[其他]一种炉前检测球化级别的方法

说明书

本发明提出一种炉前检测球化级别的方法，可用于铸造生产球铁炉前检测及控制，取样铁水在一定温度下浇入变压器式传感器次级圆环形闭合砂芯内，在初级线圈中反映出次级砂芯中球铁共晶凝固期间电阻率的变化，由测量电路显示出相变增量，当铁水浇入砂芯后一分钟内即可预报出石墨球化级别。

本发明属于铸造生产球铁炉前快速检测设备和方法。

已有技术中炉前检测石墨球化级别采用金相、断口、热分析、及相对导热率法，上述方法在检测速度或准确度方面不能满足生产要求。1936年司密特-布尔克（Schmid-Burgk，w）彼伏瓦尔斯基（Piwowarskg，E）用变压器法研究了液体金属的导电性能，固态试样在变压器一臂作为次级线圈，加热熔化后研究液体金属的导电性。高质量灰铁（Eugen piwowarskg Hochwertiges GuBeisen 1958年5.489～505）。1973年罗马尼亚斯脱芬纳斯库（D.M Stefanescu）将这方法改成，用敞口的泥芯放在固定的垂直轭梁周围浇入铁水后成为一个重量可变的次级短路线圈，在另一垂直轭梁绕制初级线圈，横轭梁可以移动，用电流表记录铁水凝固时引起电流的变化，只能区分出球铁及灰铁。斯脱芬纳斯库（D.M Stefanescu GieBereipraxis Juni 1973 Nrll）。日本濑口立雄在JP-昭53-131917（公开日期78.11.17）中，采用与D.M.Stefanescu大致相同的方法，即将不控制温度的铁水浇入敞口铸型，用电流表记录初级线圈的电流变化，其差别仅在于将电阻率变化与热分析曲线结合起来，由热分析冷却曲线确定共晶凝固期间的电阻率变化曲线，测定石墨球化级别。但是这种方法无法使各次测量有相同的背景条件，也无法揭示非球状石墨形成过程的复杂性，因此不能满足快速、准确和球化分级细的生产要求。采用电阻率法与热分析相结合的方法麻烦而无实用价值。针对上述不足之处，本发明提出一种炉前检测石墨球化级别的设备及方法。

本发明的目的是采用一种炉前检测球化级别的设备和方法，通过测量取样铁水共晶凝固期间电阻率的变化，来达到炉前快速检测石墨球化级别进行球铁炉前控制的目的。

本发明的设备由变压器式传感器及测量电路所组成，变压器式传感器由绕有初级线圈的固定铁芯及可动铁芯所组成，后者放置一个可以定量铁水的圆环形闭合砂芯，在装取砂芯时移开可动铁心，但在测试时必须把可动铁芯与固定铁芯紧合，圆环形闭合砂芯浇满取样铁水后形成匝数为1的短路次级线圈（环形试样）。初级线圈包括原线圈、补偿线圈及电容、以取消激磁无功分量，测量电路内部的专用电源向初级线圈供给电源，当初级线圈工作电压不变，变压器传感器工作在B-H曲线线性部分时，传感器次级环形试样中的铁水凝固期间引起电阻率的变化可以由传感器初级线圈测量出来，在记录仪或计算机内将环形试样电阻率的变化记录成电压的变化称为I（电流）-τ（时间）曲线。

测量电路向传感器提供交流工作电源，并对传感器初级绕组中的电流进行测量，将它转换为直流信号并只取出相变增量输入记录仪或计算机，绘制成I-τ曲线。

炉前检测石墨球化级别的方法是将取样铁水在1170℃～1230℃间某一温度浇入上述设备的砂芯中，自动测量球铁共晶凝固期间电阻率的变化量，在上述条件下检测时有相同的背景，抓住了球状，非球状石墨大量形成的共晶凝固期间，由于随球化级别的下降环形试样电阻率增大，因此通过实验研究可获得I-τ曲线与球化级别的图谱，将此图谱存入计算机，根据所检测的曲线在图谱中的位置可以用来检测石墨球化级别，在正常生产条件下生成的碳化物及凝固末期形成的缩孔缩松缺陷并不影响检测结果。

本发明的优点和效果是，能在炉前快速检测石墨球化级别，准确度大于90%，砂芯成本低，设备及方法简便，容易掌握。

图1是变压器式传感器结构示意图。

图2是圆环形闭合砂芯示意图。

图3是测量电路方框图。

图4是球化分级图谱。

下面是本发明的一个实施例的具体描述。