Τεχνικά μέσα μέτρησης και ελέγχου σε χυτήρια

Η βελτίωση της αποτελεσματικότητας και της ποιότητας του ελέγχου της διαδικασίας χύτευσης σχετίζεται με την επίλυση προβλημάτων μέτρησης και ελέγχου διαφόρων τεχνολογικών παραμέτρων που επηρεάζουν την πορεία των διεργασιών ή αποτελούν τους κύριους δείκτες ποιότητας. Τέτοιες παράμετροι σε ένα χυτήριο περιλαμβάνουν:

• επίπεδο φόρτισης φορτισμένων υλικών σε εργοστάσια τήξης, καθώς και σε χοάνες τμημάτων για την παρασκευή μείγματος και μείγματος.

• επίπεδο υγρού μετάλλου σε καλούπια χύτευσης.

• μάζα, κατανάλωση, πυκνότητα, συγκέντρωση και χημική σύνθεση διαφόρων υλικών.

• υγρασία, θερμοκρασία, ρευστότητα ή δυνατότητα σχηματισμού μειγμάτων.

• χημική σύνθεση και θερμοκρασία τήγματος κ.λπ.

Ο έλεγχος αυτών των παραμέτρων είναι δύσκολος, διότι εκτός από τις συνήθεις απαιτήσεις για ακρίβεια, ταχύτητα, ευαισθησία, σταθερότητα χαρακτηριστικών που επιβάλλονται σε όλους τους αισθητήρες, για αισθητήρες που είναι εγκατεστημένοι σε χυτήρια, απαιτούνται πρόσθετες απαιτήσεις για αντοχή, αντοχή σε επιθετικά υλικά, υψηλές θερμοκρασίες , σκόνη, δονήσεις κ.λπ.

Ο έλεγχος των σημαντικότερων τεχνολογικών παραμέτρων στις διαδικασίες χύτευσης δεν έχει επιλυθεί πλήρως και απαιτείται περαιτέρω ανάπτυξη νέων μεθόδων και μέσων μέτρησης και ελέγχου, χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα στατιστικών μελετών, τον υπολογισμό των παραμέτρων με έμμεσους δείκτες χρησιμοποιώντας ελεγκτές, σύγχρονες τεχνολογίες υπολογιστών κ.λπ.

Αισθητήρες στάθμης

Αισθητήρες στάθμης υλικού χυτηρίου Χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα ελέγχου για την προετοιμασία και τη φόρτιση φορτίου σε μονάδες τήξης, την προετοιμασία ενός μείγματος και την έκχυση τήγματος σε καλούπια.

Η κύρια απαίτηση για αισθητήρες στάθμης είναι η υψηλή λειτουργική αξιοπιστία, καθώς η εσφαλμένη λειτουργία ή η αστοχία οδηγεί σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης στην τεχνολογική διαδικασία: υπερχείλιση ή άδειασμα δοχείων, μονάδες τήξης, υπερχείλιση ή υποπλήρωση μετάλλων στο καλούπι κ.λπ.

Στα συστήματα ελέγχου για την προετοιμασία φόρτισης και φόρτισης μονάδων τήξης σε χυτήριο, χρησιμοποιήστε αισθητήρες στάθμης ράβδου, βαρούλκου, μοχλού, επαφής, θερμοστατικού, φωτοηλεκτρικού και άλλων αισθητήρων.

Αισθητήρας στάθμης η γόμωση γίνεται δομικά με τη μορφή χαλύβδινου ράβδου που κινείται στην ελεγχόμενη κοιλότητα του πυργίσκου. Το έμβολο αρθρώνεται με ένα ρολό, το οποίο κινείται από ηλεκτρομαγνήτη και επιστρέφει στην αρχική του θέση με ένα ελατήριο.

Όταν εφαρμόζεται τάση από τον κινητήρα στο ηλεκτρικό κύκλωμα, ένα έκκεντρο περιστρέφεται, το οποίο κλείνει περιοδικά την επαφή που βρίσκεται στο ενδιάμεσο κύκλωμα ρελέ. Το ρελέ, όταν ενεργοποιείται, ενεργοποιεί έναν ηλεκτρομαγνήτη που φέρνει τη ράβδο καθαρισμού στην ελεγχόμενη περιοχή του θόλου.

Εάν δεν υπάρχει φόρτιση στον ελεγχόμενο χώρο, το έμβολο, καθώς κινείται, κλείνει μια επαφή στο κύκλωμα του ρελέ σήματος, η οποία εκπέμπει έναν παλμό εντολής για τη φόρτιση της φόρτισης στον θόλο.

Αισθητήρας στάθμης βαρούλκου είναι ένα περιστρεφόμενο μπλοκ με ένα εύκαμπτο καλώδιο, στο ένα άκρο του οποίου αναρτάται ένα φορτίο. Η συσκευή είναι τοποθετημένη σε μια ειδική κοίλη στροφή πάνω από το παράθυρο πλήρωσης του θόλου. Για να προστατεύεται το γόνατο από την έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες, φυσάται συνεχώς με πεπιεσμένο αέρα.

Η λειτουργία του αισθητήρα και του συστήματος φόρτωσης μπλοκάρεται με τέτοιο τρόπο ώστε η εκφόρτωση της κεφαλής να ξεκινά με την ανύψωση του φορτίου και το κατέβασμα του φορτίου αρχίζει μόνο μετά την εκφόρτωση της επόμενης κεφαλής.

Αισθητήρας στάθμης μοχλού αποτελείται από ένα μοχλό τοποθετημένο στο χυτοσίδηρο του θόλου και μια ράβδο με ελατήριο στο άκρο της οποίας τοποθετούνται οι αρχικές επαφές. Όταν ο θόλος είναι πλήρως φορτωμένος, ο μοχλός εισέρχεται στην κοιλότητα του τούβλου και οι επαφές ανοίγουν. Όταν το φορτίο κατεβαίνει κάτω από το μοχλό, ο τελευταίος πιέζεται από το ελατήριο, οι επαφές κλείνουν και δίνουν σήμα φόρτισης στο επόμενο αυτί.

Οι περιγραφόμενοι αισθητήρες έχουν απλό σχεδιασμό και μπορούν να παραχθούν σε οποιοδήποτε χυτήριο. Ωστόσο, η παρουσία κινούμενων μερών μειώνει την αξιοπιστία τους σε συνθήκες αυξημένης θερμοκρασίας, ρύπανσης αερίων και σκόνης. Πιο αξιόπιστοι αισθητήρες που βασίζονται στη χρήση φυσικών ιδιοτήτων φορτισμένων υλικών και απαερίων, περιλαμβάνουν ηλεκτροεπαφή, θερμοστατικούς, φωτοηλεκτρικούς, ραδιενεργούς, μετρητές κ.λπ.

Αισθητήρας στάθμης φόρτισης με ηλεκτρική επαφή έχει απλό σχεδιασμό και σχεδιασμό κυκλώματος, γεγονός που οδήγησε στην ευρεία χρήση του σε συστήματα φόρτισης.

Ο αισθητήρας αποτελείται από τέσσερις επαφές, μονωμένες με αμίαντο, τοποθετημένες σε τούβλα από χυτοσίδηρο στην κορυφή της τοιχοποιίας του θόλου. Το επίπεδο διάταξης των επαφών συμπίπτει με το καθορισμένο επίπεδο διαχείρισης των υλικών φόρτισης.

Τα εξωτερικά άκρα των επαφών συνδέονται σε ζεύγη και περιλαμβάνονται στο κύκλωμα του ρελέ σήματος. Εάν το επίπεδο φόρτισης είναι εντός των καθορισμένων ορίων, οι επαφές κατά μήκος της φόρτισης κλείνουν το κύκλωμα πηνίου ρελέ σήματος. Όταν η στάθμη πέσει κάτω από την καθορισμένη τιμή, το ρελέ σβήνει και δίνει ένα σήμα για τη φόρτιση της παρτίδας.

Θερμοστατικός αισθητήρας Ur Aries η χρέωση βασίζεται στη χρήση του θερμοστάτη μπάνιου. Κατά τη φόρτιση ή όταν το επίπεδο φόρτισης πέφτει κατά τη διαδικασία τήξης κάτω από μια προκαθορισμένη τιμή, τα αέρια θόλου είναι ανεμπόδιστα, στην πραγματικότητα ανεβαίνουν χωρίς να εισέλθουν στον θερμοστάτη. Όταν η φόρτιση φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο ελέγχου, το στρώμα φόρτισης δημιουργεί αντίσταση στην ελεύθερη διέλευση θερμών αερίων προς τα πάνω και κάποιο αέριο εισέρχεται στο κανάλι του θερμοστάτη, το οποίο παράγει ένα σήμα για να σταματήσει η απόσυρση.

Αισθητήρας στάθμης ραδιενέργειας με βάση την απορρόφηση φορτίου ραδιενεργού ακτινοβολίας. Δεδομένου ότι η απορροφητική ικανότητα των υλικών φόρτισης είναι δεκάδες φορές μεγαλύτερη από την απορροφητική ικανότητα του αέρα, τότε όταν η φόρτιση πέσει κάτω από το επίπεδο ελέγχου, η ένταση ακτινοβολίας των μετρητών αυξάνεται και η ηλεκτρονική συσκευή εκπέμπει ένα σήμα ελέγχου στο σύστημα φορτίου. Το ραδιενεργό κοβάλτιο χρησιμοποιείται ως πηγή ακτινοβολίας.

Αισθητήρες στάθμης για χύμα και υγρά υλικά σε χοάνες

Χρησιμοποιούνται ευρέως για τον έλεγχο του επιπέδου των υλικών πλήρωσης και χύτευσης σε χοάνες ηλεκτρόδια και χωρητικές συσκευές σηματοδότησης... Η βάση της εργασίας τέτοιων συσκευών σηματοδότησης είναι η εξάρτηση της ηλεκτρικής αντίστασης (ηλεκτρικής χωρητικότητας) μεταξύ των ηλεκτροδίων από τις ιδιότητες του μέσου.

Αγωγομετρική συσκευή σηματοδότησης παρέχει αξιόπιστο έλεγχο του επιπέδου των χύδην υλικών σε χοάνες με αντίσταση του κυκλώματος σήματος όχι μεγαλύτερη από 25 mOhm. Οι συσκευές σηματοδότησης δύο ηλεκτροδίων με δύο ρελέ εξόδου χρησιμοποιούνται για έλεγχο δύο θέσεων και σηματοδότηση στάθμης.

Στα τμήματα ανάμειξης των χυτηρίων, μαζί με συσκευές ηλεκτρονικής σηματοδότησης, χρησιμοποιούν ραδιενεργούς καθώς και μηχανικούς αισθητήρες στάθμης.

Μεταξύ των μηχανικών αισθητήρων, οι αισθητήρες διαφράγματος είναι οι πιο συνηθισμένοι λόγω της απλότητας σχεδιασμού και της ευκολίας συντήρησης.

Ο αισθητήρας διαφράγματος αποτελείται από ένα ελαστικό στοιχείο με πλαίσιο σύσφιξης και μικροδιακόπτες. Τοποθετήστε το στο μπουκάλι τοίχου. Όταν το επίπεδο του ελεγχόμενου υλικού είναι υψηλότερο από το πλαίσιο σύσφιξης της συσκευής σηματοδότησης, η πίεση από το υλικό μεταφέρεται στο ελαστικό στοιχείο (μεμβράνη), το οποίο, παραμορφούμενο, πιέζει τη ράβδο του κυκλώματος μικροδιακόπτη κλεισίματος ° Csignal.

Αισθητήρες για την παρουσία υλικών στους μεταφορείς

Αισθητήρες για την παρουσία υλικών σε μεταφορείς συστημάτων μεταφοράς ροής, καθώς και σε ιμάντα, ποδιές, δονούμενους τροφοδότες επιτρέπουν τη διασφάλιση του ελέγχου και της συνεχούς λειτουργίας των συστημάτων για τον έλεγχο των διαδικασιών δοσομέτρησης και ανάμειξης.

Σε συστήματα ανάμειξης τήξης που χρησιμοποιούν ηλεκτρομηχανικός αισθητήρας για την παρουσία φορτίου στον τροφοδότη, που είναι μια μεταλλική χτένα τοποθετημένη πάνω από τον τροφοδότη, οι πλάκες της οποίας στερεώνονται σε μεντεσέδες και αποκλίνουν ανάλογα με το πάχος του υλικού στον τροφοδότη.

Άλλα σχέδια ηλεκτρομηχανικών αισθητήρων είναι γνωστά, αλλά η χρήση τους είναι περιορισμένη λόγω της μικρής διάρκειας ζωής και της ανάγκης επιλογής του μεγέθους και του υλικού του καθετήρα σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση.

Αισθητήρες ηλεκτρικών επαφών (συσκευές σηματοδότησης) διαφέρουν από τα ηλεκτρομηχανικά σε αυξημένη αξιοπιστία και εναλλαξιμότητα.

Μεταξύ των αισθητήρων χωρίς επαφή, καταλαμβάνουν μια ιδιαίτερη θέση χωρητικοί αισθητήρες για την παρουσία υλικού στον μεταφορέα, που χαρακτηρίζεται από απλό σχεδιασμό του ευαίσθητου στοιχείου και υψηλή αξιοπιστία.

Το ευαίσθητο στοιχείο του χωρητικού αισθητήρα αποτελείται από δύο επίπεδες μονωμένες μεταλλικές πλάκες τοποθετημένες στο ίδιο επίπεδο κάτω από τον μεταφορικό ιμάντα. Ως κύκλωμα μέτρησης, κατά κανόνα, χρησιμοποιείται μια αυτόματη γεννήτρια, στο κύκλωμα ανάδρασης της οποίας συνδέεται ένα ευαίσθητο στοιχείο.

Όταν εμφανίζεται υλικό στον μεταφορικό ιμάντα, η χωρητικότητα του ευαίσθητου στοιχείου αλλάζει, γεγονός που προκαλεί τη διάσπαση των ταλαντώσεων του ταλαντωτή και την ενεργοποίηση του ρελέ σήματος.

Αισθητήρες ελέγχου πλήρωσης καλουπιών

Το σύστημα ελέγχου για τη διαδικασία έκχυσης υγρού μετάλλου σε καλούπια χυτηρίου Διαθέτει πάγκο με μεγάλη αξία και πλήρωση φόρμας.

Ηλεκτρομαγνητικός αισθητήρας είναι ένας ηλεκτρομαγνήτης με το πηνίο ρελέ του να περιλαμβάνεται στο κύκλωμα. Τοποθετήστε το στη φόρμα Oh... Όταν γεμίζετε το καλούπι, το μέταλλο ανεβαίνει και γεμίζει το αυλάκι κλειστό κατά μήκος του περιγράμματος.

Όταν εναλλασσόμενο ρεύμα ρέει μέσω του πηνίου ενός ηλεκτρομαγνήτη σε έναν κλειστό βρόχο από υγρό μέταλλο, προκαλείται ένα EMF και εμφανίζεται ένα μαγνητικό πεδίο που αλληλεπιδρά με το πεδίο του ηλεκτρομαγνήτη. Αυτό αλλάζει την επαγωγική αντίσταση του πηνίου και το ρελέ εξόδου δίνει ένα σήμα για να ολοκληρωθεί το καλούπι και να σταματήσει η χύτευση.

Φωτομετρικός αισθητήρας περιλαμβάνει ένα φίλτρο υπερύθρων εγκατεστημένο πάνω από την έξοδο της φόρμας, έναν δέκτη και έναν ενισχυτή με ρελέ σήματος.

Όταν γεμίζετε τη φόρμα υγρού μετάλλου, χτυπάτε τις φωτεινές ακτίνες του φίλτρου φωτός και μετά στον δέκτη. Το σήμα εξόδου του δέκτη ενισχύεται από τον ενισχυτή και τροφοδοτείται στο πηνίο του ρελέ σήματος, το οποίο εκδίδει την κατάλληλη εντολή στο σύστημα φόρτισης. Οι αισθητήρες είναι αποτελεσματικοί όταν χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της πλήρωσης καλουπιών άμμου-πηλού με υψηλή περιεκτικότητα σε μέταλλα.

Αισθητήρες υγρασίας

Οι ασαφείς αισθητήρες χρησιμοποιούνται στα συστήματα ελέγχου της διαδικασίας ανάμειξης για την απόκτηση καλουπώματος και άμμου πυρήνα με ορισμένες τεχνολογικές ιδιότητες.

Αγωγομετρικά δεδομένα μητρική υγρασία κατασκευασμένο με τη μορφή μεταλλικού καθετήρα τοποθετημένου στους δρομείς ή στη χοάνη. Η χρήση του αισθητήρα μαζί με συσκευές διόρθωσης θερμοκρασίας επιτρέπει τη σταθεροποίηση των ιδιοτήτων του μείγματος.

Χωρητικός αισθητήρας υγρασίαςκαι είναι ένας πυκνωτής του οποίου τα ηλεκτρόδια είναι οι κύλινδροι των κυλίνδρων και ένας μεταλλικός δακτύλιος, απομονωμένος από το σώμα των δρομέων, τοποθετημένος σε αυλάκωση κάτω δρομέων κατά μήκος της εσωτερικής διαμέτρου περιστροφής των κυλίνδρων τους.

Για τον συνεχή αυτόματο έλεγχο της περιεκτικότητας σε υγρασία σε κινούμενα υλικά, ενδιαφέρουν χωρητικούς αισθητήρες ροής, οι οποίοι καθιστούν δυνατή την παροχή μέτρησης χωρίς επαφή της περιεκτικότητας σε υγρασία στα κινούμενα υλικά.

Πρέπει να σημειωθεί ότι οι υπάρχουσες μέθοδοι ηλεκτρικού ελέγχου (αγωγομετρικές, χωρητικές, επαγωγικές κ.λπ.) μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο σε περιπτώσεις όπου παράγοντες όπως η σύσταση του μεγέθους κόκκου του μείγματος, η περιεκτικότητα του συνδετικού και των πρόσθετων, η ομοιομορφία της κατανομής τους, ο βαθμός συμπίεσης και η θερμοκρασία παραμένουν σταθερές.

Η επίτευξη της σταθερότητας αυτών των παραμέτρων απουσία συστημάτων για την προετοιμασία και τη σταθεροποίηση των ιδιοτήτων των πρώτων υλών επιτρέπει μεθόδους ποιοτικού ελέγχου της άμμου χύτευσης κατά την προετοιμασία της σύμφωνα με τις κύριες τεχνολογικές ιδιότητες: χύτευση, συμπύκνωση, ρευστότητα, ρευστότητα, και τα λοιπά.

Αισθητήρες θερμοκρασίας

Για τον έλεγχο της θερμοκρασίας των υγρών μετάλλων χρησιμοποιήστε ευρέως μεθόδους επαφής και χωρίς επαφή. Μετρήσεις βασισμένες σε εφαρμογές θερμοστοιχείο εμβάπτισης και πυρόμετρα διαφορετικών σχεδίων.

Υποβρύχια θερμοστοιχείασχεδιασμένο για μακροχρόνια χρήση, περιέχει προστατευτική επίστρωση θερμοστοιχείου και υδρόψυκτα εξαρτήματα. Τα θερμοηλεκτρόδια κατασκευάζονται συνήθως από σύρμα πλατίνας.

Το αυτόματο θερμοστοιχείο παρέχει καλή αναπαραγωγιμότητα των μετρήσεων με επαναλαμβανόμενη, διακοπτόμενη χρήση χωρίς αλλαγή της θερμικής διασταύρωσης και του προστατευτικού καλύμματος. Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτά τα θερμοστοιχεία χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της θερμοκρασίας του λουτρού τηγμένου χάλυβα σε ηλεκτρικούς κλιβάνους.

Η μέτρηση της θερμοκρασίας των υγρών τήγματος με μεθόδους επαφής (θερμοζεύγη εμβάπτισης) είναι δύσκολη λόγω της ανεπαρκούς αντίστασης των προστατευτικών άκρων, των αλλαγών στα χαρακτηριστικά βαθμονόμησης του θερμοστοιχείου και άλλων λόγων. Επίσης, εν συντομία, οι περιοδικές μετρήσεις του ιμάντα δεν μπορούν να δώσουν μια σωστή ιδέα για την κατάσταση θερμοκρασίας ολόκληρης της μάζας του υγρού σιδήρου.

Γι' αυτό είναι ευρέως διαδεδομένα στο χυτήριο Μέθοδοι ελέγχου θερμοκρασίας χωρίς επαφή, που καθιστά δυνατή τη διεξαγωγή μακροχρόνιων συνεχών μετρήσεων και τη χρήση των αποτελεσμάτων τους σε συστήματα ελέγχου.

Η βιομηχανική εισαγωγή μεθόδων χωρίς επαφή σάς επιτρέπει να αποκλείσετε την επίδραση στα αποτελέσματα μέτρησης της σκωρίας και άλλων μεμβρανών στην επιφάνεια του χυτοσιδήρου, καθώς και στις παραμέτρους του ενδιάμεσου μέσου (σκόνη, περιεκτικότητα σε αέριο κ.λπ.). Χρησιμοποιείται για μέτρηση θερμοκρασίας χωρίς επαφή πυρόμετρααυτή η όψη του ρέματος ή της μεταλλικής επιφάνειας εξαρτάται από τη θέση του λιωτηρίου ή της κουτάλας.

Αισθητήρες χημικής σύνθεσης

V χυτήριο οι πιο διαδεδομένες είναι οι χημικές και φυσικοχημικές μέθοδοι για τον έλεγχο της χημικής σύνθεσης των κραμάτων.

Προκειμένου να μειωθεί η διάρκεια των προπαρασκευαστικών εργασιών και αναλύσεων, αναπτύσσονται οργανωτικά και τεχνικά μέτρα για την επιτάχυνση της διαδικασίας ανάλυσης.

Υπό αυτό το πρίσμα, τα ερωτήματα σχετικά με τη μηχανοποίηση και την αυτοματοποίηση της προετοιμασίας δειγμάτων, τη μεταφορά τους στο εργαστήριο, καθώς και τη δημιουργία συσκευών καταγραφής και μετάδοσης αναλυτικών δεδομένων σε συστήματα διαχείρισης αποκτούν ιδιαίτερη σημασία.

Μαζί με τις χημικές και φυσικοχημικές μεθόδους, τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιούνται φυσικές μέθοδοι για ρητή ανάλυση: θερμογραφικές, φασματικές, μαγνητικές κ.λπ.