ГОСТ Р ИСО 14284-2009 Сталь и чугун. Отбор и подготовка образцов для определения химического состава

     5 Жидкий чугун для производства стали и чугуна в чушках

5.1 Общие положения

Следующие методы применимы к отбору проб жидкого доменного чугуна для производства стали, обычно называемого жидким металлом, и для отливки чугунных чушек. Пробы жидкого чугуна отбирают, как правило, из желобка для выпуска чугуна из доменной печи при заливке расплава в ковш сигарообразной формы или из чугуновозных ковшей, или во время вторичных технологических процессов ковшевой доводки чугуна, или при разливке расплава в чушки. Химический состав чугуна изменяется в процессе выпуска из доменной печи. Следует отбирать две или более проб из расплава через определенные интервалы времени и определять усредненный химический состав. При применении физических методов для анализа следует разработать метод отбора пробы с охлаждением жидкого металла способом, который обеспечивает сохранение структуры металла, отвечающей требованиям выбранного метода анализа.

5.2 Отбор пробы ложкой

5.2.1 Методы отбора

Для отбора пробы из расплава погружают предварительно нагретую стальную ложку в расплав и наполняют ее жидким чугуном. Извлекают ложку и снимают шлак с поверхности жидкого чугуна в ложке. Для отбора пробы из струи металла предварительно нагретую стальную ложку подносят к струе из ковша и наполняют ее жидким чугуном. Сливают жидкий чугун из ложки без промедления в металлическую литейную форму (изложницу), чтобы как можно быстрее охладить чугун. Извлекают образец из формы и отламывают прибыль отливки (заливины). Важно сливать жидкий чугун в холодную форму, чтобы обеспечить адекватное охлаждение. При необходимости, форму следует охладить перед использованием в потоке холодного воздуха. В форме не должна присутствовать влага. Образец в виде диска, обычно называемого монетой (пятак), можно получить, используя стальную форму из двух частей. При этом получают типичный образец диаметром от 35 до 40 мм и толщиной от 6 до 12 мм. Форма состоит из двух частей, которые скрепляются вместе зажимом во время пользования. Одна часть является плоской охлаждающей плитой, а вторая часть в виде блока с выемкой для литника образует полость формы. Кромка полости формы может быть скошена на конус размером от 38 до 32 мм для облегчения выемки образца из формы. Отливку образца в виде монеты в изложницу проводят вертикально или горизонтально. Монета-образец с одной или несколькими литниками может быть изготовлена в литейной форме комбинированного типа. Штырьки отламывают от диска. В случае необходимости их применяют в качестве рабочих проб для проведения анализа термическим методом (литейная форма комбинированного типа, использующаяся для жидкого металла, предназначенного для производства чугунных отливок, показана на рисунке 2). Тонкий образец в виде сляба с закругленными краями может быть изготовлен в литой чугунной или стальной составной форме, в которой обычно получают образец размером 70х35 мм и толщиной 4 мм. Две половинки формы имеют скос верхней кромки для формирования "прибыли" и при использовании соединяются зажимом. Этот тип литейной формы является предпочтительным, если жидкий чугун имеет высокое процентное содержание углерода.

Примечание - Плоская охлаждающая плита имеет такие же габаритные размеры.

Рисунок 2 - Вертикальная форма комбинированного типа, используемая для отбора пробы жидкого чугуна в чугунолитейном производстве

5.2.2 Обслуживание оборудования

Важно сохранять ложки для отбора проб и металлические литейные формы чистыми и сухими. После их использования удаляют шлак и настыль, очищают поверхности формы проволочной щеткой. Формы следует повторно обрабатывать на станке при износе внутренних поверхностей. Таким образом исключают этап дополнительной обработки образца на станке во время подготовки его поверхностей.

5.3 Отбор проб специальными устройствами

5.3.1 Общие положения

Описание различных типов устройств (зондов), применяемых для отбора пробы доменного чугуна, приведено в приложении А. Эти устройства следует использовать для получения образцов в виде диска со структурой белого чугуна, достаточно глубокой, чтобы удовлетворять требованиям физического метода, выбранного для анализа. На отбор проб влияют такие факторы, как угол и глубина погружения пробоотборника в расплав. Время погружения может изменяться в зависимости от температуры жидкого чугуна. Эти факторы устанавливают для конкретного процесса выплавки чугуна и затем их необходимо строго контролировать для поддержания стандарта качества образца для анализа.

5.3.2 Методы

Для отбора пробы из расплава погружают подходящее устройство в расплав под углом как можно ближе к вертикальной плоскости. При отборе пробы из желоба доменной печи выбирают позицию погружения пробоотборника на достаточную глубину жидкого металла. Глубина приблизительно 200 мм соответствует большинству типов пробоотборников. Для отбора пробы из струи жидкого чугуна вставляют подходящее всасывающее устройство в поток металла, вытекающего из ковша, под углом около 45° относительно вертикальной плоскости и как можно ближе к носику ковша. Извлекают пробоотборник из расплава после заданного интервала времени, отделяют его части друг от друга и дают образцу остыть на воздухе.

5.4 Подготовка образца для анализа

5.4.1 Предварительная подготовка

С образца, взятого из расплава, снимают любые поверхностные оксиды, которые могут загрязнять образец для анализа во время последующей подготовки.

5.4.2 Образец для анализа химическим методом

Разбивают образец на мелкие куски и измельчают куски, используя ударную ступу или вибрационную мельницу, чтобы получить достаточную массу образца для анализа из частиц размером не более 150 мкм. Можно получить стружку сверлением образца для анализа с низкой скоростью, как в 8.3.1.

5.4.3 Образец для анализа термическим методом