Technické prostriedky merania a regulácie v zlievarstve

Zvyšovanie efektívnosti a kvality riadenia procesu odlievania súvisí s riešením problémov merania a riadenia rôznych technologických parametrov, ktoré ovplyvňujú priebeh procesov alebo sú hlavnými ukazovateľmi kvality. Medzi takéto parametre v zlievarni patria:

• úroveň navážania nabitých materiálov v taviarňach, ako aj v násypkách oddelení na prípravu zmesi a zmesi;

• hladina tekutého kovu v odlievacích formách;

• hmotnosť, spotreba, hustota, koncentrácia a chemické zloženie rôznych materiálov;

• vlhkosť, teplota, tekutosť alebo tvárnosť zmesí;

• chemické zloženie a teplota tavenín a pod.

Kontrola týchto parametrov je náročná, pretože okrem bežných požiadaviek na presnosť, rýchlosť, citlivosť, stabilitu charakteristík kladených na všetky snímače, sú pre snímače inštalované v zlievárňach potrebné ďalšie požiadavky na pevnosť, odolnosť voči agresívnym materiálom, vysokým teplotám. , prach, vibrácie atď.

Kontrola najdôležitejších technologických parametrov v procesoch odlievania nie je úplne vyriešená a je potrebný ďalší vývoj nových metód a prostriedkov merania a kontroly s využitím výsledkov štatistických štúdií, výpočtov parametrov nepriamymi ukazovateľmi s využitím ovládače, moderné počítačové technológie a pod.

Hladinové senzory

Snímače hladiny zlievarenského materiálu Široko sa používajú v riadiacich systémoch na prípravu a nabíjanie vsádzky v taviacich jednotkách, prípravu zmesi a liatie taveniny do foriem.

Hlavnou požiadavkou na snímače hladiny je vysoká prevádzková spoľahlivosť, pretože nesprávna prevádzka alebo porucha vedie k havarijnej situácii v technologickom procese: pretečenie alebo vyprázdnenie nádob, taviacich jednotiek, pretečenie alebo nedoplnenie kovov vo forme atď.

V riadiacich systémoch na prípravu nabíjania a nabíjania taviacich jednotiek v zlievarni použite nabijakové, navijakové, pákové, kontaktné, termostatické, fotoelektrické a iné snímače hladiny.

Snímač hladiny náboj je konštrukčne vyrobený vo forme oceľového nabijača pohybujúceho sa v riadenej dutine veže. Piest je kĺbovo spojený s vahadlom, ktoré je poháňané elektromagnetom a do pôvodnej polohy sa vracia pružinou.

Keď je napätie z motora privedené do elektrického obvodu, otáča sa vačka, ktorá periodicky uzatvára kontakt umiestnený v obvode medziľahlého relé. Relé, keď je aktivované, zapne elektromagnet, ktorý privedie čistiacu tyč do ovládanej oblasti kupoly.

Ak v kontrolovanom priestore nie je náboj, piest pri svojom pohybe uzavrie kontakt v obvode signálneho relé, ktorý vydá príkazový impulz na nabitie náboja v kupole.

Snímač hladiny navijaka je otočný blok s ohybným káblom, na ktorého jednom konci je zavesené bremeno. Zariadenie je namontované v špeciálnom dutom ohybe nad plniacim oknom kupoly. Na ochranu kolena pred vystavením vysokým teplotám je nepretržite ofukované stlačeným vzduchom.

Činnosť snímača a nakladacieho systému je zablokovaná tak, že vykladanie hlavy začína pri zdvihnutí bremena a spúšťanie bremena začína až po vyložení ďalšej hlavy.

Pákový snímač hladiny pozostáva z páky namontovanej v liatinovej tehle kupoly a tyče s pružinou, na konci ktorej sú namontované štartovacie kontakty. Keď je kupola úplne naložená, páka vstúpi do dutiny tehly a kontakty sa otvoria. Keď náboj klesne pod páku, pružina ju stlačí, kontakty sa zatvoria a vydajú nabíjací signál do ďalšieho ucha.

Popísané snímače majú jednoduchú konštrukciu a dajú sa vyrobiť v každej zlievarni. Prítomnosť pohyblivých častí však znižuje ich spoľahlivosť v podmienkach zvýšenej teploty, znečistenia plynom a prašnosti. Spoľahlivejšie senzory založené na využití fyzikálnych vlastností nabitých materiálov a odpadových plynov, zahŕňajú elektrokontaktné, termostatické, fotoelektrické, rádioaktívne, meradlá atď.

Snímač úrovne nabitia s elektrickým kontaktom má jednoduchý dizajn a dizajn obvodov, čo viedlo k jeho širokému použitiu v nabíjacích systémoch.

Snímač sa skladá zo štyroch kontaktov, izolovaných azbestovým tesnením, upevnených v liatinových tehlách na vrchu kupolového muriva. Úroveň usporiadania kontaktov sa zhoduje so špecifikovanou úrovňou riadenia nabíjacích materiálov.

Vonkajšie konce kontaktov sú spojené v pároch a sú zahrnuté v obvode signálneho relé. Ak je úroveň nabitia v rámci špecifikovaných limitov, kontakty naprieč nabitím uzavrú obvod cievky signálneho relé. Keď hladina klesne pod nastavenú hodnotu, relé sa vypne a vydá signál na nabitie dávky.

Ur termostatický senzor Aries poplatok je založený na použití kúpeľňového termostatu. Pri nabíjaní alebo keď úroveň nabitia klesne počas procesu tavenia pod vopred stanovenú hodnotu, kupolové plyny sú bez prekážok, v skutočnosti stúpajú bez vstupu do termostatu. Keď náplň dosiahne určitú kontrolnú úroveň, vrstva náplne vytvorí odpor proti voľnému prechodu horúcich plynov nahor a časť plynu sa dostane do kanála termostatu, ktorý generuje signál na zastavenie odberu.

Rádioaktívny snímač hladiny založené na absorpcii náboja rádioaktívneho žiarenia. Keďže absorpčná kapacita nabíjacích materiálov je desiatky krát vyššia ako absorpčná kapacita vzduchu, potom pri poklese náboja pod kontrolnú úroveň sa intenzita žiarenia počítadiel zvýši a elektronické zariadenie vydá riadiaci signál do záťažového systému. Ako zdroj žiarenia sa používa rádioaktívny kobalt.

Snímače hladiny pre sypké a tekuté materiály v násypkách

Široko sa používajú na kontrolu hladiny plniacich a formovacích materiálov v násypkách elektródové a kapacitné signalizačné zariadenia... Základom práce takýchto signalizačných zariadení je závislosť elektrického odporu (elektrickej kapacity) medzi elektródami od vlastností média.

Konduktometrické signalizačné zariadenie poskytuje spoľahlivú kontrolu hladiny sypkých materiálov v násypkách s odporom signálneho obvodu nie väčším ako 25 mOhm. Na dvojpolohovú reguláciu a signalizáciu hladiny slúžia dvojelektródové signalizátory s dvomi výstupnými relé.

V miešacích oddeleniach zlievarní spolu s elektronickými signalizačnými zariadeniami používajú rádioaktívne, ako aj mechanické snímače hladiny.

Spomedzi mechanických snímačov sú membránové snímače najbežnejšie kvôli ich jednoduchosti konštrukcie a jednoduchosti údržby.

Membránový snímač pozostáva z elastického prvku s upínacím rámom a mikrospínačmi. Nainštalujte ho do nástenného botlocku. Keď je hladina riadeného materiálu vyššie ako upínací rám signalizátora, tlak z materiálu sa prenáša na pružný prvok (membránu), ktorý pri deformácii stláča tyč uzatváracieho mikrospínača ° Csignal.

Senzory na prítomnosť materiálov na dopravníkoch

Snímače prítomnosti materiálov na dopravníkoch prietokovo-dopravných systémov, ako aj na pásoch, zásterách, vibračných podávačoch umožňujú zabezpečiť kontrolu a nepretržitú prevádzku systémov na riadenie procesov dávkovania a miešania.

V taviacich systémoch miešania, ktoré používajú elektromechanický snímač prítomnosti náboja na podávači, čo je kovový hrebeň namontovaný nad podávačom, ktorého dosky sú upevnené v pántoch a vychyľujú sa v závislosti od hrúbky materiálu na podávači.

Iné konštrukcie elektromechanických snímačov sú známe, ale ich použitie je obmedzené z dôvodu krátkej životnosti a potreby výberu veľkosti a materiálu sondy v každom konkrétnom prípade.

Elektrické kontaktné snímače (signalizačné zariadenia) sa líšia od elektromechanických zvýšenou spoľahlivosťou a zameniteľnosťou.

Medzi bezkontaktnými snímačmi zaujímajú osobitné miesto kapacitné snímače prítomnosti materiálu na dopravníku, vyznačujúci sa jednoduchým dizajnom citlivého prvku a vysokou spoľahlivosťou.

Citlivý prvok kapacitného snímača pozostáva z dvoch plochých izolovaných kovových platní namontovaných v jednej rovine pod dopravným pásom. Ako merací obvod sa spravidla používa autogenerátor, v ktorého spätnoväzbovom obvode je zapojený citlivý prvok.

Keď sa materiál objaví na dopravnom páse, zmení sa kapacita citlivého prvku, čo spôsobí prerušenie kmitov oscilátora a aktiváciu signálneho relé.

Senzory kontroly plnenia formy

Riadiaci systém pre proces odlievania tekutého kovu do zlievarenských foriem Má počítadlo s veľkou hodnotou a náplňou formy.

Elektromagnetický snímač je elektromagnet so svojou reléovou cievkou zahrnutý v obvode. Položte ho na formu Oh... Pri plnení formy sa kov zdvihne a vyplní drážku uzavretú pozdĺž obrysu.

Keď striedavý prúd preteká cievkou elektromagnetu v uzavretej slučke tekutého kovu, indukuje sa EMF a objaví sa magnetické pole interagujúce s poľom elektromagnetu. Tým sa zmení indukčný odpor cievky a výstupné relé dá signál na dokončenie formy a zastavenie odlievania.

Fotometrický snímač obsahuje infračervený filter inštalovaný nad výstupom formulára, prijímač a zosilňovač so signálnym relé.

Pri plnení formy tekutého kovu dopadajú lúče svetla na svetelný filter a potom na prijímač. Výstupný signál prijímača je zosilňovačom zosilnený a privedený do cievky signálneho relé, ktoré vydá príslušný príkaz do nabíjacieho systému. Snímače sú účinné pri riadení plnenia pieskovo-hlinených foriem s vysokým obsahom kovov.

Senzory vlhkosti

Vágne senzory sa používajú v riadiacich systémoch miešacieho procesu na získanie formovacích a jadrových pieskov s určitými technologickými vlastnosťami.

Konduktometrické údaje vlhkosť matky vyrobené vo forme kovovej sondy inštalovanej v bežcoch alebo v zásobníku. Použitie snímača spolu s teplotnými korekčnými zariadeniami umožňuje stabilizáciu vlastností zmesi.

Kapacitný snímač vlhkostia je kondenzátor, ktorého elektródami sú valčeky bežcov a kovový krúžok, izolovaný od tela bežcov, namontovaný v drážke spodných bežcov pozdĺž vnútorného priemeru otáčania ich valčekov.

Pre kontinuálnu automatickú kontrolu obsahu vlhkosti v pohybujúcich sa materiáloch sú zaujímavé kapacitné prietokové senzory, ktoré umožňujú bezdotykové meranie vlhkosti v pohybujúcich sa materiáloch.

Je potrebné poznamenať, že existujúce metódy elektrického riadenia (konduktometrické, kapacitné, indukčné atď.) je možné použiť iba v prípadoch, keď faktory ako zloženie zrnitosti zmesi, obsah spojiva a prísad, rovnomernosť ich rozloženie, stupeň zhutnenia a teplota zostávajú konštantné.

Dosiahnutie stálosti týchto parametrov pri absencii systémov na prípravu a stabilizáciu vlastností východiskových materiálov umožňuje metódy kontroly kvality formovacieho piesku pri jeho príprave podľa hlavných technologických vlastností: formovanie, zhutňovanie, tekutosť, tekutosť, atď.

Snímače teploty

Na reguláciu teploty tekutých kovov sa široko používajú kontaktné a bezkontaktné metódy. Merania založené na aplikácii ponorný termočlánok a pyrometre rôznych konštrukcií.

Ponorné termočlánkyurčené na dlhodobé používanie, obsahujú termočlánokNS ochranný náter a vodou chladené armatúry. Termoelektródy sú zvyčajne vyrobené z platinového drôtu.

Automaticky poháňaný termočlánok poskytuje dobrú reprodukovateľnosť nameraných hodnôt pri opakovanom, prerušovanom používaní bez zmeny tepelného spojenia a ochranného krytu. Vo väčšine prípadov sa tieto termočlánky používajú na reguláciu teploty kúpeľa roztavenej ocele v elektrických peciach.

Meranie teploty kvapalných tavenín kontaktnými metódami (ponorné termočlánky) je náročné z dôvodu nedostatočného odporu ochranných hrotov, zmien kalibračných charakteristík termočlánku a iných dôvodov. Periodické merania pásu tiež nemôžu poskytnúť správnu predstavu o teplotnom stave celej hmoty tekutého železa.

Preto sú v zlievarni rozšírené bezkontaktné metódy regulácie teploty, čo umožňuje vykonávať dlhodobé kontinuálne merania a využívať ich výsledky v riadiacich systémoch.

Priemyselné zavedenie bezkontaktných metód umožňuje vylúčiť vplyv na výsledky merania trosky a iných filmov na povrchu liatiny, ako aj na parametre stredného média (prašnosť, obsah plynu atď.). Používa sa na bezkontaktné meranie teploty pyrometretento pohľad na povrch prúdu alebo kovu závisí od umiestnenia taviaceho zariadenia alebo panvy.

Senzory chemického zloženia

V zlievárenstve sú najrozšírenejšie chemické a fyzikálno-chemické metódy kontroly chemického zloženia zliatin.

S cieľom skrátiť trvanie prípravných operácií a analýz sa vyvíjajú organizačné a technické opatrenia na urýchlenie procesu analýzy.

V tomto svetle sú obzvlášť dôležité otázky týkajúce sa mechanizácie a automatizácie prípravy vzoriek, ich dopravy do laboratória, ako aj vytvárania zariadení na zaznamenávanie a prenos analytických údajov do riadiacich systémov.

Spolu s chemickými a fyzikálno-chemickými metódami sa v posledných rokoch na expresnú analýzu používajú fyzikálne metódy: termografické, spektrálne, magnetické atď.