Meios técnicos de medição e controle em fundição

Melhorar a eficiência e a qualidade do controle do processo de fundição está relacionado à solução dos problemas de medição e controle de vários parâmetros tecnológicos que afetam o andamento dos processos ou são os principais indicadores de qualidade. Tais parâmetros em uma fundição incluem:

• nível de carregamento de materiais carregados em plantas de fundição, bem como em funis de departamentos para a preparação de mistura e mistura;

• nível de metal líquido em moldes de fundição;

• massa, consumo, densidade, concentração e composição química de diversos materiais;

• umidade, temperatura, fluidez ou conformabilidade de misturas;

• composição química e temperatura dos fundidos, etc.

O controle desses parâmetros é difícil, pois além dos requisitos usuais de precisão, velocidade, sensibilidade, estabilidade das características impostas a todos os sensores, para sensores instalados em fundições, são necessários requisitos adicionais de resistência, resistência a materiais agressivos, altas temperaturas , poeira, vibrações, etc.

O controle dos parâmetros tecnológicos mais importantes nos processos de fundição não está totalmente resolvido, sendo necessário um maior desenvolvimento de novos métodos e meios de medição e controle, usando os resultados de estudos estatísticos, o cálculo de parâmetros por indicadores indiretos usando controladores, modernas tecnologias de informática, etc.

Sensores de nível

Sensores de nível de material de fundição São amplamente utilizados em sistemas de controle para preparar e carregar uma carga em unidades de fusão, preparar uma mistura e despejar materiais fundidos em moldes.

O principal requisito para os sensores de nível é a alta confiabilidade operacional, pois o falso funcionamento ou falha leva a uma situação de emergência no processo tecnológico: transbordamento ou esvaziamento de recipientes, unidades de fusão, transbordamento ou enchimento insuficiente de metais no molde, etc.

Em sistemas de controle para preparação de carregamento e carregamento de unidades de fusão em uma fundição, use vareta, guincho, alavanca, contato, termostático, fotoelétrico e outros sensores de nível.

Sensor de nível a carga é feita estruturalmente na forma de uma vareta de aço movendo-se na cavidade controlada da torre. O pistão é articulado com um balancim, que é acionado por um eletroímã e retorna à sua posição original por uma mola.

Quando a tensão do motor é aplicada ao circuito elétrico, um came gira, que fecha periodicamente o contato localizado no circuito do relé intermediário. O relé, quando acionado, aciona um eletroímã que traz a vareta de limpeza para a área controlada da cúpula.

Se não houver carga no espaço controlado, o pistão, ao se mover, fecha um contato no circuito do relé de sinal, que emite um pulso de comando para carregar a carga na cúpula.

Sensor de nível do guincho é um bloco giratório com um cabo flexível, em uma extremidade do qual uma carga é suspensa. O dispositivo é montado em uma curva oca especial acima da janela de enchimento da cúpula. Para proteger o joelho da exposição a altas temperaturas, ele é soprado continuamente com ar comprimido.

A operação do sensor e do sistema de carregamento é bloqueada de forma que o descarregamento do cabeçote comece quando a carga for levantada e o abaixamento da carga comece somente após o descarregamento do próximo cabeçote.

Sensor de nível de alavanca consiste em uma alavanca montada no tijolo de ferro fundido da cúpula e uma haste com uma mola na extremidade da qual os contatos de partida são montados. Quando a cúpula está totalmente carregada, a alavanca entra na cavidade do tijolo e os contatos se abrem. Quando a carga desce sob a alavanca, esta é espremida pela mola, os contatos se fecham e dão um sinal de carga para a próxima orelha.

Os sensores descritos têm um design simples e podem ser produzidos em qualquer fundição. No entanto, a presença de partes móveis reduz sua confiabilidade em condições de aumento de temperatura, poluição por gases e poeira. Sensores mais confiáveis ​​baseados no uso de propriedades físicas de materiais carregados e gases residuais, eles incluem eletrocontato, termostático, fotoelétrico, radioativo, medidores, etc.

Sensor de nível de carga com contato elétrico tem um design simples e design de circuito, o que levou ao seu amplo uso em sistemas de carregamento.

O sensor é composto por quatro contatos, isolados com embalagem de amianto, montados em tijolos de ferro fundido no topo da alvenaria da cúpula. O nível de arranjo dos contatos coincide com o nível especificado de gerenciamento dos materiais de carregamento.

As extremidades externas dos contatos são conectadas em pares e estão incluídas no circuito do relé de sinal. Se o nível de carga estiver dentro dos limites especificados, os contatos na carga fecham o circuito da bobina do relé de sinal. Quando o nível cai abaixo do valor definido, o relé desliga e dá um sinal para carregar o lote.

Ur sensor termostático Áries a taxa é baseada no uso do termostato do banheiro. Ao carregar ou quando o nível de carga cai durante o processo de fusão abaixo de um valor predeterminado, os gases da cúpula são desimpedidos, de fato, sobem sem entrar no termostato. Quando a carga vai atingir um determinado nível de controle, a camada de carga cria uma resistência à livre passagem de gases quentes para cima e algum gás entra no canal do termostato, o que gera um sinal para interromper a retirada.

Sensor de nível radioativo baseado na absorção de radiação de carga radioativa. Como a capacidade de absorção dos materiais de carga é dezenas de vezes maior que a capacidade de absorção do ar, quando a carga cai abaixo do nível de controle, a intensidade da radiação dos contadores aumenta e o dispositivo eletrônico emite um sinal de controle para o sistema de carga. O cobalto radioativo é usado como fonte de radiação.

Sensores de nível para materiais a granel e líquidos em tremonhas

Eles são amplamente utilizados para controlar o nível de enchimento e materiais de moldagem em funis eletrodos e dispositivos de sinalização capacitiva... A base do trabalho de tais dispositivos de sinalização é a dependência da resistência elétrica (capacidade elétrica) entre os eletrodos das propriedades do meio.

Dispositivo de sinalização condutométrica fornece controle confiável do nível de materiais a granel em tremonhas com uma resistência do circuito de sinal não superior a 25 mOhm. Dispositivos de sinalização de dois eletrodos com dois relés de saída são usados ​​para controle de duas posições e sinalização de nível.

Nos departamentos de mixagem das fundições, junto com os dispositivos de sinalização eletrônica, utilizam-se sensores de nível radioativos e mecânicos.

Entre os sensores mecânicos, os sensores de diafragma são os mais comuns devido à sua simplicidade de projeto e facilidade de manutenção.

O sensor de diafragma consiste em um elemento elástico com uma estrutura de fixação e microinterruptores. Instale-o no botlock da parede. Quando o nível do material controlado é superior ao quadro de fixação do dispositivo de sinalização, a pressão do material é transferida para o elemento elástico (membrana), que, sendo deformado, pressiona a haste do microinterruptor de fechamento ° C circuito de sinal.

Sensores de presença de materiais em transportadores

Sensores de presença de materiais em transportadores de sistemas de transporte de fluxo, bem como em correias, plataformas, alimentadores vibratórios permitem garantir o controle e a operação contínua dos sistemas de controle dos processos de dosagem e mistura.

Em sistemas de mistura de fusão, eles usam sensor eletromecânico para a presença de uma carga no alimentador, que é um pente de metal montado acima do alimentador, cujas placas são fixadas em dobradiças e se desviam dependendo da espessura do material no alimentador.

Outros projetos de sensores eletromecânicos são conhecidos, mas seu uso é limitado devido à curta vida útil e à necessidade de selecionar o tamanho e o material da sonda em cada caso específico.

Sensores de contato elétrico (dispositivos de sinalização) diferem dos eletromecânicos em maior confiabilidade e intercambiabilidade.

Entre os sensores sem contato, eles ocupam um lugar especial sensores capacitivos para a presença de material no transportador, caracterizado por um design simples do elemento sensível e alta confiabilidade.

O elemento sensível do sensor capacitivo consiste em duas placas metálicas isoladas planas montadas niveladas sob a correia transportadora. Como circuito de medição, via de regra, é utilizado um autogerador, em cujo circuito de realimentação está conectado um elemento sensível.

Quando o material aparece na correia transportadora, a capacitância do elemento sensível muda, o que faz com que as oscilações do oscilador quebrem e ativem o relé de sinal.

Sensores de controle de enchimento de molde

O sistema de controle para o processo de vazamento de metal líquido em moldes de fundição Possui um contador com grande valor e preenchimento de forma.

Sensor eletromagnético é um eletroímã com sua bobina de relé incluída no circuito. Coloque na forma Oh... Ao preencher o molde, o metal sobe e preenche a ranhura fechada ao longo do contorno.

Quando uma corrente alternada flui através da bobina de um eletroímã em um circuito fechado de metal líquido, uma EMF é induzida e um campo magnético aparece interagindo com o campo do eletroímã. Isso muda a resistência indutiva da bobina e o relé de saída dá um sinal para completar o molde e parar a fundição.

Sensor fotométrico inclui um filtro infravermelho instalado acima da saída do formulário, um receptor e um amplificador com relé de sinal.

Ao preencher a forma de metal líquido, atinge os raios de luz do filtro de luz e depois para o receptor. O sinal de saída do receptor é amplificado pelo amplificador e enviado para a bobina do relé de sinal, que emite o comando apropriado para o sistema de carregamento. Os sensores são eficazes quando usados ​​para controlar o enchimento de moldes argilo-arenosos com alto teor de metal.

Sensores de umidade

Sensores vagos são usados ​​em sistemas de controle de processo de mistura para obter areias de moldagem e núcleo com certas propriedades tecnológicas.

Dados condumétricos umidade materna feito em forma de sonda metálica instalada nas corrediças ou na moega. A utilização do sensor em conjunto com dispositivos de correção de temperatura permite a estabilização das propriedades da mistura.

Sensor capacitivo de umidadee é um capacitor cujos eletrodos são os roletes dos rotores e um anel metálico, isolado do corpo dos rotores, montado em uma ranhura inferior dos rotores ao longo do diâmetro interno de rotação de seus roletes.

Para o controle automático contínuo do teor de umidade em materiais em movimento, são interessantes os sensores de fluxo capacitivos, que possibilitam a medição sem contato do teor de umidade em materiais em movimento.

Deve-se notar que os métodos de controle elétrico existentes (condumétrico, capacitivo, indutivo, etc.) de sua distribuição, grau de compactação e temperatura permanecem constantes.

Alcançar a constância destes parâmetros na ausência de sistemas para a preparação e estabilização das propriedades dos materiais de partida permite métodos de controle de qualidade da areia de moldagem durante a sua preparação de acordo com as principais propriedades tecnológicas: moldagem, compactação, fluidez, fluidez, etc.

Sensores de temperatura

Para controlar a temperatura dos metais líquidos, use amplamente métodos de contato e sem contato. Medições baseadas em aplicativos termopar de imersão e pirômetros de diferentes designs.

termopares submersíveisprojetado para uso prolongado, contém revestimento protetor termopar e conexões refrigeradas a água. Os termoeletrodos são geralmente feitos de fio de platina.

O termopar acionado automaticamente oferece boa reprodutibilidade de leituras com uso repetido e intermitente sem alterar a junção térmica e a tampa protetora. Na maioria dos casos, esses termopares são usados ​​para controlar a temperatura do banho de aço fundido em fornos elétricos.

Medir a temperatura de líquidos fundidos por métodos de contato (termopares de imersão) é difícil devido à resistência insuficiente das pontas protetoras, mudanças nas características de calibração do termopar e outros motivos. Além disso, em resumo, as medições periódicas da correia não podem dar uma ideia correta do estado de temperatura de toda a massa de ferro líquido.

É por isso que eles são difundidos na fundição métodos de controle de temperatura sem contato, o que permite realizar medições contínuas de longo prazo e usar seus resultados em sistemas de controle.

A introdução industrial de métodos sem contato permite excluir a influência nos resultados da medição de escória e outros filmes na superfície do ferro fundido, bem como nos parâmetros do meio intermediário (pó, teor de gás, etc.). Use para medição de temperatura sem contato pirômetrosesta visão do fluxo ou da superfície do metal depende da localização do aparelho de fusão ou da panela.

Sensores de composição química

V fundição os mais difundidos são os métodos químicos e físico-químicos para controlar a composição química das ligas.

A fim de reduzir a duração das operações e análises preparatórias, são desenvolvidas medidas organizacionais e técnicas para acelerar o processo de análise.

Diante disso, questões sobre a mecanização e automação do preparo de amostras, seu transporte para o laboratório, bem como a criação de dispositivos para registro e transmissão de dados analíticos para sistemas de gestão tornam-se particularmente importantes.

Juntamente com os métodos químicos e físico-químicos, nos últimos anos são utilizados métodos físicos para análises expressas: termográficas, espectrais, magnéticas, etc.