Mezzi tecnici di misura e controllo in fonderia

Migliorare l'efficienza e la qualità del controllo del processo di fusione è correlato alla risoluzione dei problemi di misurazione e controllo di vari parametri tecnologici che influenzano il corso dei processi o sono i principali indicatori di qualità. Tali parametri in una fonderia includono:

• livello di carico dei materiali caricati negli impianti di fusione, nonché nelle tramogge dei reparti per la preparazione della miscela e della miscela;

• livello di metallo liquido negli stampi di colata;

• massa, consumo, densità, concentrazione e composizione chimica dei vari materiali;

• umidità, temperatura, fluidità o formabilità delle miscele;

• composizione chimica e temperatura dei fusi, ecc.

Il controllo di questi parametri è difficile, perché oltre ai consueti requisiti di accuratezza, velocità, sensibilità, stabilità delle caratteristiche imposte a tutti i sensori, per i sensori installati nelle fonderie sono richiesti ulteriori requisiti di robustezza, resistenza ai materiali aggressivi, alte temperature , polvere, vibrazioni, ecc.

Il controllo dei parametri tecnologici più importanti nei processi di fusione non è completamente risolto ed è necessario un ulteriore sviluppo di nuovi metodi e mezzi di misurazione e controllo, utilizzando i risultati di studi statistici, il calcolo dei parametri mediante indicatori indiretti utilizzando controllori, moderne tecnologie informatiche, ecc.

Sensori di livello

Sensori di livello del materiale da fonderia Sono ampiamente utilizzati nei sistemi di controllo per la preparazione e il caricamento di una carica nelle unità di fusione, la preparazione di una miscela e il versamento del fuso negli stampi.

Il requisito principale per i sensori di livello è l'elevata affidabilità operativa, poiché un funzionamento errato o un guasto porta a una situazione di emergenza nel processo tecnologico: trabocco o svuotamento di contenitori, unità di fusione, traboccamento o riempimento insufficiente di metalli nello stampo, ecc.

Nei sistemi di controllo per la preparazione del caricamento e il caricamento delle unità di fusione in una fonderia, utilizzare sensori di livello a bacchetta, argano, leva, contatto, termostatici, fotoelettrici e di altro tipo.

Sensore di livello la carica è strutturalmente realizzata sotto forma di una bacchetta d'acciaio che si muove nella cavità controllata della torretta. Il pistone è articolato con un bilanciere, che è azionato da un elettromagnete e ritorna nella sua posizione originale da una molla.

Quando la tensione dal motore viene applicata al circuito elettrico, una camma ruota, che chiude periodicamente il contatto situato nel circuito del relè intermedio. Il relè, quando azionato, accende un elettromagnete che porta l'asta di pulizia nella zona controllata della cupola.

Se non c'è carica nello spazio controllato, il pistone, mentre si muove, chiude un contatto nel circuito del relè di segnale, che emette un impulso di comando per caricare la carica nella cupola.

Sensore di livello del verricello è un blocco rotante con un cavo flessibile, ad un'estremità del quale è sospeso un carico. Il dispositivo è montato in una speciale curva cava sopra la finestra di riempimento della cupola. Per proteggere il ginocchio dall'esposizione alle alte temperature, viene continuamente soffiato con aria compressa.

Il funzionamento del sensore e del sistema di caricamento è bloccato in modo tale che lo scarico della testa inizia quando il carico viene sollevato, e l'abbassamento del carico inizia solo dopo lo scarico della testa successiva.

Sensore di livello a leva è costituito da una leva montata nel mattone di ghisa della cupola e da un'asta con molla all'estremità della quale sono montati i contatti di avviamento. Quando la cupola è completamente carica, la leva entra nella cavità del mattone e i contatti si aprono. Quando la carica scende sotto la leva, quest'ultima viene schiacciata dalla molla, i contatti si chiudono e danno un segnale di carica all'orecchio successivo.

I sensori descritti hanno un design semplice e possono essere prodotti in qualsiasi fonderia. Tuttavia, la presenza di parti in movimento ne riduce l'affidabilità in condizioni di aumento della temperatura, inquinamento da gas e polverosità. Sensori più affidabili basati sull'uso delle proprietà fisiche dei materiali caricati e dei gas di scarico, includono elettrocontatto, termostatico, fotoelettrico, radioattivo, calibri, ecc.

Sensore livello di carica con contatto elettrico ha un design semplice e un design del circuito, che ha portato al suo ampio utilizzo nei sistemi di ricarica.

Il sensore è costituito da quattro contatti, isolati con guarnizione di amianto, montati in mattoni di ghisa nella parte superiore della muratura della cupola. Il livello di disposizione dei contatti coincide con il livello specificato di gestione dei materiali di ricarica.

Le estremità esterne dei contatti sono collegate a coppie e sono incluse nel circuito del relè di segnale. Se il livello di carica rientra nei limiti specificati, i contatti attraverso la carica chiudono il circuito della bobina del relè di segnale. Quando il livello scende al di sotto del valore impostato, il relè si spegne e dà un segnale per caricare il batch.

Sensore termostatico Ur Ariete la tariffa si basa sull'utilizzo del termostato del bagno. Durante la carica o quando il livello di carica scende durante il processo di fusione al di sotto di un valore prestabilito, i gas della cupola non sono ostacolati, infatti, risalgono senza entrare nel termostato. Quando la carica raggiunge un certo livello di controllo, lo strato di carica crea una resistenza al libero passaggio dei gas caldi verso l'alto e del gas entra nel canale del termostato, che genera un segnale per arrestare il prelievo.

Sensore di livello radioattivo basato sull'assorbimento della radiazione radioattiva carica. Poiché la capacità di assorbimento dei materiali di carica è decine di volte superiore alla capacità di assorbimento dell'aria, quando la carica scende al di sotto del livello di controllo, l'intensità della radiazione dei contatori aumenta e il dispositivo elettronico invia un segnale di controllo al sistema di carico. Il cobalto radioattivo è usato come fonte di radiazioni.

Sensori di livello per materiali sfusi e liquidi in tramogge

Sono ampiamente utilizzati per controllare il livello dei materiali di riempimento e di stampaggio nelle tramogge elettrodi e dispositivi di segnalazione capacitivi... La base del lavoro di tali dispositivi di segnalazione è la dipendenza della resistenza elettrica (capacità elettrica) tra gli elettrodi dalle proprietà del mezzo.

Dispositivo di segnalazione conduttometrico fornisce un controllo affidabile del livello dei materiali sfusi nelle tramogge con una resistenza del circuito del segnale non superiore a 25 mOhm. I dispositivi di segnalazione a due elettrodi con due relè di uscita vengono utilizzati per il controllo a due posizioni e la segnalazione di livello.

Nei reparti di miscelazione delle fonderie, insieme ai dispositivi di segnalazione elettronica, utilizzano sensori di livello radioattivi e meccanici.

Tra i sensori meccanici, i sensori a diaframma sono i più comuni per la loro semplicità di progettazione e facilità di manutenzione.

Il sensore a membrana è costituito da un elemento elastico con telaio di bloccaggio e microinterruttori. Installalo nel blocco del muro. Quando il livello del materiale controllato è superiore al telaio di serraggio del dispositivo di segnalazione, la pressione del materiale viene trasferita all'elemento elastico (membrana) che, deformandosi, preme sull'asta del microinterruttore di chiusura ° Ccircuito di segnalazione.

Sensori per la presenza di materiali sui nastri trasportatori

I sensori per la presenza di materiali su nastri trasportatori di sistemi di trasporto a flusso, nonché su nastri, grembiuli, alimentatori vibranti consentono di garantire il controllo e il funzionamento continuo dei sistemi per il controllo dei processi di dosaggio e miscelazione.

Nei sistemi di miscelazione dell'unità di fusione che utilizzano sensore elettromeccanico per la presenza di una carica sull'alimentatore, che è un pettine metallico montato sopra l'alimentatore, le cui piastre sono fissate in cerniere e deviano a seconda dello spessore del materiale sull'alimentatore.

Sono noti altri modelli di sensori elettromeccanici, ma il loro uso è limitato a causa della breve durata e della necessità di selezionare la dimensione e il materiale della sonda in ciascun caso specifico.

Sensori di contatto elettrici (dispositivi di segnalazione) differiscono da quelli elettromeccanici per una maggiore affidabilità e intercambiabilità.

Tra i sensori senza contatto, occupano un posto speciale sensori capacitivi per la presenza di materiale sul trasportatore, caratterizzato da un design semplice dell'elemento sensibile e da un'elevata affidabilità.

L'elemento sensibile del sensore capacitivo è costituito da due piastre metalliche piane isolate montate a filo sotto il nastro trasportatore. Come circuito di misura, di norma viene utilizzato un autogeneratore, nel cui circuito di retroazione è collegato un elemento sensibile.

Quando il materiale appare sul nastro trasportatore, la capacità dell'elemento sensibile cambia, provocando l'interruzione delle oscillazioni dell'oscillatore e l'attivazione del relè di segnale.

Sensori di controllo del riempimento dello stampo

Il sistema di controllo per il processo di colata di metallo liquido negli stampi per fonderia Ha un contatore con un grande valore e riempimento di forme.

Sensore elettromagnetico è un elettromagnete con la sua bobina di relè inclusa nel circuito. Posizionalo sulla forma Oh... Quando si riempie lo stampo, il metallo si solleva e riempie la scanalatura chiusa lungo il contorno.

Quando la corrente alternata scorre attraverso la bobina di un elettromagnete in un circuito chiuso di metallo liquido, viene indotto un campo elettromagnetico e appare un campo magnetico che interagisce con il campo dell'elettromagnete. Questo cambia la resistenza induttiva della bobina e il relè di uscita dà un segnale per completare lo stampo e fermare la colata.

Sensore fotometrico include un filtro a infrarossi installato sopra l'uscita del modulo, un ricevitore e un amplificatore con un relè di segnale.

Quando si riempie la forma di metallo liquido, colpisce i raggi luminosi del filtro luminoso e poi al ricevitore. Il segnale di uscita del ricevitore viene amplificato dall'amplificatore e inviato alla bobina del relè di segnale, che invia l'apposito comando al sistema di ricarica. I sensori sono efficaci quando vengono utilizzati per controllare il riempimento di stampi di sabbia-argilla con un alto contenuto di metallo.

Sensori di umidità

I sensori vaghi vengono utilizzati nei sistemi di controllo del processo di miscelazione per ottenere sabbie per formatura e anime con determinate proprietà tecnologiche.

Dati conduttometrici umidità materna realizzato sotto forma di una sonda metallica installata nelle guide o nella tramoggia. L'utilizzo del sensore insieme ai dispositivi di correzione della temperatura permette di stabilizzare le proprietà della miscela.

Sensore di umidità capacitivoE è un condensatore i cui elettrodi sono i rulli delle rotelle e un anello metallico, isolato dal corpo delle rotelle, montato in una scanalatura inferiore delle rotelle lungo il diametro interno di rotazione delle loro rotelle.

Per il controllo automatico continuo del contenuto di umidità nei materiali in movimento, sono interessanti i sensori di flusso capacitivi, che consentono di fornire misurazioni senza contatto del contenuto di umidità nei materiali in movimento.

Va notato che i metodi di controllo elettrico esistenti (conduttometrico, capacitivo, induttivo, ecc.) possono essere utilizzati solo nei casi in cui fattori quali la composizione della granulometria della miscela, il contenuto del legante e degli additivi, l'uniformità della loro distribuzione, il grado di compattazione e la temperatura rimangono costanti.

Raggiungere la costanza di questi parametri in assenza di sistemi per la preparazione e la stabilizzazione delle proprietà dei materiali di partenza consente metodi di controllo della qualità della terra di formatura durante la sua preparazione secondo le principali proprietà tecnologiche: stampaggio, compattazione, fluidità, fluidità, eccetera.

Sensori di temperatura

Per controllare la temperatura dei mmetalli liquidi si utilizzano ampiamente metodi di contatto e senza contatto. Misurazioni basate sull'applicazione termocoppia ad immersione E pirometri di diversi modelli.

Termocoppie sommergibiliprogettati per un uso a lungo termine, contengono rivestimento protettivo per termocoppie e raccordi raffreddati ad acqua. I termoelettrodi sono generalmente realizzati in filo di platino.

La termocoppia ad azionamento automatico offre una buona riproducibilità delle letture con uso ripetuto e intermittente senza cambiare la giunzione termica e il cappuccio protettivo. Nella maggior parte dei casi, queste termocoppie vengono utilizzate per controllare la temperatura del bagno di acciaio fuso nei forni elettrici.

La misurazione della temperatura del liquido fuso mediante metodi di contatto (termocoppie ad immersione) è difficile a causa dell'insufficiente resistenza delle punte protettive, dei cambiamenti nelle caratteristiche di calibrazione della termocoppia e per altri motivi. Inoltre, in breve, le misurazioni periodiche della cintura non possono dare un'idea corretta dello stato di temperatura dell'intera massa di ferro liquido.

Ecco perché sono molto diffusi in fonderia metodi di controllo della temperatura senza contatto, che consente di effettuare misurazioni continue a lungo termine e di utilizzarne i risultati nei sistemi di controllo.

L'introduzione industriale di metodi senza contatto consente di escludere l'influenza sui risultati della misurazione di scorie e altri film sulla superficie della ghisa, nonché sui parametri del mezzo intermedio (polverosità, contenuto di gas, ecc.). Utilizzare per la misurazione della temperatura senza contatto pirometriquesta vista del flusso o della superficie metallica dipende dalla posizione dell'unità di fusione o della siviera.

Sensori per la composizione chimica

V fonderia i più diffusi sono i metodi chimici e fisico-chimici per il controllo della composizione chimica delle leghe.

Al fine di ridurre la durata delle operazioni preparatorie e delle analisi, vengono sviluppate misure organizzative e tecniche per accelerare il processo di analisi.

In quest'ottica assumono particolare importanza le questioni relative alla meccanizzazione e all'automazione della preparazione dei campioni, al loro trasporto al laboratorio, nonché alla realizzazione di dispositivi per la registrazione e la trasmissione dei dati analitici ai sistemi gestionali.

Insieme ai metodi chimici e fisico-chimici, negli ultimi anni vengono utilizzati metodi fisici per l'analisi rapida: termografica, spettrale, magnetica, ecc.