一種爐前檢測球化級別設備及方法
2023-06-04 16:37:11 4
專利名稱:一種爐前檢測球化級別設備及方法
本發明屬於鑄造生產球鐵爐前快速檢測設備和方法。
已有技術中爐前檢測石墨球化級別採用金相、斷口、熱分析、及相對導熱率法，上述方法在檢測速度或準確度方面不能滿足生產要求。1936年司密特-布爾克(Schmid-Burgk，w)彼伏瓦爾斯基(Piwowarskg，E)用變壓器法研究了液體金屬的導電性能，固態試樣在變壓器一臂作為次級線圈，加熱熔化後研究液體金屬的導電性。高質量灰鐵(Eugen piwowarskg Hochwertiges Gupeisen 1958年5.489～505 1973年羅馬尼亞斯芬納斯庫(D.M Stefanescu)將這方法改成，用敞口的泥芯放在固定的垂直軛梁周圈澆入鐵水後成為一個重量可變的次級短路線圈，在另一垂直軛梁繞制初級線圈，橫軛橫可以移動，用電流表記錄鐵水凝固時引起電流的變化，只能區分出球鐵及灰鐵斯忒芬納斯庫鑄造實踐(德)(D.M Stefanescu Gieβerei-praxis Juni 1973 Nr ll)針對上述不足之處，提出一種爐前檢測石墨球化級別的設備及方法。
本發明的目的是採用一種爐前檢測球化級別的設備和方法，通過測量取樣鐵水其晶凝固期間電阻率的變化，來達到爐前快速檢測石墨球化級別進行球鐵爐前控制的目的。
本發明的設備由變壓器式傳感器及測量電路所組成，變壓器式傳感器由繞有初級線圈的固定鐵芯及可動鐵芯所組成，後者放置一個可以定量鐵水的園環形合砂芯，在裝取砂芯時移開動鐵心，但在測試時必須把可動鐵芯與固定鐵芯緊合，園環形閉合砂芯澆滿取樣鐵水後形成匝數為1的短路次級線圈(環形試樣)初級線圈包括原線圈、補償線圈及電容，以取消激磁無功分量，測量電路內部的專用電源向初級線圈供給電源，當初級線圈工作電壓不變，變壓器傳感器工作在B-H曲線線性部份時，傳感器次級環形試樣中的鐵水凝固期間引起電阻率的變化可以由傳感器初級線圈測量出來，在記錄儀或計算機內將環形試樣電阻率的變化記錄成電壓的變化稱為I(電流)-τ(時間)曲線。
測量電路向傳感器提供交流工作電源，並對傳感器初級繞組中的電流進行測量，將它轉換為直線信號並只取出相變增量輸入記錄儀或計算機，繪製成I-τ曲線。
爐前檢測石墨球化級別的方法是將取樣鐵水在1170℃～1230℃間某一溫度澆入上述設備的砂芯中，自動測量球鐵共晶凝固期間電阻率的變化量，在上述條件下檢測時有相同的背景，松住了球狀，非球狀石墨大量形成的共晶凝固期間，由於隨球化級別的下降環形試樣電阻率增大，因此通過實驗研究可獲得I-τ曲線與球化級別的圖譜，將此圖譜存入計算機，根據所檢測的曲線在圖譜中的位置可以用來檢測石墨球化級別，在正常生產條件下生成的碳化物及凝固末期形成的縮孔縮松缺陷並不影響檢測結果。
本發明的優點和效果是，能在爐前快速檢測石墨球級別，準確度大於90%，砂芯成本低，設備及方法簡便，容易掌握。
圖1是變壓器式傳感器結構示意圖。
圖2是園環形閉合砂芯示意圖。
圖3是測量電路方框圖。
圖4是球化分級圖譜。
下面是本發明的一個實施例的具體描述。
如圖1所示的變壓器式傳感器中有一個由園環形砂芯〔1〕、可動鐵芯〔2〕及初級線圈〔3〕組成，園環形閉合砂芯〔1〕為可以定量鐵水的有蓋砂芯，澆滿取樣鐵水後形成閉合短路次級線圈，初級線圈〔3〕包括原線圈，補償線圈及電容，以取消激磁無功分量，裝置或取出砂芯時，可動鐵芯〔2〕可以移開，測試時可動鐵芯〔2〕與固定鐵芯〔4〕成恆定的緊固狀態。
如圖2所示澆注鐵水用的園環形閉合砂芯〔1〕由下砂芯〔6〕上蓋板砂芯〔5〕及澆口〔7〕所組成。
如圖3所示的測量電路由穩壓電源，直流穩壓電源，選頻放大器，整流電路及直流信號處理等部份組成，測量電路只取出凝固過程中電阻率變化的相變增量輸入記錄儀。
如圖4所示為在一定生產條件下獲得的石墨球化分級圖譜，在中頻爐、沖天爐，工頻爐熔煉，原鐵水含硫量大於0.13%，稀土鎂為球化劑，正常孕育，矽孕育及瞬時孕育條件下幾個生產現場實測200次以上，準確率大於90%。在圖4中橫坐標為時間τ(秒)，縱座標為電流(mA)I，在檢測時必須採用圖4球化分級圖譜同一放大倍率，圖4中位於曲線1～2之間為球化1～2級，位於曲線2～3之間為球化2～3級，位於曲線3～4級之間為球化3～4級，位於曲線4之下為球化4～5～6級，曲線出現 (dI)/(dτ) ＜0的曲線6，7都為灰鐵，位於曲線2～3～4內橫穿的曲線30秒後 (dI)/(dτ) 值與曲線5相似的曲線都是4～5～6級，這類曲線位置愈低，非球狀石墨數量越多，一個劃分區間包括二個球化級別是由於石墨球數也影響I-τ曲線，對於球鐵生產，通常在爐前應控制在1～2級，要求低一點可控制在2～3級，當設備參數不變時，如生產條件變化較大，圖4的圖譜基本規律不變，但分級範圍略有變化，鐵水在規定溫度澆入園環形砂芯後，如圖4所示30秒到60秒即可報出球化級別。
操作工藝如下，爐前檢測球化級別的設備裝置砂芯處於工作狀態後，將取樣鐵水經過相應生產條件處理後，在1170℃～1230℃範圍內某一溫度澆入砂芯檢測設備即可自動繪出檢測曲線，與圖4的圖譜對照即可獲得球化分級的信息，如果用微處理機存入球化級圖譜，指示澆注溫度，在檢測時，計算機印表機同時繪出分級圖譜及檢測曲線，列印出結果，這樣可為石墨球化爐前快速檢測提供更為理想的設備。
權利要求
1.一種爐前檢測球化級別的設備，由變壓器式傳感器和測量電路組成，其特徵在於所說的變壓器式傳感器由可以定量澆注鐵水的園環形閉合砂芯[1]和一個取消激磁無功分量的初級線圈[3]構成，還有一個測量相變增量的測量電路。
2.根據權利要求
1所述的爐前檢測球化級別設備，其特徵在於變壓器式傳感器的可動鐵芯〔2〕與固定鐵芯〔4〕成恆定的緊固狀態。
3.根據權利要求
1或2所敘述的變壓器式傳感器，其特徵在於初級線圈〔3〕包括原線圈，補償線圈及電容。
4.一種爐前檢測球化級別的方法，其特徵在於將取樣鐵水澆入園形閉合砂芯〔1〕後自動測量球鐵芯共晶凝固期間電阻率的變化增量來檢測石墨球化級別。
5.根據權利要求
4所述的爐前檢測石墨球化級別的方法，其特徵在於將取樣鐵水在1170°～1230℃間某一溫度澆入園環形閉合砂芯〔1〕。
專利摘要
本發明提出一種爐前檢測球化級別的設備和方法，可用於鑄造生產球鐵爐前檢測及控制，取樣鐵水在一定溫度下澆入變壓器式傳感器次級圓環形閉合砂芯內，在初級線圈中反映出次級砂芯中球鐵共晶凝固期間電阻率的變化，由測量電路顯示出相變增量，當鐵水澆入砂芯後一分鐘內即可預報出石墨球化級別。
文檔編號G01N27/04GK85100583SQ85100583
公開日1986年8月20日 申請日期1985年4月1日
發明者何德坪 申請人:南京工學院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan