Technické prostředky měření a regulace ve slévárenství

Zvyšování efektivity a kvality řízení procesu odlévání souvisí s řešením problémů měření a řízení různých technologických parametrů, které ovlivňují průběh procesů nebo jsou hlavními ukazateli kvality. Mezi takové parametry ve slévárně patří:

• úroveň vsázky vsázkových materiálů v tavicích zařízeních a také v násypkách oddělení pro přípravu směsi a směsi;

• hladina tekutého kovu v licích formách;

• hmotnost, spotřeba, hustota, koncentrace a chemické složení různých materiálů;

• vlhkost, teplota, tekutost nebo tvarovatelnost směsí;

• chemické složení a teplota tavenin atd.

Kontrola těchto parametrů je obtížná, protože kromě běžných požadavků na přesnost, rychlost, citlivost, stabilitu charakteristik kladených na všechny snímače jsou u snímačů instalovaných ve slévárnách vyžadovány další požadavky na pevnost, odolnost vůči agresivním materiálům, vysokým teplotám. , prach, vibrace atd.

Kontrola nejdůležitějších technologických parametrů v procesech odlévání není plně vyřešena a je nutný další vývoj nových metod a prostředků měření a regulace s využitím výsledků statistických studií, výpočtu parametrů nepřímými ukazateli s využitím ovladačemoderní počítačové technologie atd.

Hladinové senzory

Snímače hladiny slévárenského materiálu Jsou široce používány v řídicích systémech pro přípravu a plnění vsázky v tavicích jednotkách, přípravu směsi a lití taveniny do forem.

Hlavním požadavkem na snímače hladiny je vysoká provozní spolehlivost, protože chybný provoz nebo porucha vede k havarijnímu stavu v technologickém procesu: přetečení nebo vyprázdnění nádob, tavicích agregátů, přetečení nebo nedoplnění kovů ve formě atd.

V řídicích systémech pro přípravu nabíjení a nabíjení tavicích jednotek ve slévárně používejte nabijáky, navijáky, pákové, kontaktní, termostatické, fotoelektrické a další snímače hladiny.

Snímač hladiny náboj je konstrukčně vyroben ve formě ocelového nabijáku pohybujícího se v řízené dutině věže. Píst je kloubově spojen s vahadlem, které je poháněno elektromagnetem a do původní polohy se vrací pružinou.

Při přivedení napětí z motoru do elektrického obvodu se otáčí vačka, která periodicky uzavírá kontakt umístěný v meziobvodu relé. Relé po aktivaci zapne elektromagnet, který přivede čisticí tyč do kontrolované oblasti kopule.

Pokud v řízeném prostoru není náboj, píst při svém pohybu sepne kontakt v obvodu signálního relé, který vydá povelový impuls k nabití náboje v kopuli.

Snímač hladiny navijáku je otočný blok s ohebným kabelem, na jehož jednom konci je zavěšeno břemeno. Zařízení je namontováno ve speciálním dutém ohybu nad plnicím oknem kopule. Aby bylo koleno chráněno před vystavením vysokým teplotám, je nepřetržitě ofukováno stlačeným vzduchem.

Činnost snímače a nakládacího systému je zablokována tak, že vykládání hlavy začíná při zvednutí břemene a spouštění břemene začíná až po vyložení další hlavy.

Pákový snímač hladiny sestává z páky namontované v litinové cihle kopule a tyče s pružinou, na jejímž konci jsou namontovány spouštěcí kontakty. Když je kopule plně zatížena, páka vstoupí do dutiny cihly a kontakty se otevřou. Když náboj klesne pod páku, je pružina stlačena, kontakty se uzavřou a vydají nabíjecí signál do dalšího ucha.

Popisované snímače mají jednoduchou konstrukci a lze je vyrobit v jakékoli slévárně. Přítomnost pohyblivých částí však snižuje jejich spolehlivost v podmínkách zvýšené teploty, znečištění plyny a prašnosti. Mezi spolehlivější senzory založené na využití fyzikálních vlastností nabitých materiálů a odpadních plynů patří elektrokontaktní, termostatické, fotoelektrické, radioaktivní, měřidla atd.

Snímač úrovně nabití s ​​elektrickým kontaktem má jednoduchý design a návrh obvodů, což vedlo k jeho širokému použití v nabíjecích systémech.

Snímač se skládá ze čtyř kontaktů, izolovaných azbestovou ucpávkou, osazených do litinových cihel v horní části kopulovitého zdiva. Úroveň uspořádání kontaktů se shoduje se stanovenou úrovní řízení nabíjecích materiálů.

Vnější konce kontaktů jsou zapojeny do párů a jsou součástí obvodu signálního relé. Pokud je úroveň nabití v rámci specifikovaných limitů, kontakty přes nabití uzavřou obvod cívky signálního relé. Když hladina klesne pod nastavenou hodnotu, relé se vypne a dá signál k nabití dávky.

Ur termostatický senzor Aries poplatek se odvíjí od použití koupelnového termostatu. Při nabíjení nebo když úroveň nabití klesne během procesu tavení pod předem stanovenou hodnotu, jsou kupolové plyny bez překážek, ve skutečnosti stoupají nahoru, aniž by vstupovaly do termostatu. Když vsázka dosáhne určité kontrolní úrovně, vrstva náplně vytváří odpor proti volnému průchodu horkých plynů nahoru a část plynu vstupuje do kanálu termostatu, který generuje signál k zastavení odběru.

Radioaktivní snímač hladiny založené na absorpci náboje radioaktivního záření. Vzhledem k tomu, že absorpční kapacita vsázkových materiálů je desítkykrát vyšší než absorpční kapacita vzduchu, pak při poklesu vsázky pod kontrolní úroveň se intenzita záření počítadel zvýší a elektronické zařízení vydá řídicí signál do zátěžového systému. Jako zdroj záření se používá radioaktivní kobalt.

Snímače hladiny pro sypké a tekuté materiály v násypkách

Jsou široce používány pro kontrolu hladiny plnících a formovacích materiálů v násypkách elektrodové a kapacitní signalizační zařízení... Základem práce takových signalizačních zařízení je závislost elektrického odporu (elektrické kapacity) mezi elektrodami na vlastnostech média.

Konduktometrické signalizační zařízení poskytuje spolehlivou kontrolu hladiny sypkých materiálů v násypkách s odporem signálního obvodu ne větším než 25 mOhm. Pro dvoupolohovou regulaci a signalizaci hladiny se používají dvouelektrodová signalizační zařízení se dvěma výstupními relé.

V míchacích odděleních sléváren spolu s elektronickými signalizačními zařízeními používají radioaktivní i mechanické snímače hladiny.

Mezi mechanickými senzory jsou membránové senzory nejběžnější díky jednoduchosti konstrukce a snadné údržbě.

Membránový snímač se skládá z elastického prvku s upínacím rámem a mikrospínačů. Nainstalujte jej do nástěnného botlocku. Když je hladina řízeného materiálu výše než upínací rám signalizátoru, tlak z materiálu se přenese na pružný prvek (membránu), který při deformaci tlačí táhlo uzavíracího mikrospínače ° Csignal.

Senzory přítomnosti materiálů na dopravnících

Snímače přítomnosti materiálů na dopravnících průtočných dopravních systémů, jakož i na pásových, zástěrových, vibračních podavačích umožňují zajistit řízení a nepřetržitý provoz systémů pro řízení procesů dávkování a míchání.

V tavicích míchacích systémech, které používají elektromechanický snímač přítomnosti náboje na podavači, což je kovový hřeben namontovaný nad podavačem, jehož desky jsou upevněny v pantech a odchylují se v závislosti na tloušťce materiálu na podavači.

Jiná provedení elektromechanických snímačů jsou známa, ale jejich použití je omezené z důvodu krátké životnosti a nutnosti volby velikosti a materiálu sondy v každém konkrétním případě.

Elektrické kontaktní senzory (signalizační zařízení) se liší od elektromechanických zvýšenou spolehlivostí a zaměnitelností.

Mezi bezkontaktními senzory zaujímají zvláštní místo kapacitní snímače přítomnosti materiálu na dopravníku, vyznačující se jednoduchou konstrukcí citlivého prvku a vysokou spolehlivostí.

Citlivý prvek kapacitního snímače se skládá ze dvou plochých izolovaných kovových desek namontovaných v jedné rovině pod dopravním pásem. Jako měřicí obvod se zpravidla používá autogenerátor, v jehož zpětnovazebním obvodu je zapojen citlivý prvek.

Když se na dopravním pásu objeví materiál, změní se kapacita citlivého prvku, což způsobí přerušení kmitů oscilátoru a aktivaci signálního relé.

Senzory řízení plnění forem

Řídicí systém procesu lití tekutého kovu do slévárenských forem Má počítadlo s velkou hodnotou a plněním formy.

Elektromagnetický senzor je elektromagnet, jehož reléová cívka je součástí obvodu. Položte na formu Oh... Při plnění formy se kov zvedne a vyplní drážku uzavřenou podél obrysu.

Když střídavý proud protéká cívkou elektromagnetu v uzavřené smyčce tekutého kovu, indukuje se EMF a objeví se magnetické pole interagující s polem elektromagnetu. Tím se změní indukční odpor cívky a výstupní relé dá signál k dokončení formy a zastavení odlévání.

Fotometrický senzor obsahuje infračervený filtr instalovaný nad výstupem formuláře, přijímač a zesilovač se signálovým relé.

Při plnění formy tekutým kovem dopadají světelné paprsky na světelný filtr a následně na přijímač. Výstupní signál přijímače je zesilovačem zesílen a přiveden do cívky signálního relé, které vydá příslušný příkaz dobíjecímu systému. Senzory jsou účinné při řízení plnění pískovcových forem s vysokým obsahem kovů.

Senzory vlhkosti

Vague senzory se používají v systémech řízení procesu míchání k získání formovacích a jádrových písků s určitými technologickými vlastnostmi.

Konduktometrické údaje vlhkost matky vyrobeno ve formě kovové sondy instalované v licích nebo v násypce. Použití snímače spolu s teplotními korekčními zařízeními umožňuje stabilizaci vlastností směsi.

Kapacitní čidlo vlhkostia je kondenzátor, jehož elektrody jsou válečky běžců a kovový kroužek, izolovaný od těla běžců, namontovaný v drážce spodních běžců podél vnitřního průměru otáčení jejich válečků.

Pro kontinuální automatickou kontrolu obsahu vlhkosti v pohybujících se materiálech jsou zajímavé kapacitní snímače průtoku, které umožňují bezdotykově měřit vlhkost pohybujících se materiálů.

Je třeba poznamenat, že stávající metody elektrického řízení (konduktometrické, kapacitní, indukční atd.) lze použít pouze v případech, kdy faktory jako složení zrnitosti směsi, obsah pojiva a přísad, rovnoměrnost jejich rozložení, stupeň zhutnění a teplota zůstávají konstantní.

Dosažení stálosti těchto parametrů v nepřítomnosti systémů pro přípravu a stabilizaci vlastností výchozích materiálů umožňuje metody kontroly kvality formovacího písku při jeho přípravě podle hlavních technologických vlastností: formování, zhutňování, tekutost, tekutost, zhutňování, tekutost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, sypkost, hutnost, tak atd.

Teplotní senzory

K řízení teploty tekutých kovů se široce používají kontaktní a bezkontaktní metody. Aplikační měření ponorný termočlánek a pyrometry různých konstrukcí.

Ponorné termočlánkyurčené pro dlouhodobé použití, obsahují termočlánekNS ochranný povlak a vodou chlazené armatury. Termoelektrody jsou obvykle vyrobeny z platinového drátu.

Automaticky řízený termočlánek poskytuje dobrou reprodukovatelnost naměřených hodnot při opakovaném, přerušovaném použití bez změny tepelného spojení a ochranného krytu. Ve většině případů se tyto termočlánky používají k řízení teploty lázně roztavené oceli v elektrických pecích.

Měření teploty kapalných tavenin kontaktními metodami (ponorné termočlánky) je obtížné z důvodu nedostatečné odolnosti ochranných hrotů, změn kalibračních charakteristik termočlánku a dalších důvodů. Periodická měření pásu také nemohou poskytnout správnou představu o teplotním stavu celé hmoty tekutého železa.

Proto jsou ve slévárně rozšířeny bezkontaktní metody regulace teploty, která umožňuje provádět dlouhodobá kontinuální měření a využívat jejich výsledky v řídicích systémech.

Průmyslové zavedení bezkontaktních metod umožňuje vyloučit vliv na výsledky měření strusky a jiných filmů na povrchu litiny, stejně jako na parametry mezilehlého média (prašnost, obsah plynu atd.). Použití pro bezkontaktní měření teploty pyrometrytento pohled na proud nebo povrch kovu závisí na umístění taviče nebo pánve.

Senzory chemického složení

V slévárenství nejrozšířenější jsou chemické a fyzikálně-chemické metody kontroly chemického složení slitin.

Aby se zkrátila doba přípravných operací a analýz, jsou vyvíjena organizační a technická opatření pro urychlení procesu analýzy.

V tomto světle se stávají zvláště důležité otázky mechanizace a automatizace přípravy vzorků, jejich transportu do laboratoře a také vytváření zařízení pro záznam a přenos analytických dat do řídících systémů.

Spolu s chemickými a fyzikálně-chemickými metodami se v posledních letech pro expresní analýzu používají i fyzikální metody: termografické, spektrální, magnetické atd.