller 3, kännetecknat av att konditioneringsugnen är trycksatt.

5. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att trycket i konditioneringsugnen minskas då strukturmodifierande medel tillsättes i steget V.

6. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att provet av det smälta gjutjärnet i steget VII tages från en gjutforms ingjutsystem.