RU2242530C2 - Method for producing of ingots, method for determining amount of structure modifier, apparatus for determining amount of structure modifier and program product of computer for usage in apparatus - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy, in particular, method of forecasting microstructure obtained at hardening of melted cast irons with compact and globular graphite.

SUBSTANCE: method involves simultaneously registering at least two cooling curves in central and peripheral zones at distances r₁, r₂, respectively, from center of sample crystallizer; obtaining at least two heat dismissal curves on the basis of resultant information; comparing heat dismissal curves with preliminarily determined heat dismissal curves corresponding to known structure modifier concentrations, with preliminarily determined heat dismissal modifiers being obtained at conditions similar to those of previous stages; determining amounts of structure modifier to be added into melt on the basis of comparison and controlling precise amounts of said modifier to be fed into melt; providing casting operation and forecasting microstructure with the use of computerized regulation system. Computer has access to taring data, for example, for preliminarily registered modeling curves corresponding to known amounts of structure modifier, in memory unit and computes amounts of structure modifier to be added into melt.

EFFECT: increased efficiency owing to pouring of cast iron with compact and globular graphite at large-scale industrial enterprise due to strict and reliable forecasting of ingot microstructure by means of computer.

6 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к способу предсказания микроструктуры, получаемой при затвердевании определенных расплавленных чугунов. Изобретение относится также к устройству для осуществления данного способа.The invention relates to a method for predicting the microstructure obtained by solidification of certain molten cast irons. The invention also relates to a device for implementing this method.

В заявке WO 86/01755 описывается способ получения чугуна с компактным графитом при использовании термического анализа. Из расплавленного чугуна берут пробу, и данная проба затвердевает в течение 0,5-10 мин. Одновременно регистрируют температуру с помощью двух датчиков температуры, один из которых расположен в центре пробы, а другой в непосредственной близости к стенке кристаллизатора. Для каждого из двух датчиков температуры пишутся так называемые кривые охлаждения, относящиеся к температуре в пробе чугуна как функции времени. В соответствии с данным документом, на основании полученных данных можно определить необходимое количество модификаторов структуры, которые следует добавить в расплав для того, чтобы получить нужную микроструктуру.WO 86/01755 describes a method for producing compact graphite cast iron using thermal analysis. A sample is taken from molten iron, and this sample solidifies within 0.5-10 minutes. At the same time, the temperature is recorded using two temperature sensors, one of which is located in the center of the sample, and the other in the immediate vicinity of the crystallizer wall. For each of the two temperature sensors, so-called cooling curves are written that relate to the temperature in the iron sample as a function of time. In accordance with this document, on the basis of the data obtained, it is possible to determine the required number of structure modifiers that should be added to the melt in order to obtain the desired microstructure.

Из документа DE 2849598 известно устройство для определения количества модификатора структуры, содержащее кристаллизатор для проб с расплавом чугуна, по меньшей мере два датчика температур для регистрации кривых охлаждения, компьютер для определения количества модификатора структуры и средство запоминания с предварительно записанными данными тарировки.From DE 2849598 a device is known for determining the quantity of a structure modifier, comprising a mold for samples with cast iron melt, at least two temperature sensors for recording cooling curves, a computer for determining the quantity of a structure modifier, and a storage means with pre-recorded calibration data.

В заявке WO 92/06809 предложен способ оценки кривых охлаждения, полученных по способу WO 86/01755. В соответствии с этим документом термический анализ выполняют в кристаллизаторе для пробы, покрытом материалом, поглощающим активную форму модификатора структуры. Этот материал может включать оксиды Si, Mn, Fe, К и Na. Начальная пологая часть кривой охлаждения, зарегистрированная конкретным датчиком температуры, расположенным вблизи стенки кристаллизатора, показывает, что вследствие взаимодействия с покрытием образовался пластинчатый графит. Затем путем использования данных тарировки можно определить, следует ли добавлять в расплав какой-то модификатор структуры, чтобы получить чугун с компактным графитом.WO 92/06809 proposes a method for evaluating cooling curves obtained by the method of WO 86/01755. In accordance with this document, thermal analysis is performed in a sample crystallizer coated with a material that absorbs the active form of the structure modifier. This material may include oxides of Si, Mn, Fe, K, and Na. The initial gently sloping part of the cooling curve recorded by a specific temperature sensor located near the crystallizer wall shows that plate-like graphite has formed due to interaction with the coating. Then, using the calibration data, you can determine whether any structure modifier should be added to the melt to obtain compact graphite iron.

Когда разливают чугун с компактным графитом на крупномасштабном промышленном предприятии, крайне важно иметь точное и надежное предсказание микроструктуры отливок. Иногда кривые охлаждения, которые трудно интерпретировать, принимают как ЧКГ, несмотря на тот факт, что образовалось некоторое количество пластинчатого графита. Таким образом, для того, чтобы улучшить точность оценки, возникает потребность в альтернативных способах анализа кривых охлаждения, которые могут компенсировать отклонения от нормального вида кривых охлаждения.When cast iron with compact graphite is cast at a large-scale industrial plant, it is crucial to have an accurate and reliable prediction of the microstructure of the castings. Sometimes cooling curves, which are difficult to interpret, are accepted as CCG, despite the fact that a certain amount of plate graphite has formed. Thus, in order to improve the accuracy of the estimate, there is a need for alternative methods for analyzing the cooling curves, which can compensate for deviations from the normal form of the cooling curves.

К настоящему времени оказалось, что путем изучения передачи тепла в кристаллизаторе для пробы, содержащем пробу расплавленного чугуна, можно точно предсказать микроструктуру, которая образуется при затвердевании пробы расплавленного чугуна. Этот способ также очень подходит для автоматизации с использованием компьютера.To date, it turned out that by studying the heat transfer in the mold for a sample containing a sample of molten cast iron, it is possible to accurately predict the microstructure that forms when the molten cast iron sample solidifies. This method is also very suitable for automation using a computer.

Термин “кривая охлаждения”, используемый в описании, относится к графикам, представляющим температуру как функцию времени, причем такие графики получают методом, описываемым в WO 86/0155 и WO 92/06809.The term “cooling curve” used in the description refers to graphs representing temperature as a function of time, and such graphs are obtained by the method described in WO 86/0155 and WO 92/06809.

Используемый в описании термин “кривая выделения тепла” относится к графику, представляющему тепло, которое образуется в определенной зоне расплавленного чугуна, как функцию времени. В соответствии с целями настоящего изобретения кривые выделения тепла здесь определяют для зон, расположенных в центре пробы расплавленного чугуна (зона А) и на периферии пробы расплавленного чугуна (зона В) соответственно. Кроме того, ниже будут описаны способы получения кривых выделения тепла.As used herein, the term “heat release curve” refers to a graph representing heat that is generated in a specific area of molten iron as a function of time. In accordance with the objectives of the present invention, heat generation curves are determined here for zones located in the center of the molten iron sample (zone A) and at the periphery of the molten iron sample (zone B), respectively. In addition, methods for generating heat curves will be described below.

Термин “кристаллизатор для пробы”, используемый в описании, относится к небольшому контейнеру для пробы, который, когда его используют для термического анализа, наполняют пробой расплавленного металла.The term “sample crystallizer,” as used herein, refers to a small sample container that, when used for thermal analysis, fills a sample of molten metal.

Затем в процессе затвердевания подходящим образом регистрируют температуру расплавленного металла. Кристаллизатор для пробы предпочтительно имеет конструкцию, описываемую в WO 86/0155, WO 92/06809, WO 91/13176, WO 96/23206 или PCT/SE98/02122.Then, during the solidification process, the temperature of the molten metal is suitably recorded. The sample crystallizer preferably has the structure described in WO 86/0155, WO 92/06809, WO 91/13176, WO 96/23206 or PCT / SE98 / 02122.

Используемый термин “устройство для пробы” относится к устройству, включающему кристаллизатор для пробы, снабженный, по меньшей мере, двумя датчиками температуры для термического анализа, погружаемыми в пробу затвердевающего металла в процессе анализа, и средство для заполнения кристаллизатора для пробы расплавленным металлом. Кристаллизатор для пробы предпочтительно имеет датчик типа, показанного на фиг.2 в WO 96/23206 или PCT/SE/02122.As used herein, the term “sample device” refers to a device including a sample crystallizer, equipped with at least two temperature sensors for thermal analysis, immersed in the sample of hardened metal during the analysis, and means for filling the mold for the sample with molten metal. The sample crystallizer preferably has a sensor of the type shown in FIG. 2 in WO 96/23206 or PCT / SE / 02122.

Термин “модификатор структуры” относится к соединениям, влияющим на морфологию графита, присутствующего в расплавленном чугуне. Подходящие соединения могут быть выбраны из группы, включающей магний и такие редкоземельные металлы, как церий, или смесь этих соединений. Взаимосвязь между концентрацией модификаторов структуры в расплавленном чугуне уже описана в упомянутых выше документах WO 92/06809 и WO 86/01755.The term “structure modifier” refers to compounds that affect the morphology of graphite present in molten iron. Suitable compounds may be selected from the group consisting of magnesium and rare earth metals such as cerium, or a mixture of these compounds. The relationship between the concentration of structure modifiers in molten iron is already described in the documents WO 92/06809 and WO 86/01755 mentioned above.

Термин “ЧКГ”, использованный в описании, относится к чугуну с компактным графитом, а термин “ЧСГ” - к чугуну со сфероидальным графитом.The term “CCG”, used in the description, refers to cast iron with compact graphite, and the term “CCG” refers to cast iron with spheroidal graphite.

Ниже изобретение описывается более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.Below the invention is described in more detail with reference to the accompanying drawings.

На фиг.1 схематично изображен кристаллизатор для пробы, который может быть использован согласно изобретению. В таком кристаллизаторе тепло равномерно распространяется во всех направлениях. Поэтому пробу расплавленного чугуна, помещенную в такой кристаллизатор, можно принять как застывающую сферу. На фиг.1 застывающая сфера разделена на две зоны: А и В. Радиусы r₁ и r₂ относятся к средним радиусам зон А и В соответственно.1 schematically shows a crystallizer for a sample, which can be used according to the invention. In such a mold, heat is uniformly distributed in all directions. Therefore, a sample of molten iron, placed in such a mold, can be taken as a solidifying sphere. In Fig. 1, the freezing sphere is divided into two zones: A and B. The radii r ₁ and r ₂ refer to the average radii of zones A and B, respectively.

На фиг.2 приведены кривые охлаждения и соответствующие кривые выделения тепла для ЧКГ. На фиг.2-7 использованы следующие обозначения: Т_A=кривая охлаждения, записанная в центре, Т_B=кривая охлаждения, записанная на периферии, Р_A=кривая выделения тепла в центре и Р_B=кривая выделения тепла на периферии.Figure 2 shows the cooling curves and the corresponding heat generation curves for CCG. 2-7, the following notation is used: T _A = cooling curve recorded in the center, T _B = cooling curve recorded in the periphery, P _A = heat generation curve in the center and P _B = heat generation curve in the periphery.

На фиг.3 приведены кривые охлаждения и соответствующие кривые выделения тепла для ЧКГ с низким содержанием пластинчатого графита. В процессе измерения в кристаллизаторе для пробы образовался пластинчатый графит за счет реакции с покрытием на стенке.Figure 3 shows the cooling curves and the corresponding heat generation curves for CCG with a low content of lamellar graphite. During the measurement, lamellar graphite was formed in the mold for the sample due to the reaction with a coating on the wall.

На фиг.4 приведены кривые охлаждения и соответствующие кривые выделения тепла для чугуна, имеющего высокую величину углеродного эквивалента.Figure 4 shows the cooling curves and the corresponding heat generation curves for cast iron having a high carbon equivalent value.

На фиг.5 приведены кривые охлаждения и соответствующие кривые выделения тепла для чугуна, близкого к эвтектическому.Figure 5 shows the cooling curves and the corresponding heat generation curves for cast iron close to eutectic.

На фиг.6 приведены кривые охлаждения и соответствующие кривые выделения тепла для эвтектического или заэвтектического чугуна.6 shows the cooling curves and the corresponding heat generation curves for eutectic or hypereutectic iron.

На фиг.7 приведены кривые охлаждения и соответствующие кривые выделения тепла для серого чугуна с пластинчатым графитом.7 shows the cooling curves and the corresponding heat generation curves for gray cast iron with lamellar graphite.

На фиг.8 схематично представлено устройство для регулирования получения чугуна с компактным графитом согласно изобретению.On Fig schematically presents a device for controlling the production of compact graphite iron according to the invention.

Как уже упомянуто выше, изобретение относится к способу определения микроструктуры, которая будет образована при затвердевании определенной пробы расплавленного чугуна, путем измерения выделения тепла в пробе. В частности, изобретение относится к определению передачи тепла между двумя зонами пробы (одной зоны в центре пробы и другой периферийной зоны, окружающей центральную зону) и окружающей средой. При изучении графиков, представляющих производную тепла как функцию времени, можно получить точные предсказания.As already mentioned above, the invention relates to a method for determining the microstructure that will be formed upon solidification of a specific sample of molten iron by measuring the heat release in the sample. In particular, the invention relates to the determination of heat transfer between two sample zones (one zone in the center of the sample and another peripheral zone surrounding the central zone) and the environment. By studying graphs representing the heat derivative as a function of time, accurate predictions can be made.

Тепловой баланс для любого однородного элемента можно описать следующим соотношением:The heat balance for any homogeneous element can be described by the following relation:

где Q_{накопл.} представляет собой количество тепла, накопленного за счет теплоемкости материала, Q_выдел. представляет собой количество тепла, выделенного объемом материала, Q_получ. представляет собой количество тепла, полученного материалом из окружающей среды, и Q_отдан. представляет собой количество тепла, переданное объемом пробы в окружающую среду.where Q _accumulated. represents the amount of heat accumulated due to the heat capacity of the material, Q _allocation. represents the amount of heat released by the volume of material, Q _received. represents the amount of heat received by the material from the environment, and Q is _given. represents the amount of heat transferred by the sample volume to the environment.

При выполнении настоящего изобретения предпочтительно использовать кристаллизатор для пробы, описываемый в SE 9704411-9. В таком кристаллизаторе для пробы передача тепла в пробе, находящейся в кристаллизаторе, приблизительно одинакова во всех направлениях. Таким образом, от и до описана передача тепла между центром (фиг.1, зона А) и более периферийной частью (фиг.1, зона В) расплавленного чугуна, находящегося в кристаллизаторе для пробы. Поскольку зона А расположена в центре застывающей сферы, никакого тепла не должно поступать в зону, и Q_получ. поэтому равно нулю. Соответствующие подстановки в приведенное выше соотношение (1) дают следующее уравнение:In carrying out the present invention, it is preferable to use a sample crystallizer described in SE 9704411-9. In such a sample crystallizer, the heat transfer in the sample located in the mold is approximately the same in all directions. Thus, from and to, heat transfer between the center (Fig. 1, zone A) and the more peripheral part (Fig. 1, zone B) of molten iron located in the mold for the sample is described. Since zone A is located in the center of the solidifying sphere, no heat should enter the zone, and Q is _received. therefore equal to zero. The corresponding substitutions in the above relation (1) give the following equation:

где С_р представляет теплоемкость на единицу массы, m_A представляет собой массу зоны A, dT_A/dt представляет собой изменение температуры в зоне А за единицу времени, ke представляет эффективный коэффициент теплопередачи материала, и (1/r₁-1/r₂)^-1 представляет собой расстояние до средства передачи тепла. Оба радиуса r₁ и r₂ показаны на фиг.1. Т_A, T_B представляют собой температуры в зоне А и зоне В соответственно.where C _p represents the heat capacity per unit mass, m _A represents the mass of zone A, dT _A / dt represents the temperature change in zone A per unit time, ke represents the effective heat transfer coefficient of the material, and (1 / r ₁ -1 / r ₂ ) ^-1 represents the distance to the heat transfer means. Both radii r ₁ and r ₂ are shown in FIG. T _A, T _B are temperatures in zone A and zone B, respectively.

Из уравнения (2) можно отделить выражение для выделения тепла и определить среднее суммарное выделение тепла в зоне А:From equation (2), you can separate the expression for heat and determine the average total heat in zone A:

В уравнении (3) все переменные являются постоянными, за исключением dT_A/dt и (Т_A-T_B). Следовательно, уравнение (3) можно упростить доIn equation (3), all variables are constant except dT _A / dt and (T _A -T _B ). Therefore, equation (3) can be simplified to

где k₁ и k₂ являются константами. Таким образом, может быть рассчитана кривая выделения тепла в зоне А на основании комплекта кривых охлаждения, зарегистрированных в центре и на периферии пробы расплавленного металла.where k ₁ and k ₂ are constants. Thus, the heat release curve in zone A can be calculated based on a set of cooling curves recorded in the center and on the periphery of the molten metal sample.

Тепловой баланс для зоны В подобен балансу для зоны А, но тепло передается как в зону (из зоны А), так и из нее (в окружающую среду). Следовательно, выражение Q_выдел. в соотношении (1) не равно нулю. Соответствующие подстановки в приведенное выше соотношение (1) дают следующее уравнение:The heat balance for zone B is similar to the balance for zone A, but heat is transferred both to the zone (from zone A) and from it (to the environment). Therefore, the expression Q _highlight. in relation (1) is not equal to zero. The corresponding substitutions in the above relation (1) give the following equation:

где в дополнение к тем переменным, которые определены в связи с приведенными выше уравнениями (2) и (3), h представляет собой потери тепла конвекцией в окружающую среду, T_S представляет температуру окружающей среды, a ε A_Bσ представляет собой константу из закона излучения Стефана-Больцмана.where, in addition to the variables defined in connection with the above equations (2) and (3), h is the heat loss by convection into the environment, T _S is the ambient temperature, and ε A _B σ is a constant from the law Stefan-Boltzmann radiation.

Что касается последнего термина, то можно принять, что отношение полной потери тепла излучением к потере тепла конвекцией является постоянным:As for the last term, it can be accepted that the ratio of total heat loss by radiation to convective heat loss is constant:

Следовательно, можно отделить выражение для выделения тепла в зоне В, Q_выдел.B:Therefore, it is possible to separate the expression for heat generation in zone B, Q _lib . _B :

В уравнении (7) все переменные являются константами, за исключением dT_B/dt, (Т_A-T_B) и T_B. Таким образом, уравнение (7) можно упростить доIn equation (7), all variables are constants, with the exception of dT _B / dt, (T _A -T _B ) and T _B. Thus, equation (7) can be simplified to

При использовании уравнений (4) и (8) для кривых охлаждения по методу, описываемому в WO 86/01755 и WO 92/06809, можно получить соответствующие кривые выделения тепла. На фиг.2(А)-6(А) приведены различные виды кривых охлаждения и на фиг.2(В)-6(В) - соответствующие кривые выделения тепла.Using equations (4) and (8) for the cooling curves according to the method described in WO 86/01755 and WO 92/06809, the corresponding heat evolution curves can be obtained. Figure 2 (A) -6 (A) shows various types of cooling curves and figure 2 (B) -6 (B) - the corresponding curves of heat generation.

Как уже было упомянуто, такие расчеты основаны на ситуации, когда тепло равномерно передается во всех направлениях. Специалист в данной области техники, конечно, может получить другие уравнения, соответствующие другим условиям передачи тепла.As already mentioned, such calculations are based on a situation where heat is uniformly transferred in all directions. One skilled in the art can of course obtain other equations corresponding to other heat transfer conditions.

Обнаружены большие различия между разными типами кривых выделения тепла по сравнению с соответствующими кривыми охлаждения. Для ЧКГ (фиг.2) кривые, представляющие выделение тепла в зоне В, содержат два отчетливых пика, один меньше, другой больше, тогда как выделение тепла для ЧКГ с низким количеством сфероидального графита (фиг.3) является настолько больше, что эти два пика с трудом можно различить. Это применимо также к кривым, относящимся к чугуну с высоким углеродным эквивалентом (фиг.4). На кривой для зоны А заметен первичный пик, соответствующий аустениту. На кривых выделения тепла, соответствующих чугуну, близкому к эвтектическому (фиг.5), еще заметен небольшой пик для аустенита, тогда как на кривых, соответствующих эвтектическому или заэвтектическому чугуну (фиг.6), такой пик отсутствует. Что касается серого чугуна с пластинчатым графитом (фиг.7), то доминирует первый пик кривой выделения тепла, представляющей зону В.Large differences were found between different types of heat release curves compared to the corresponding cooling curves. For CCG (Fig. 2), the curves representing the heat release in zone B contain two distinct peaks, one less, the other more, while the heat generation for CCG with a low amount of spheroidal graphite (Fig. 3) is so much larger that these two the peak can hardly be distinguished. This also applies to curves relating to high carbon equivalent cast iron (FIG. 4). On the curve for zone A, a primary peak corresponding to austenite is noticeable. On the curves of heat generation corresponding to cast iron close to eutectic (Fig. 5), a small peak for austenite is still noticeable, while on the curves corresponding to eutectic or hypereutectic cast iron (Fig. 6), such a peak is absent. As for gray cast iron with lamellar graphite (Fig. 7), the first peak of the heat evolution curve representing zone B dominates.

Способ предсказания микроструктуры предпочтительно выполнять при использовании системы компьютерного регулирования, особенно когда должно быть получено большое количество измерений. Такая система изображена на фиг.8. Пробу расплавленного чугуна отбирают и переносят в кристаллизатор 22 для пробы. В процессе выполнения измерений конкретной пробы два температурных датчика 10, 12, расположенные соответственно в центральной и в периферийной зонах пробы на растояниях r₁, r₂ соответственно от центра кристаллизатора для пробы, причем r₂ больше, чем r₁, посылают сигналы в компьютер 14 для получения кривых охлаждения и соответствующих кривых выделения тепла, например, при использовании уравнений (3) и (6). Компьютер имеет доступ к данным тарировки, например, для предварительно зарегистрированных кривых моделирования, соответствующих известному количеству модификатора структуры или известной микроструктуре, в запоминающем устройстве 16 и рассчитывает количество модификатора структуры, которое следует добавить в расплав. В предпочтительном варианте это используют в качестве экспертной системы. Сигнал о количестве модификатора структуры, подлежащего добавлению, поступает в средство 18 для управления подачей модификатора структуры в расплав 20, подлежащий корректированию, благодаря чему в расплав подают соответствующее количество таких модификаторов.The microstructure prediction method is preferably performed using a computer control system, especially when a large number of measurements are to be obtained. Such a system is depicted in FIG. A sample of molten iron is taken and transferred to a mold 22 for sampling. In the process of measuring a specific sample, two temperature sensors 10, 12 located respectively in the central and peripheral zones of the sample at distances r ₁ , r ₂ respectively from the center of the mold for the sample, and r _{2 is} greater than r ₁ , send signals to the computer 14 to obtain cooling curves and corresponding heat evolution curves, for example, using equations (3) and (6). The computer has access to calibration data, for example, for pre-registered simulation curves corresponding to a known amount of a structure modifier or a known microstructure in the storage device 16 and calculates the number of structure modifier to be added to the melt. In a preferred embodiment, this is used as an expert system. The signal about the amount of the structure modifier to be added is supplied to the means 18 for controlling the supply of the structure modifier to the melt 20 to be adjusted, due to which the corresponding number of such modifiers is supplied to the melt.

Claims (6)

1. Способ получения отливок из чугуна с компактным графитом, включающий получение расплавленного чугуна и заполнение им кристаллизатора для проб, использование средства для отбора проб, регистрацию кривых охлаждения, используя по меньшей мере два средства регистрации, и управление подачей модификатора структуры в расплавленный чугун, из которого получают отливку, используя средства для управления, отличающийся тем, что одновременно регистрируют по меньшей мере две кривые охлаждения в центральной и периферийной зонах на расстояниях r_1, r₂ соответственно от центра кристаллизатора для пробы и на основе полученной информации получают по меньшей мере две кривые выделения тепла; сравнивают кривые выделения тепла с предварительно определенными кривыми выделения тепла, соответствующими известным концентрациям модификаторов структуры, причем предварительно определенные кривые выделения тепла получены при таких же условиях, что и на предыдущих этапах; на основе этого сравнения определяют количество модификатора структуры, подлежащего добавлению в расплав, и на основе этого управляют подачей точного количества в расплав, после чего выполняют операцию литья.1. A method of obtaining cast iron castings with compact graphite, including producing molten cast iron and filling it with a mold for sampling, using a means for sampling, recording cooling curves using at least two recording means, and controlling the flow of the structure modifier to molten cast iron from which receive a casting using control tools, characterized in that at the same time register at least two cooling curves in the Central and peripheral zones at distances r _1, r _2, respectively, from the center of the mold for the sample and based on the information received, at least two heat evolution curves are obtained; comparing heat generation curves with predetermined heat generation curves corresponding to known concentrations of structure modifiers, wherein predefined heat generation curves are obtained under the same conditions as in the previous steps; on the basis of this comparison, the amount of the structure modifier to be added to the melt is determined, and on the basis of this, the exact amount is supplied to the melt, and then the casting operation is performed. 2. Способ получения отливок из чугуна со сфероидальным графитом, включающий получение расплавленного чугуна и заполнение им кристаллизатора для проб, использование средства для отбора проб, регистрацию кривых охлаждения, используя по меньшей мере два средства регистрации, и управление подачей модификатора структуры в расплавленный чугун, из которого получают отливку, используя средства для управления, отличающийся тем, что одновременно регистрируют по меньшей мере две кривые охлаждения в центральной и периферийной зонах на расстояниях r₁, r₂ соответственно от центра кристаллизатора для пробы и на основе полученной информации получают по меньшей мере две кривые выделения тепла; сравнивают кривые выделения тепла с предварительно определенными кривыми выделения тепла, соответствующими известным концентрациям модификаторов структуры, причем предварительно определенные кривые выделения тепла получены при таких же условиях, что и на предыдущих этапах; на основе этого сравнения определяют количество модификатора структуры, подлежащего добавлению в расплав, и на основе этого управляют подачей точного количества в расплав, после чего выполняют операцию литья.2. A method for producing castings from spheroidal graphite iron, including producing molten iron and filling it with a mold for samples, using means for sampling, recording cooling curves using at least two means of recording, and controlling the flow of the structure modifier to molten iron from which receive a casting using control means, characterized in that at least two cooling curves are simultaneously recorded in the central and peripheral zones over distances x r ₁ , r _2, respectively, from the center of the mold for the sample and based on the information received, at least two heat evolution curves are obtained; comparing heat generation curves with predetermined heat generation curves corresponding to known concentrations of structure modifiers, wherein predefined heat generation curves are obtained under the same conditions as in the previous steps; on the basis of this comparison, the amount of the structure modifier to be added to the melt is determined, and on the basis of this, the exact amount is supplied to the melt, and then the casting operation is performed. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что процесс заполнения кристаллизатора для пробы расплавленным чугуном осуществляют с равномерной передачей тепла во всех направлениях.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the process of filling the mold for the sample with molten cast iron is carried out with uniform heat transfer in all directions. 4. Способ определения количества модификатора структуры, которое следует добавить в конкретный расплав чугуна для получения чугуна с компактным графитом, включающий получение чугуна и заполнение им кристаллизатора для проб, использование средства для отбора проб и регистрацию кривых охлаждения, используя по меньшей мере два средства для регистрации, отличающийся тем, что одновременно регистрируют по меньшей мере две кривые охлаждения в центральной и периферийной зонах на расстояниях r₁, r₂, соответственно от центра кристаллизатора для пробы; на основе полученной информации получают по меньшей мере две кривые выделения тепла; сравнивают полученные на предыдущих этапах кривые выделения тепла с предварительно определенными кривыми выделения тепла, соответствующими известным концентрациям модификаторов структуры, причем предварительно определенные кривые выделения тепла получены при таких же условиях, как на предыдущих этапах, на основе этого определяют количество модификатора структуры, подлежащего добавлению в расплав.4. A method for determining the amount of a structure modifier to be added to a specific cast iron melt to produce compact graphite cast iron, including making cast iron and filling mold for it, using a sampling tool and registering cooling curves using at least two means for recording characterized in that the recorded simultaneously at least two cooling curves in the central and peripheral zones at distances r _1, r _2, respectively, from the center of the mold for sample; based on the information received, at least two heat evolution curves are obtained; the heat generation curves obtained in the previous steps are compared with predefined heat generation curves corresponding to known concentrations of structure modifiers, and the predefined heat generation curves are obtained under the same conditions as in the previous steps, based on this, the amount of the structure modifier to be added to the melt is determined . 5. Устройство для определения количества модификатора структуры, подлежащего добавлению в режиме реального времени в расплав для получения чугуна с компактным графитом, содержащее кристаллизатор для проб с расплавом чугуна, первый датчик температуры для регистрации первой кривой охлаждения, второй датчик температуры для регистрации второй кривой охлаждения, компьютер для определения количества модификатора структуры, подлежащего добавлению в расплав, средство запоминания с предварительно записанными данными тарировки, отличающееся тем, что первый датчик температуры для регистрации первой кривой охлаждения расположен в центральной зоне пробы на расстоянии r₁ от центра кристаллизатора для пробы внутри упомянутого кристаллизатора, второй датчик температуры для регистрации второй кривой охлаждения расположен в периферийной зоне пробы на расстоянии r₂ от центра упомянутого кристаллизатора внутри него, причем r₂ > r₁, при этом компьютер определяет кривые выделения тепла для одной центральной зоны и одной периферийной зоны в упомянутом кристаллизаторе для пробы при использовании5. A device for determining the amount of a structure modifier to be added in real time to the melt to produce compact graphite cast iron, comprising a mold for sampling with molten cast iron, a first temperature sensor for recording a first cooling curve, a second temperature sensor for recording a second cooling curve, a computer for determining the amount of a structure modifier to be added to the melt, a storage medium with pre-recorded calibration data, different in that a first temperature sensor for recording a first cooling curve located in the center of the sample area at a distance r ₁ from the mold center of the specimen within said mold, a second temperature sensor for detecting a second cooling curve located in the peripheral sample zone at a distance r ₂ from the center of said mold therein, wherein r _2> r _1, and the computer determines the heat generation curves for one central zone and one peripheral zone in said mold and specimen during use i) формулы теплового балансаi) heat balance formulas Q_накопл=Q_выдел+Q_получ-Q_отдан,Q _accumulated = Q _allocation + Q _received -Q _{given back} , где Q_накопл представляет собой количество тепла, накопленного благодаря теплоемкости материала;where Q _accumulated represents the amount of heat accumulated due to the heat capacity of the material; Q_выдел представляет собой количество тепла, выделенного объемом материала;Q _release is the amount of heat released by the volume of material; Q_получ представляет собой количество тепла, полученного материалом из окружающей среды;Q _derived is the amount of heat received by the material from the environment; Q_отдан представляет собой количество тепла, переданное в окружающую среду,Q represents a _given amount of heat transferred to the environment, ii) первой и второй кривых охлаждения, зарегистрированных упомянутыми первым и вторым датчиками температуры, и количество модификатора структуры, подлежащего добавлению в расплав, путем сравнения упомянутых кривых выделения тепла с предварительно определенными данными тарировки.ii) the first and second cooling curves recorded by the aforementioned first and second temperature sensors and the amount of a structure modifier to be added to the melt by comparing said heat evolution curves with predetermined calibration data. 6. Программный продукт компьютера для использования в устройстве для определения в режиме реального времени количества модификатора структуры, подлежащего добавлению в расплав чугуна в процессе получения отливки из чугуна с компактным графитом, содержащее первый датчик температуры для регистрации первой кривой охлаждения, расположенный в центральной зоне на расстоянии r₁ от центра кристаллизатора для пробы внутри него, второй датчик температуры для регистрации второй кривой охлаждения, расположенный в периферийной зоне пробы на расстоянии r₂ от центра упомянутого кристаллизатора для пробы внутри него, причем r₂ > r₁, компьютер для определения количества модификатора структуры, подлежащего добавлению в расплав, средство запоминания с предварительно записанными данными тарировки, характеризующийся тем, что программный продукт компьютера включает средство регистрации и средство кодирования считываемых компьютером данных для направления в компьютер с целью получения кривых выделения тепла для одной центральной зоны и одной периферийной зоны в упомянутом кристаллизаторе для пробы при использовании6. A computer program product for use in a device for determining in real time the amount of a structure modifier to be added to a cast iron melt during the production of cast iron with compact graphite, containing a first temperature sensor for detecting a first cooling curve located in a central zone at a distance r ₁ from the center of the mold for the sample inside it, a second temperature sensor for recording a second cooling curve located in the peripheral zone of the sample at melting r ₂ from the center of the said mold for sampling inside it, and r ₂ > r ₁ , a computer for determining the amount of the structure modifier to be added to the melt, a storage medium with pre-recorded calibration data, characterized in that the computer program product includes a recording means and means for encoding computer-readable data for directing to a computer to obtain heat emission curves for one central zone and one peripheral zone in said crystal Ator sample using i) формулы теплового балансаi) heat balance formulas Q_накопл=Q_выдел+Q_получ-Q_отдан,Q _accumulated = Q _allocation + Q _received -Q _{given back} , где Q_накопл представляет собой количество тепла, накопленного благодаря теплоемкости материала;where Q _accumulated represents the amount of heat accumulated due to the heat capacity of the material; Q_выдел представляет собой количество тепла, выделенного объемом материала;Q _release is the amount of heat released by the volume of material; Q_получ представляет собой количество тепла, полученного материалом из окружающей среды;Q _derived is the amount of heat received by the material from the environment; Q_отдан представляет собой количество тепла, переданное в окружающую среду,Q represents a _given amount of heat transferred to the environment, и ii) первой и второй кривых охлаждения, зарегистрированных упомянутыми первым и вторым датчиками (10, 12) температуры,and ii) the first and second cooling curves recorded by said first and second temperature sensors (10, 12), и средство регистрации и средство кодирования считываемых компьютером данных для определения количества (Va) модификатора структуры, подлежащего добавлению в расплав, путем сравнения кривых выделения тепла с предварительно зарегистрированными данными тарировки.and registration means and coding means for computer-readable data for determining the amount (Va) of the structure modifier to be added to the melt by comparing the heat evolution curves with the previously recorded calibration data.

Images