Способ контроля включений в кристаллизующемся расплаве

Способ контроля включений в кристаллизующемся расплаве

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Qll NCAHHlE „„714268

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соаетскии

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 02.04.76 (21) 2343688/18-10 (51)М. Кл.

501 N 29/00 с присоединением заявки,%

Ввудиретввииый кеиитвт ссФр ю Юмам изейрвтеиий и втирыей (23) Приоритет

Опубликовано 05.02.80. Бюллетень М 5 (53) УДК 621.3. ,082.4 (088,8) Дата опубликования описания 08 02,80

В, А. Белдовский, В, H. Шитов, С. Н. pî <

А. Х. Уразгильдеев и А. Е. Магер (72) Авторы .изобретения

Череповецкий ордена Ленина металлургический завод имени 50 летия СССР, Ленинградский политехнический институт им, М. И. Калинина и Ceaepo àïàéíûé заочный политехнический институт (71) Заявители (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВКЛЮЧЕНИЙ

В КРИСТАЛЛИЗУЮШЕМСЯ РАСПЛАВЕ .

Предлагаемый способ контроля касается исследования свойств металлов, в частности, может быть использован в металлургическом производстве для изучения процессов очищения расплава от неметаллических включений.

Известен способ определения включений в Жидкой стали при котором формируют образец в виде столба pacnaasa, облучаемого плавно изменяющимся по час30 тоте ультразвуковым сигналом. Прошедший через образец сигнал преобразовы вают в электрический и сравнивают полу ченнуто последовательность амплитуд си палов с эталоном, а по результатам сравнения судят о гранулометрическом составе включений (1

Сравнение сигнала, прошедшего через объем контролируемого металла, с эталонным сигналом, несинхронных взаим но во времени, и только по амплитуде, сужает обьем информации о фактических процессах, протекаюших в реальном расплаве, ибо оно позволяет определять толь2 ко размеры включений. Такой способ не позволяет следить за перемешиванием включений и их развитием.

Наиболее близким по технической сушности к,предложенному является способ ультразвукового контроля внутренней структуры объекта, состающий в прозвучивании исследуемого обьема ультразвуковыми колебаниями, сканировании ультразвуковым сигналом по исследуемому обьему и преобразовании выходного ультразвукового сигнала в электрический ко лрольный сигнал (2).

Недостатком данного способа является то, что часть информации- тонкая структура сигнала, содержганаяся в спектре импульса, поступившего на приемный преобразователь, информация о внутренней структуре исследуемых обьектов извлекается по отражениям от неоднородностей при их незначительных уровнях, а следовательно, легко максируется шумами.

3 71

Пель изобретения — повышение точности определения наличия, нолбжения и скорости перемещения включений.

Для этого сканированию подвергают входной ультразвуковой сигнал, а контрольный электрический сигнал сравни-, вают с входным электрическим сигналом ультразвукового преобразователя путем сопоставления спектрограмм, при этом сравниваемые сигналы синхронизируют поочердной коммутацией с анализатором с пектра.

Сканирование излучения ультразвуковых колебаний по высоте иСследуемого обьема металла позволяет определить место нахождения вКлючений в двух координатах. Кроме того, такое сканирование обеспечивает возможность контроля всего исследуемого обьема. Гармонические составляющие ультразвукового сигнала под воздействием жидкого металла, об- .. ладающего нелинейными диснерсионными свойствами, "изменяются в зависимдсти от плотности, форМы и размеров включений, сравнения контрольного электрического сигнала с входным электрическим сйгналом ультразвукового преобразова- . теля (эталонным) позволяет производить сравнение гармонических составляющих этих сигналов по амплитуде и фазе. Это дает возможность исключить погрешности сравнения связанные с нестабильностью ультразвукового генератора.

С инхронизи ия контрольного„и эталонного сигналов обеспечивает одновременное наблюдение и сравнение их в едином масштабе времени. Сравнение сигналов путем сопоставления спектрограмм фиксирует изменение фаз, частот и амплитуд их гармонических составляющих и, таким образом, вбирает в себя всю информацию о динамике процессов кристаллизации металла, о ходе перемещения включений и их размерах.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления данного снс соба контроля.

Устройство содержит генератор импульсов 1, коммутаторы 2, 3, преобразователи электрического сигнала в ультразвуковой сигнал 4, расплав стали 5 в изложнице 6, преобразователи ультразвукового сигнала в электрический сиг« нал 7, усилитель - коммутатор 8, анализ атор спектра:9.

Последовательность импульсов, заполненная несущей частотой с гейератора 1, одновременно поступает на уси4268

4 ! литель-коммутатор 8 и через коммутатор

2 на преобразователи 4, где преобразуется в ультразвуковой сигнал, который, проходя через расплав стали 5, находя5 щийся в изложнице 6, изменяется за счет дисперсионных свойств металла, преобразуется преобразователями 7 в электрический сигнал и соединяется че рез коммутатор 3 с усилителем — комму10 татором 8 и подается поочередно с выходным сигналом генератора импульсов на анализатор спектра 9. Коммутаторы 2, 3 синхронно связаны. На экране элехьроннонучевой трубки анализатора спектра !

5 .высвечиваются одновременно две спектрограммы, одна из которых представляет спектр зондирующего сигнала, другая — спектр, преобразованный при прохождении сигналом сплава.

Предлагаемый способ способствует решению задачи получения прецезионных отливок, слябов и слитков повышенной

=чистоты и высоких механических свойств, а при отливке заготовок в устройствах непрерывной разливки стали позволяет соизмерять скорость вытягивания зм отовки иэ кристаллизатора с фактическими значениями скоростей всплывания крупных

30 не металлических включений.

Формула изобретения

Способ контроля включений в кристал35 лйзующемся расплаве путем прозвучивания его обьема ультразвуксвыми колебаниями, сканирования ультразвуковым сигналом по исследуемому обьему и преобразования выходного ультразвукового сигнала в электрический контрольный сигнал, отличающийся тем,что" целью повышения точности определения наличия, положения и скорости перемещения включений сканированию подвер« гают входной ультразвуковой сигнал, а контрольный электрический сигнал сравнивают с входным электрическим сигналом ультразвукового преобразователя путем сопоставления спектрограмм, при этом сравниваемые сигналы синхронизируют поочередной коммутацией с анализатором спектра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свинетельство СССР № 396618, кл. GC1 М 29/00, 1973, 2. Патент СЙА № 3675475, кл. 73-67, 5 R,oïóáëèê. 1972 (прототип) .

714268

Составитель Е. Артамонова

Редактор В. Самирштейн Техред.М. Келемеш Корректор Я. Веселовская

Заказ 9275/39 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4