Tekniska metoder för mätning och kontroll i gjuteri

Att förbättra effektiviteten och kvaliteten på gjutprocesskontroll är relaterad till att lösa problemen med mätning och kontroll av olika tekniska parametrar som påverkar processförloppet eller är de viktigaste kvalitetsindikatorerna. Sådana parametrar i ett gjuteri inkluderar:

• nivå för laddning av laddade material i smältverk, såväl som i magasin för avdelningar för beredning av blandning och blandning;

• nivå av flytande metall i gjutformar;

• massa, förbrukning, densitet, koncentration och kemisk sammansättning av olika material;

• fukt, temperatur, flytbarhet eller formbarhet hos blandningar;

• kemisk sammansättning och temperatur på smältor etc.

Styrningen av dessa parametrar är svår, eftersom utöver de vanliga kraven på noggrannhet, hastighet, känslighet, stabilitet av egenskaper som åläggs alla sensorer, för sensorer installerade i gjuterier, krävs ytterligare krav på styrka, motståndskraft mot aggressiva material, höga temperaturer , damm, vibrationer etc.

Kontrollen av de viktigaste tekniska parametrarna i gjutprocesser är inte helt löst, och vidareutveckling av nya metoder och metoder för mätning och kontroll är nödvändig, med hjälp av resultaten från statistiska studier, beräkning av parametrar med indirekta indikatorer med hjälp av kontroller, modern datorteknik, etc.

Nivåsensorer

Nivåsensorer för gjuteri De används ofta i styrsystem för att förbereda och ladda en laddning i smältenheter, förbereda en blandning och hälla smältor i formar.

Huvudkravet för nivåsensorer är hög driftsäkerhet, eftersom felaktig drift eller fel leder till en nödsituation i den tekniska processen: spill eller tömning av behållare, smältenheter, spill eller underfyllning av metaller i formen, etc.

I styrsystem för förberedelse av laddning och laddning av smältenheter i ett gjuteri, använd ramstång, vinsch, spak, kontakt, termostatiska, fotoelektriska och andra nivågivare.

Nivåsensor laddningen är strukturellt gjord i form av en stålstång som rör sig i tornets kontrollerade hålighet. Kolven är ledad med en vippa, som drivs av en elektromagnet och återgår till sitt ursprungliga läge av en fjäder.

När spänning från motorn appliceras på den elektriska kretsen roterar en kam, som periodiskt stänger kontakten som finns i den mellanliggande reläkretsen. Reläet, när det aktiveras, slår på en elektromagnet som för rengöringsstaven in i det kontrollerade området av kupolen.

Om det inte finns någon laddning i det kontrollerade utrymmet stänger kolven, när den rör sig, en kontakt i signalreläkretsen, som avger en kommandopuls för att ladda laddningen i kupolen.

Vinschnivågivare är ett roterande block med en flexibel kabel, i vars ena ände en last är upphängd. Enheten är monterad i en speciell ihålig böj ovanför kupolens fyllningsfönster. För att skydda knäet från exponering för höga temperaturer blåses det kontinuerligt med tryckluft.

Funktionen av sensorn och lastningssystemet blockeras på ett sådant sätt att avlastningen av huvudet börjar när lasten lyfts, och sänkningen av lasten börjar först efter avlastningen av nästa huvud.

Spaknivåsensor består av en spak monterad i kupolens gjutjärnstegel och en stång med en fjäder i vars ände startkontakterna är monterade. När kupolen är fulladdad går spaken in i tegelstenens hålighet och kontakterna öppnas. När laddningen sjunker under spaken, kläms den senare av fjädern, kontakterna sluter och ger en laddningssignal till nästa öra.

De beskrivna sensorerna har en enkel design och kan tillverkas i vilket gjuteri som helst. Närvaron av rörliga delar minskar emellertid deras tillförlitlighet under förhållanden med ökad temperatur, gasföroreningar och dammighet. Mer pålitliga sensorer baserade på användningen av fysiska egenskaper hos laddade material och avfallsgaser, de inkluderar elektrokontakt, termostatisk, fotoelektrisk, radioaktiv, mätare, etc.

Laddningsnivågivare med elektrisk kontakt den har en enkel design och kretsdesign, vilket har lett till dess breda användning i laddningssystem.

Sensorn består av fyra kontakter, isolerade med asbestpackning, monterade i gjutjärnstegel i toppen av kupolmurverket. Nivån på arrangemanget för kontakterna sammanfaller med den specificerade nivån för hantering av laddningsmaterialen.

De yttre ändarna av kontakterna är kopplade i par och ingår i signalreläkretsen. Om laddningsnivån ligger inom de angivna gränserna stänger kontakterna över laddningen signalreläspolens krets. När nivån faller under det inställda värdet stängs reläet av och ger en signal om att ladda batchen.

Ur termostatgivare Väduren avgiften baseras på användningen av badrumstermostaten. Vid laddning eller när laddningsnivån sjunker under smältprocessen under ett förutbestämt värde, är kupolgaserna obehindrade, i själva verket stiger de upp utan att komma in i termostaten. När laddningen kommer att nå en viss kontrollnivå skapar laddningsskiktet ett motstånd mot den fria passagen av heta gaser upp och en del gas kommer in i termostatkanalen, vilket genererar en signal för att stoppa uttaget.

Radioaktiv nivåsensor baserat på absorption av laddning radioaktiv strålning. Eftersom laddningsmaterialens absorptionskapacitet är tiotals gånger högre än luftens absorptionskapacitet, ökar strålningsintensiteten hos räknarna när laddningen faller under kontrollnivån och den elektroniska enheten avger en styrsignal till lastsystemet. Radioaktiv kobolt används som strålningskälla.

Nivåsensorer för bulk och flytande material i trattar

De används i stor utsträckning för att kontrollera nivån på fyllnings- och formningsmaterial i trattar elektroder och kapacitiva signalanordningar... Grunden för arbetet med sådana signalanordningar är beroendet av det elektriska motståndet (elektrisk kapacitet) mellan elektroderna på mediets egenskaper.

Konduktometrisk signalanordning ger tillförlitlig kontroll av nivån av bulkmaterial i trattar med ett motstånd i signalkretsen som inte är mer än 25 mOhm. Tvåelektrodssignalanordningar med två utgångsreläer används för tvålägesstyrning och nivåsignalering.

I gjuteriernas blandningsavdelningar, tillsammans med elektroniska signalanordningar, använder de radioaktiva såväl som mekaniska nivåsensorer.

Bland mekaniska sensorer är membransensorer de vanligaste på grund av deras enkla design och lätta underhåll.

Membransensorn består av ett elastiskt element med spännram och mikrobrytare. Installera den i väggbottlåset. När nivån på det kontrollerade materialet är högre än signalanordningens klämram, överförs trycket från materialet till det elastiska elementet (membranet), som, som deformeras, trycker på stången på den stängande mikrobrytaren ° Csignalkretsen.

Sensorer för förekomst av material på transportörer

Sensorer för närvaron av material på transportörer av flödestransportsystem, såväl som på band, förkläden, vibrerande matare gör det möjligt att säkerställa kontroll och kontinuerlig drift av systemen för att styra doserings- och blandningsprocesserna.

I smältare blandningssystem de använder elektromekanisk sensor för närvaron av en laddning på mataren, som är en metallkam monterad ovanför mataren, vars plattor är fixerade i gångjärn och avviker beroende på tjockleken på materialet på mataren.

Andra konstruktioner av elektromekaniska sensorer är kända, men deras användning är begränsad på grund av den korta livslängden och behovet av att välja storlek och material på sonden i varje specifikt fall.

Elektriska kontaktsensorer (signalanordningar) skiljer sig från elektromekaniska i ökad tillförlitlighet och utbytbarhet.

Bland beröringsfria sensorer upptar de en speciell plats kapacitiva sensorer för närvaron av material på transportören, kännetecknad av en enkel design av det känsliga elementet och hög tillförlitlighet.

Det känsliga elementet i den kapacitiva sensorn består av två platta isolerade metallplattor monterade i plan under transportbandet. Som en mätkrets används som regel en autogenerator, i vars återkopplingskrets ett känsligt element är anslutet.

När material dyker upp på transportbandet ändras kapacitansen hos det känsliga elementet, vilket gör att oscillatorns svängningar bryter och aktiverar signalreläet.

Styrsensorer för formfyllning

Styrsystemet för processen att hälla flytande metall i gjutformar Den har en disk med stort värde och formfyllning.

Elektromagnetisk sensor är en elektromagnet med dess reläspole som ingår i kretsen. Placera den på formuläret Åh... När du fyller formen stiger metallen och fyller spåret stängt längs konturen.

När växelström flyter genom spolen på en elektromagnet i en sluten slinga av flytande metall, induceras en EMF och ett magnetfält uppträder som interagerar med elektromagnetens fält. Detta ändrar spolens induktiva resistans och utgångsreläet ger en signal för att slutföra formen och sluta gjuta.

Fotometrisk sensor inkluderar ett infrarött filter installerat ovanför blankettens utgång, en mottagare och en förstärkare med ett signalrelä.

När du fyller formen av flytande metall, träffar ljusstrålarna från ljusfiltret och sedan till mottagaren. Mottagarens utsignal förstärks av förstärkaren och matas till signalreläets spole, som avger lämpligt kommando till laddningssystemet. Sensorerna är effektiva när de används för att styra fyllningen av sand-lerformar med hög metallhalt.

Fuktsensorer

Vaga sensorer används för att blanda processkontrollsystem för att erhålla form- och kärnsand med vissa tekniska egenskaper.

Konduktometriska data moderfuktighet tillverkad i form av en metallsond installerad i löparna eller i behållaren. Att använda sensorn tillsammans med temperaturkorrigeringsanordningar möjliggör stabilisering av blandningsegenskaperna.

Kapacitiv fuktighetssensoroch är en kondensator vars elektroder är rullarna på löparna och en metallring, isolerad från skenornas kropp, monterad i ett spår längs med den inre rotationsdiametern för deras rullar.

För kontinuerlig automatisk styrning av fukthalt i rörligt material är kapacitiva flödessensorer av intresse, som gör det möjligt att tillhandahålla beröringsfri mätning av fukthalt i rörligt material.

Det bör noteras att de befintliga elektriska styrmetoderna (konduktometriska, kapacitiva, induktiva, etc.) endast kan användas i de fall där faktorer som sammansättningen av blandningens kornstorlek, innehållet av bindemedel och tillsatser, enhetligheten av deras fördelning, packningsgrad och temperatur förblir konstanta.

Att uppnå beständigheten hos dessa parametrar i avsaknad av system för beredning och stabilisering av utgångsmaterialens egenskaper tillåter metoder för kvalitetskontroll av formsanden under dess beredning enligt de viktigaste tekniska egenskaperna: formning, komprimering, fluiditet, fluiditet, etc.

Temperatursensorer

För att kontrollera temperaturen på de flytande metallerna använder man i stor utsträckning kontakt- och icke-kontaktmetoder. Applikationsbaserade mätningar nedsänkningstermoelement och pyrometrar av olika utföranden.

Nedsänkbara termoelementdesignad för långvarig användning, innehåller termoelementNS skyddande beläggning och vattenkylda beslag. Termoelektroder är vanligtvis gjorda av platinatråd.

Det autodrivna termoelementet ger god reproducerbarhet av avläsningar med upprepad, intermittent användning utan att byta termisk koppling och skyddskåpa. I de flesta fall används dessa termoelement för att kontrollera temperaturen på det smälta stålbadet i elektriska ugnar.

Det är svårt att mäta temperaturen på vätskesmältorna med kontaktmetoder (immersionstermoelement) på grund av otillräckligt motstånd hos skyddsspetsarna, förändringar i termoelementets kalibreringsegenskaper och andra skäl. Kort sagt kan inte heller periodiska mätningar av bältet ge en korrekt uppfattning om temperaturtillståndet för hela massan av flytande järn.

Det är därför de är utbredda i gjuteriet beröringsfria temperaturkontrollmetoder, vilket gör det möjligt att utföra långsiktiga kontinuerliga mätningar och använda deras resultat i styrsystem.

Industriell introduktion av icke-kontaktmetoder gör att du kan utesluta påverkan på mätresultaten av slagg och andra filmer på ytan av gjutjärn, såväl som parametrarna för mellanmediet (dammighet, gasinnehåll, etc.). Används för beröringsfri temperaturmätning pyrometrardenna vy av strömmen eller metallytan beror på platsen för smältaren eller skänken.

Sensorer för kemisk sammansättning

V gjuteri de mest utbredda är de kemiska och fysikalisk-kemiska metoderna för att kontrollera den kemiska sammansättningen av legeringar.

För att minska varaktigheten av förberedande operationer och analyser utvecklas organisatoriska och tekniska åtgärder för att påskynda analysprocessen.

I detta ljus blir frågor om mekanisering och automatisering av provberedningen, deras transport till laboratoriet, samt skapandet av enheter för att registrera och överföra analytiska data till ledningssystem särskilt viktiga.

Tillsammans med kemiska och fysikalisk-kemiska metoder har på senare år fysikaliska metoder använts för uttrycklig analys: termografiska, spektrala, magnetiska, etc.