MXPA99004796A - Metodo para juzgar las propiedades del hierro fundido colado - Google Patents

Abstract

La presente invención estárelacionada con un método para predecir la microestructura en la cual una cierta masa fundida de hierro colado se solidificar comprendiendo las etapas de:a) tomar una muestra de la masa fundida de hierro colado teniendo un peso predeterminado W;b) adicionar la muestra al recipiente de muestra conteniendo una cantidad de agente neutralizador preferiblemente telurio, el cual es suficiente para cambiar una cantidad W de hierro gris colado fundido a hierro blanco;c) registrar una curva de enfriamiento en el centro de- la muestra obtenida de hierro tratado. d) determinar el valor máximo local Te(max) de la curva de enfriamiento obtenida en la etapa c);y e) predecir ya sea si la masa fundida de hierro colado se solidificaráformando SGI, CGI, manchas de hojuelas o hierro gris colado usando la información obtenida en la etapa d).

Description

MÉTODO PARA JUZGAR LAS PROPIEDADES DEL HIERRO FUNDIDO COLADO Nuevo sLstema de análisis térmico La presente invención está relacionada con un método mejorado para producir la microes truc tur a con la cual cierto hierro fundido colado se solidificará. La invención también está relacionada con un aparato para llevar a cabo el método.

Antecedentes de la invención WO86/01755 (incorporada por referencia) describe un método para producir grafito cristalino compacto usando una análisis térmico. Una muestra se toma de un baño de hierro fundido colado y se permite que la muestra se solidifique durante 0.5 a 10 minutos. La temperatura se registra simultáneamente mediante dos medios que responden a la temperatura, uno de los cuales está dispuesto en el centro de la muestra y el otro en una cercanía inmediata de la pared del recipiente. Se registran las llamada curvas de enfriamiento que representan la temperatura como función de tiempo para cada uno de los dos medios- que responden a la temperatura. De acuerdo con este documento es entonces posible determinar la cantidad necesaria de agentes para modificar la estructura que tienen que adicionarse a la masa fundida para poder obtener la mi ero es truc tur a deseada. WO 92 / 06809 (incorporada por referencia) describe un método especifico para evaluar las curvas de enfriamiento obtenidas por el método de WO86/01755. De acuerdo con este documento el análisis térmico se lleva a cabo en un recipiente de muestra revestido con un material que contiene la forma activa del agente modificador de la estructura. Este material puede comprender óxidos de Si, Mn, Fe, K y Na. Una meseta temprana en la curva de enfriamiento (la cual, debido- al revestimiento muy a menudo se encuentra cercana a la pared del recipiente) quiere decir que los cristales del grafito cristalino sean precipitados cerca a los medios que responden a la temperatura que registran la curva. Una persona experta puede, al estudiar las curvas y usando la información de calibración, determinar si cualquier agente modificador de la estructura ha sido adicionado a la masa fundida para poder obtener el grafito cristalino compactado. WO92/06810 (incorporada por referencia) describe un método para producir hierro colado esferoidal donde un análisis térmico genera cambios en un recipiente de muestras revestido con el mismo material que en O92/06809. Por consiguiente, se sabe como predecir y en que forma cierta masa fundida colada de hierro se solidificará usando el análisis térmico y los recipientes de muestra revestido. Sin embargo, la predicción es difícil de llevar a cabo para concentraciones bajas de agente modificador de estructura cercano al límite entre el hierro colado y el grafito cristalino compacto. Sin embargo, muy a menudo se desea trabajar con masas fundidas de hierro colado que contienen una cantidad mínima de agentes modificadores de estructura. Por esto, hay una necesidad para métodos de predicción que dan resultados exactos y fácilmente analizables, también en esta región de concentración. EP 0 327 237 describe un método para probar el contenido de magnesio en una masa fundida en conexión con la producción de hierro colado esferoidal. Una muestra fundida de hierro tratado con magnesio se introduce dentro de un recipiente de muestra que contiene aditivos de telurio y ya sea azufre o selenio. La muestra entonces se deja enfriar y la temperatura se monotirea continuamente.

Una idea básica en el método de EP 0 327 237 es remover todo el magnesio activo que la muestra antes de llevar a cabo el análisis térmico. Entonces la masa fundida se puede ya sea solidificar con la suspensión de grafito o la suspensión carbúrica. La razón para adicional azufre o selenio junto con el telurio es que, en la presencia de magnesio, el telurio por sí solo no puede evitar que el hierro se solidifique con una estructura eutéctica de grafito. Por lo tanto, la adición de selenio o azufre es justamente lo suficiente para completamente neutralizar un porcentaje de umbral predeterminado de magnesio. Si el contenido de magnesio está sobre el porcentaje de umbral, la masa fundida se solidificará como grafito cristalino. EP 027 237 también sugiere que el método se puede modificar para controlar el contenido de magnesio de grafito cristalino compactado. En este caso el documento declara que dos análisis térmicos separados con diferentes cantidades de azufre adicionados son necesarios. GB 2,300,916 se relaciona con un método para prevenir la profundidad de enfriamiento en el hierro colado gris. En la descripción detallada el método se lleva a cabo usando muestras de hierro fundido colado que comprende carbón, silicón, magnesio y cromo . GB 2,283,325 describe un método para un análisis térmico de hierro colado fundido. El método consiste en las etapas de: a) obtener una primera curva de enfriamiento del hierro colado fundido usando una taza limpia; b) obtener una segunda curva de enfriamiento del hierro colado fundido usando una segunda taza en la cual pequeñas cantidades (por ejemplo 0.05 a 0.3% en peso) de telurio están contenidas; y c) comparar la primera curva de enfriamiento con la segunda curva de enfriamiento. Las dos curvas solamente se comparan con respecto a la recaí es cencía . Una recal es cenci a mayor a cero está relacionada con grafito cristalino compactado (CGI) o grafito cristalino espiroidal (SGI) . Dicha comparación es satisfactoria cuando se desea revisar si el agente modificador de estructura ha sido adicionado o no antes de vaciar durante la producción de SGI o CGI . Sin embargo, el método no es suficientemente exacto en la región límite entre CGI y el hierro gris. Cuando se produce CGI y se lleva a cabo un análisis térmico de acuerdo con el método inexacto descrito en GB2,283,325, hay un gran riesgo de que las manchas de hojuelas de grafito se formen localmente al colarlo, debido a la pequeña concentración insuficiente de agente modificador de estructura en el hierro colado fundido. Ya que la presencia de manchas de hojuelas en la mi ero es truc tur a reducen el poder dúctil y el coeficiente de elasticidad del hierro por un 20-50%, esto es un gran problema.

Descripción de la invención Ahora ha resultado que buenas predicciones inesperadas de la mi croes tructur a con la cual cierto hiero colado fundido se solidificará pueden revisarse llevando a cabo un método que comprende las e tapas de : a) tomar una muestra del hierro colado fundido teniendo un peso determinado W ; b) adicionar la muestra a un recipiente de muestras que contiene una cantidad de agente neut raliz ador , preferentemente telurio, el cual es suficiente _ para cambiar una cantidad W de hierro gris colado fundido a hierro blanco; c) registrar una curva de enfriamiento en el centro de la dicha obtenida muestra de hierro tratada; d) determinar la temperatura eutéctica máxima (Te(max) ) de la curva de enfriamiento obtenida en la etapa c) ; y e) predecir ya sea si el hierro colado fundido se solidificará como SGI, CGI, o hierro gris colado o hierro con manchas de hojuela usando la información obtenida en la etapa d) .

Descripción detallada de la invención La presente invención está basada en el descubrimiento de que resultados fácilmente analizables se pueden obtener cuando se llevan a cabo análisis térmicos de una muestra de hierro colado fundido que ha sido tratada con una cantidad apropiada de por lo menos una sustancia que neutraliza el agente modificador de estructura, cuya sustancia se escoge del grupo telurio, azufre, boro y selenio, preferiblemente telurio. Por esto, el presente método no requiere un personal altamente calificado y es muy adecuado para la automatización mediante una computadora. El término "curva de enfriamiento" como se utiliza aquí se refiere a las gráficas que representan la temperatura como una función de tiempo durante la solidificación de hierro colado fundido . El término "recipiente de muestra" como se describe aquí se refiere a un contenedor de muestra el cual, cuando se usa para análisis térmicos, se usa con una muestra de hierro de metal fundido. La temperatura del metal fundido entonces se registra de una manera adecuada. Un recipiente de muestra de acuerdo con la presente invención está básicamente hecho de un material inerte pero puede contener o estar revestido de sustancias que afectan la estructura del hierro colado, como telurio, azufre, boro y selenio, al igual que los óxidos de Si, Mn, Fe, K y Na. El recipiente también puede contener o estar revestido con agentes de inoculación convencionales para promover la nucleación. El término "agente modificador de estructura" como se describe aquí se refiere a un agente que afecta la microe s t ruc tur a del hierro colado, cuya fuente se escoge del grupo de magnesio y elementos férreos raros. Se prefiere magnesio. El término "taza de telurio" como se describe aquí se refiere al recipiente de muestra revestido con telurio o que contiene una burbuja de telurio. La taza de telurio también puede contener agentes de inoculación convencionales. El término "taza de FeSi" como se describe aquí se "refiere al recipiente de muestra revestido con FeSi, o que contiene una burbuja de FeSi. La taza de FeSi también puede contener agentes de inoculación convencionales. El término "taza limpia" se describe aquí se refiere al recipiente de muestras sin ningún revestimiento, o con un revestimiento inerte. El término "dispositivo de muestreo" como se describe aquí se refiere a un dispositivo que comprende un recipiente de muestra equipado con por lo menos un sensor para el análisis térmico, dicho sensor o sensores se pretende para ser sumergido en la muestra de metal que se está solidificando durante el análisis, y medios para llenar el recipiente de muestra con metal fundido. El término "agente neutralizador" como se describe aquí se refiere a un agente que neutraliza la forma activa del agente modificador de estructura y se escoge del grupo de telurio, azufre, boro y selenio. Se prefiere telurio. El término "CGI" como se describe aquí se refiere a grafito cristalino compactado.

El término "SGI" o "SG", como se describe aquí se refiere al grafito cristalino esferoidal. Los términos "manchas de hojuelas" y "mancha" como se describen aquí, están relacionados con hojuelas de grafito que se pueden formar localmente en una microes tructura CGI debido a una cantidad insuficiente de agente modificador de estructura . El término "muestra de hierro tratado" como se describe aquí se refiere a la muestra de hierro colado en un recipiente de muestra, cuyo recipiente puede o no contener un agente que afecta la composición de la muestra. De aquí, por ejemplo una muestra de hierro tratado en una taza de telurio tiene un contenido reducido de magnesio activo comparado con la masa fundida de la cual la muestra originalmente fue tomada. La invención ahora describirá con referencias a las figuras anexas en las cuales: la Figura 1 define los principios para asignar nombres variables en la presente solicitud; la Figura 2 brevemente dibuja el efecto de "extender" la escala del análisis térmico tratando una muestra de hierro colado con telurio como agente neut r al i z ador ; la Figura 3 muestra a qué curva de enfriamiento medido corresponde con el tipo de hierro colado cuando se lleva a cabo el análisis térmico en una muestra de hierro tratado en una taza con telurio; la Figura 4a describe las curvas de enfriamiento correspondientes a CGI, SGI, manchas de hojuelas y hierro gris, cuyas curvas han sido registradas en el centro de una taza limpia. La Figura 4B muestra las curvas de enfriamiento registradas en una taza con telurio bajo las mismas condiciones y para la _misma mancha de hierro colado fundido que en la Figura 4A. Las Figuras 5A y 5B ambas describen diagramas de flujo de como las curvas obtenidas por el análisis térmico ejemplificadas en la Figura 3 se pueden construir. La Figura 5A está relacionada con una taza con telurio, y la Figura 5B está relacionada con un conjunto de una taza con telurio, una taza limpia y una taza de FeSi; las Figuras 6A y 6B muestran los ejemplos de los recipientes de muestra que se pueden usar en el presente método; la Figura 7 es una presentación esquemática de un aparato para controlar la producción de grafito cristalino compacto de acuerdo con la presente invención; la Figura 8 es una micrográfica que muestra el colado de CGI que fue insuficientemente tratado con magnesio y, por consiguiente contiene manchas de hojuelas aisladas; y la Figura 9 es un diagrama que muestra el esfuerzo de la resistencia de la tensión y 0.2% de carga unitaria de 85 a 100% de hierro colado perlifico como función de la nodularidad y t emper a t ur a . Arriba, el problema con relación a las manchas de hojuelas y cómo dichas manchas pueden influenciar sobre la calidad del colado de CGI ha sido brevemente mencionado. Desde el punto de vista práctico, los diseñadores de motores establecerán el grosor o el espesor de pared basado en la fuerza inherente y la dureza, -del -material escogido. Si están diseñando con CGI, calcularán las dimensiones basadas en una fuerza de ductilidad mínima de 400 MPa. Sin embargo, si el proceso de fundación está fuera de control y las colaciones contienen manchas de hojuelas, la fuerza del material puede ser de 20-50% menor. (ver Figura 9) . Las dimensiones del colado (calculo basado en CGI bueno) no será lo suficientemente fuerte para soportar la carga de operación. Las paredes se agrietarán y el motor fallará en servicio. El resultado neto es una pérdida extremadamente costosa de responsabilidad al cliente. Es por lo tanto evidente que las manchas de hojuelas se deban evitar en los colados de CGI . Tr adi cionalment e , los metalúrgicos han hecho referencia a tres tipos de hierro colado: hierro gris colado (hojuelas) ; CGI; y hierro colado dúctil. Sin embargo, cuando el CGI se produce con un agente de modificación de forma insuficiente (magnesio) una estructura de mancha de hojuelas intermedia se puede formar. El- - centro de las células eutécticas contienen grafito en hojuelas mientras que la región del perímetro de las células eutécticas contienen partículas de grafito compacto. Sorprendentemente (ver Figura 8) se ha mostrado que las manchas de hojuelas aisladas predominan para determinar la fuerza del material. Aún en pequeñas cantidades (de 10 - 20%) de las manchas de hojuelas darán como resultado una pérdida de 20-50% de la fuerza mecánica. Es por lo tanto no suficiente simplemente diferenciar entre CGI o hierro gris: la técnica de medición deberá tener suficiente resolución para detectar la aplicación de manchas de hojuelas aisladas en un material de grafito predominantemente compacto . Por consiguiente, la presente invención está dirigida a análisis térmicos para predecir la mi ero es truc tur a con la cual cierto hierro colado fundido se solidificará. El análisis térmico se lleva a cabo adicionando hierro colado fundido a un recipiente de muestra que contiene agente neut ral i z ador , preferentemente telurio, después de lo cual la temperatura _s e registra durante el proceso de solidificación. Opcionalmente, tazas con otros revestimientos como es FeSi o tazas totalmente inertes (tazas limpias) también se puede usar junto con la taza con telurio. Las Figuras 6A y 6B presentan dos ejemplos de los recipientes de muestra que se pueden usar en la presente invención. El recipiente demuestra (7) en la Figura 7A contiene una burbu a (8) de telurio, la cual se disuelve en el hierro colado fundido (9) . La temperatura se monitorea durante la solidificación mediante medios de respuesta a la temperatura (1) como es un termopar. La Figura 7B describe un recipiente más complejo, el cual está dividido en tres comportamientos (4,5,6) . Un compartimiento (4) se reviste con telurio, otro (5) se reviste con FeSi, y el último compartimie to (6) no contiene ningún revestimiento. Los medios de respuesta a la temperatura (1,2,3) se disponen en los tres compartimientos. Ambas tazas pueden ser tazas normales de arena, tazas cerámicas de acero revestido u otros materiales adecuados. El principio básico detrás de la presente invención se ilustra en las Figura 2 y 3. En un método de predicción de acuerdo con el estado de la técnica, las curvas de enfriamiento que corresponden a los tipos de hierro colado comprendidas en el rango de SGI a un tipo A de hierro gris se registran. En el presente método, el contenido de agente modificador de estructura se disminuye adicionando una cantidad predeterminada de agente neu t r al i zador . Por eso, las curvas de enfriamiento que corresponden a los tipos de hierro colado comprendidas en el rango de CGI a hierro blanco y se registran en vez de curvas que representan la composición actual de la muestra. Las Figuras 4A y 4B ilustran el aumento en sensibilidad que se logra llevando a cabo la presente invención. La Figura 4A describe cuatro curvas de enfriamiento que corresponden a CGI, SGI de manchas de hojuelas y hierro gris. No se ha adicionado ningún agente neut rali z ado r . Las cuatro curvas se pueden distinguir unas de las otras, pero sin embargo se siguen unas a las otras bastante cerca . La Figura 4B muestra las curvas correspondientes después de adicionar una cantidad predeterminada de un agente neu tral i z ado . En la Figura 4A, todas las mesetas eutécticas se comprenden dentro del rango de temperatura de 1140-1150°C. En contraste, las temperaturas de crecimiento máximas durante la reacción eutéctica en la Figura 4B se comprenden dentro del rango de temperatura de 1115-1165°C. Es evidente a partir de la figura que una exactitud mucho más alta se logra por medio del presente método comparado al estado de la té cni ca . La cantidad predeterminada anteriormente mencionada de agente neu t rali zador debe ser efectiva para cambiar el hierro gris colado al hierro blanco. El telurio se prefiere como agente neu tral i z ado r y la cantidad necesaria del telurio en el recipiente de muestra es de por lo menos 0.01% (en peso) , preferentemente 0.05-0.2% (en peso) del peso de la muestra de hierro colado.

Basado en la temperatura de crecimiento eutéctica y la recales cencía , los resultados de las muestras de hierro tratado pueden difícilmente ser ca t e gor i zadas en cuatro categorías. Los límites entre las categorías se calibran para diferentes bases. El siguiente es un ejemplo del criterio para cierta base. Categoría Hierro Crecimiento Temperatura Recalescencia ?Tte colado máximo a ser durante la analizado reacción Eutéctíca de una M uestra Tratada 1 Hierro gris o < 1130°C <2°C casi gris 2 Limite de hierro n 30°c-? i 50oc >2°C con manchas de hojuelas 3 CGI > 1 155°C > 1 °C 4 Nodulo bajo >H50°c- H55°c <5°C SGI Una muestra de hierro tratada en una taza con telurio contiene una concentración más baja de magnesio activo que el hierro colado fundido no tratado correspondiente. El resultado de este tratamiento es por lo tanto que el análisis térmico se realiza en una reacción de concentración donde más resultados distintos se obtienen comparado con la región de concentración original. Una curva de enfriamiento registrada en una taza con telurio puede por lo tanto muy claramente mostrar si el hierro contiene una cantidad suficiente de agentes modificadores de estructura para poder solidificarse como SGI. También puede indicar si el hierro colado está sobretratado con agentes modificadores de estructura o no. El presente método puede mejorarse aún más adicionando otros pasos de análisis térmicos los cuales se llevan a cabo en otros tipos de recipientes de muestra, como es una taza de FeSi y una taza limpia. El análisis térmico en una taza FeSi al igual que en una taza limpia da información acerca del nivel de inoculación de ambos y el estado real del hierro colado. Al determinar la temperatura eutéctica máxima y mínima y la pendiente máxima de las curvas de enfriamiento el nivel de inoculación se puede calcular. Si la temperatura eutéctica mínima de la curva de FeSi es mucho más alta que la temperatura eutéctica mínima de la curva limpia, el nivel de inoculación está por debajo del nivel de saturación, y los inoculantes deberán ser adicionados. El hierro colado ha alcanzado el nivel de saturación cuando las dos temperaturas sean apro imadamente las mismas. Cuando el hiero colado es sobretratado, la curva de enfriamiento de la taza FeSi tiene una recales cencía pequeña y una pendiente máxima pequeña. La taza limpia mide el estado real del hierro y muestra la modificación y el nivel de inoculación. En un cierto rango (evaluado junto con otras dos tazas), r ecal e s cenci a alta (temperatura eutéctica mínima baja y temperatura eutéctica máxima alta) y un punto de pendiente máximo alto a un CGI bueno, mientras que una re cal s cene i a más baja y una pendiente más baja indican que el hierro colado ha sido sobretratado con agentes modificadores de estructura y/o inoculantes. Por esto, el análisis térmico en una taza con telurio indica si -el hierro colado fundido se solidificará para formar hierro gris, manchas de hojuelas, CGI o SGI. Los análisis con la taza FeSi y la taza limpia y las comparaciones entre las tres curvas ole enfriamiento permiten determinaciones sensible y exactas de ambos de la inoculación y los estados de modificación- de estructura. La Figura 5A dibuja un ejemplo de cómo analizar las curvas de enfriamiento que se tienen cuando se llevan acabo análisis térmicos de acuerdo con la presente invención usando una taza con telurio. El primer paso es determinar la temperatura eutéctica básica, Te, de la curva de taza con telurio. Si es más baja de 1130°C el hierro colado se solidificará formando hierro gris. El magnesio se debe adicionar. Si la temperatura eutéctica máxima está entre 1130°C y 1150°C el hierro colado se puede solidificar formando CGI que contiene manchas de hojuelas. Una pequeña cantidad de magnesio se debe adicionar. Si la temperatura eutéctica máxima de la curva de telurio es más alta de 1155°C, la muestra se solidificará formando CGI. De otra manera se solidificará formando SGI. La Figura 5B dibuja cómo analizar curvas de enfriamiento obtenidas cuando se llevan a cabo análisis térmicos en un conjunto de tres tazas diferentes, es decir la taza con telurio, la taza limpia y la taza FeSi. El primer paso es determinar la temperatura eutéctica máxima Ttí, de la curva de la taza con telurio. Si es más baja de 1130°C el hierro colado se solidifica formando hierro gris. Se debe adicionar magnesio. Si la temperatura eutéctica máxima está entre 1130°C y 1150°C, el hierro colado se solidificará formando CGI que contiene manchas de hojuelas. Más información se puede obtener midiendo las pendientes de r ecal es cenci a de las curvas de enfriamiento registradas en la taza limpia y la taza FeSi, Tno (pendiente) y TFes? (pendiente) . Si Tno (pendiente) >0.85 °C/s y TFeSl (pendiente) >0.45°C/s, se disminuye el riesgo para la formación de manchas de hojuelas, y, por consiguiente, una cantidad menor de magnesio se debe adicionar. Si la temperatura eutéctica máxima de la curva de telurio es mayor que 1150°C, la muestra se solidificará ya sea como CGI o SGI. Para poder distinguir entre CGI y SG, la recaí es cencia de la curva de enfriamiento en la taza de telurio, Al a se determina. Si este valor es menor a 0.5°C los valores de r e cal e s cenci a correspondientes para la taza limpia y la taza FeSi se determinan. Si ?tno>6°C y ATFes? >3.5 ° C , el hierro colado se solidificará como SG con una nodularidad más baja. De otra manera, el hierro colado se solidificará como hierro SG.

Si ?Te es mayor a 0.5°C, la mínima de las curvas de enfriamiento registradas en la taza FeSi y la taza limpia se determinan. Si la diferencia entre el valor mínimo de la curva FeSi y la curva de la taza limpia es mayor a 3°C, la masa fundida de hierro colado no está suficientemente inoculada. Finalmente, la recaí e s cencía y la pendiente de re cal e s cenci a de la curva de la taza limpia se consideran. Si Tno>10°C/s y TfeS? (pendiente) >l°C/s, el hierro colado se solidificará formando CGI . Si Tno está dentro del rango de 5 a 10°C y Tno (pendiente) está dentro del rango de 0.8 a l°C/s, el hierro colado se solidificará formando CGI con una alta nodularidad. De otra manera el hierro colado se solidificará formando hierro SG. Siguiendo las abreviaciones se pueden encontrar en las figuras 5A y 5B : Tpo> = Temperatura eutéctica medida en la taza limpia T8 = Temperatura eutéctica medida en la taza con telurio TF eS l = Temperatura eutéctica medida en la taza con FeSi Te(max) = Curva máxima de taza con tel urio TF es?(max) = Curva máxima de taza con FeSi Tno(max) = Curva máxima de la taza limpia Te(min) = Curva mínima de taza con tel urio ?Te = Recalescencia curva de taza con telurio Te(pendiente) : Pendiente de recalescencia, curva de taza con telurio Tno(pendiente) Pendiente de recalescencia, curva de taza limpia TF es?(pendiente) Pendiente de recalescencia, curva de FeSi ?Tno = Recalescencia, curva de taza limpia ?TF e, ?Tp eSi Recalescencia, taza FeSi TFes? (mi n ) Mí nimo, curva de taza FeSi Tno (mi n ) Mí nimo, curva de taza limpia C at. 1 = Hierro gris colado C at. 2 = Hierro con manchas de hoj uelas C at. 3 = CGI Cat. 4 = Alta nodularidad CGI, SG Se prefiere llevar a cabo el método usando un sistema controlado por computadora, especialmente cuando un gran número de medidas se debe llevar a cabo. En este caso el mismo tipo de dispositivo de muestra 22 (o cuando un conjunto de tres tazas diferentes se usan 22,24,26) que ha sido descrito anteriormente, se usan. Dicho sistema controlado por computadora se muestra en la Figura 6. Durante la medición de una muestra particular medios que responde a la temperatura 8 (o cuando el conjunto de tres tazas diferentes se usa, tres medios que corresponden a la temperatura 8,10,12) envía o envían señales a medios de computadora 14 para poder generar (una) curva o curvas de enfriamiento. La computadora tiene acceso a la información de calibración en medios de memoria ROM 16 y calcula la cantidad de agentes modificadores de estructura o agentes de inoculación que deben ser adicionados a la masa fundida. Esta cantidad es señalada a medios 18 para administrar un agente modificador de estructura y/o un agente inoculador a la masa fundida 20 para ser corregida, en donde la masa fundida se suministra con una cantidad apropiada de dichos agentes. El dispositivo de muestreo 22 comprende una taza con telurio. El dispositivo de muestreo 24 comprende una taza con FeSí y un dispositivo de muestreo 26 comprende una taza 1 imp i a .

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un método para predecir la microes tructura en la cual cierto hierro colado fundido se solidificará, comprendiendo las etapas de : a) para calibrar un método de colado escogido la cantidad A de un agente neu tral i z ado r , dicho agente neutrali zador se escoge del grupo de telurio, azufre, boro y selenio, cuya cantidad A es suficiente para alterar la composición de una cantidad de muestra W de una masa fundida de hierro colado originalmente teniendo una composición correspondiente a hierro colado, para que la cantidad muestra W de dicho hierro colado se solidifique formando hierro blanco; b) tomando una cantidad de muestra W del hierro colado cuya icroestructura será predecida; c) adicionando la cantidad muestra tomada en la etapa b) a un recipiente de muestra que contiene una cantidad A del agente neut ral i z ador que utiliza en la etapa a) y luego registrando la curva de enfria-mi ento en el centro de la muestra; d) determinar la temperatura eutéctica máxima Te(max) de la curva de enfriamiento obtenida en la etapa c ) ; y e) predecir ya sea si la masa fundida de hierro colado se solidificará como grafito cristalino esferoidal (SGI), grafito cristalino compacto (CGI) , manchas de hojuelas o hierro gris colado usando la información obtenida en la etapa d) .

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado en que el agente neutrali Z-ador es telurio.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado en que el recipiente de muestra contiene una cantidad de telurio la cual es por lo menos 0.01% del peso de la muestra de hierro colado.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado en que el recipiente de muestra contiene una cantidad de telurio la cual es 0.05-0.2% del peso de la muestra de hierro co lado .

5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, que además comprende las etapas de : f ) adicionar una muestra de hierro colado fundido a una taza con FeSi y registrar una curva de enfriamiento en el centro de la muestra; g) adicionar una muestra de hierro colado fundido a una taza limpia y registrando una curva de enfriamiento en el centro de la muestra, h) determinar los siguientes parámetros de curvas de enfriamiento obtenidas en las etapas f) y g) ; (i) la recalescencia de las curvas de enfriamiento registradas en la taza limpia (?Tno) ; (ii) la recalescencia de la curva de enfriamiento registrada en la taza con telurio (?Te) (iii) la recalescencia de la curva de enfriamiento en la taza con FeSi (?treSl) (iv) Temperatura eutéctica máxima de la curva de enfriamiento registrada en la taza con FeSi (Tfesi (max) ) ; (v) la temperatura eutéctica máxima de la curva de enfriamiento registrada en la taza limpia (Tno (max) ) ; (vi) la temperatura eutéctica máxima de la curva de enfriamiento registrada en la taza con telurio ( Te (ma ) ) ; (vii) la temperatura del mínimo local de la curva de enfriamiento registrada en la taza con telurio ( Te ( min ) ) ; (viii) la temperatura del mínimo local de la curva de enfriamiento registrada en una taza limpia (Tll0 (min) ) ; (ix) la temperatura del mínimo local de la curva de enfriamiento registrada en la taza FeSi ( TFeSi (min) ) ; (x) la pendiente de recalescencia de la curva de taza limpia Tno (pendiente) ; (xi) la pendiente de recalescencia de la curva de la taza con telurio Te (pendiente) ; (xii) la pendiente de recalescencia de la curva de taza con FeSi TFeSi (pendiente) ; i) predecir ya sea si la masa fundida de hierro calado se solidificará formando SGI, CGI, manchas de hojuelas o hierro gris colado y si la masa fundida de hierro colado contiene una cantidad suficiente de agente inoculador usando la información obtenida en la etapa h) .

6. El método para producir el colado de CGI, que comprende las etapas de: a) llevar a cabo el método de predicción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5; b) usar la información obtenida en la etapa a) para calcular la cantidad de agente modificador de estructura escogido del grupo de magnesio y elementos raros férreos que tiene que ser adicionados al hierro colado fundido para poder obtener CGI; c) adicionar la cantidad calculada en la etapa b) a la masa fundida de hierro colado; y d) llevar a cabo la operación de colado en una manera conocida por sí.

7. Un aparato para establecer, en tiempo real, una cantidad de agente modificador de estructura ha ser adicionado a la masa fundida de hierro colado durante el proceso de producción de graíito cristalino compacto; el aparato comprende: una taza con telurio; un sensor de temperatura para registrar la curva de enfriamiento en dicha taza con telurio; un dispositivo de computadora para determinar un valor de cantidad (Va) de agente modificador de estructura para ser adicionado a la ma s a fundi da , el dispositivo de computadora estando fijado para establecer una curva de enfriamiento; el dispositivo de computadora estando fijado para establecer la temperatura eutéctica máxima de la curva de enfriamiento (Te(max) ) ; el dispositivo de computadora estando fijado para calcular un valor de cantidad preciso (Va) de un agente modificador - de estructura para ser adicionado a la masa fundida en respuesta a Te(max) .

8. El aparato de acuerdo con la reivindicación 7 para llevar a cabo el proceso de la reivindicación 6, el aparato además comprende: un dispositivo de muestreo para tomar una muestra de hierro colado fundido de una masa fundida de hierro colado de la cual un colado que comprende CGI se puede producir y entregar dicha muestra en una taza con telurio; medios para administrar una cantidad correcta de un agente modificador de estructura en respuesta a la señal del dispositivo de computadora, dicha señal corresponde a dicho valor de cantidad (Va) , la computadora además es programada para mandar una señal correspondiente a dicho valor de cantidad a dichos medios, en donde una cantidad correcta de agente modificador de estructura se adiciona a la masa fundida.

9. Un aparato para establecer, en tiempo real, una cantidad de agente modificador de estructura y/o agente inoculador para ser adicionado a la masa fundida de hierro colado durante el proceso de producción de grafito cristalino compacto; el aparato comprende: una taza con telurio; una taza con FeSi; una taza limpia; un primer sensor de temperatura para registrar una curva de enfriamiento en dicha taza con telurio; un segundo sensor de temperatura para registrar una curva de enfriamiento en dicha taza con FeSi; un tercer sensor de temperatura para registrar una curva de enfriamiento en dicha taza 1 ímpi a , un dispositivo de computadora para determinar un valor de cantidad (Va) de un agente modificador de estructura a ser adicionado a la masa fundida y/o determinar un valor de cantidad (Vb) de un agente inoculador a ser adicionado a la masa fundida , el dispositivo de computadora estando fijado para establecer curvas de enfriamiento de cada una de dichas tazas; el dispositivo de computadora es programada para establecer los parámetros siguientes a partir de las curvas de enfriamiento: (i) la recalescencia de las curvas de enfria-mi ent o registradas en la taza limpia (?Tno) ; (ii) la recalescencia de la curva de enfriamiento registrada en la taza con telurio (?te) (iii) la recalescencia de la curva de enfriamiento en la taza con FeSi (?TFeSi) (iv) Temperatura eutéctica máxima de la curva de enfriamiento registrada en la taza con FeSi ( TFeSl (max ) ) ; (v) la temperatura eutéctica máxima de la curva de enfriamiento registrada en la taza limpia (Tno (max) ) ; (vi) la temperatura eutéctica máxima de la curva de enfriamiento registrada en la taza con telurio ( Te (max) ) ; (vii) la temperatura del mínimo local de la curva de enfriamiento registrada en la taza con telurio (Te(mín) ) ; (viii) la temperatura del mínimo local de la curva de enfriamiento registrada en una taza limpia (Tno (min) ) ; (ix) la temperatura del mínimo local de la curva de enfriamiento registrada en la taza FeSi (TFeS? (min) ) ; (x) la pendiente de recalescencia de la curva de taza limpia (Tno (pendiente) ) ; (xi) la pendiente de recalescencia de la curva de la taza con telurio (T,. (pendiente) ) ; (xii) la pendiente de recalescencia de la curva de taza con FeSi (TFes? (pendiente) ) ; el dispositivo de computadora es programada para calcular un valor de cantidad precisa (Va) de un agente modificador de estructura y/o un valor de cantidad precisa (Vb)de un agente inoculador para ser adicionado a la masa fundida en respuesta a ?Tno, ?Te, ?tFeSi, Tres?(p?ax), Tno(max), Te(max), Te(min) , Tno(min) , TFeil(min) , Tno (pendiente) , Te (pendiente) , Tfesi (pendiente ) .

10. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9 para llevar a cabo el proceso de la reivindicación 6, el aparato además comprende : un dispositivo de muestreo para tomar una muestra de el hierro colado fundido de una masa fundida de hierro colado de la cual un colado que comprende CGI se debe producir y entregar dicha muestra en una taza con telurio, una taza con FeSi y una taza limpia; medios para administrar una cantidad correcta de agente modificador de estructura y/o agente inoculador en respuesta a los valores de cantidad (Va, Vb ) señalados del dispositivo de computado r a ; la computadora estando además es programada para mandar una señal que corresponde a dichos valores de cantidad -a dichos medios, en donde la cantidad correcta de agente modificador de estructura y/o agente inoculador se adiciona a la masa fundida.