Medios técnicos de medida y control en fundición.

Mejorar la eficiencia y la calidad del control del proceso de fundición está relacionado con la solución de los problemas de medición y control de diversos parámetros tecnológicos que afectan el curso de los procesos o son los principales indicadores de calidad. Dichos parámetros en una fundición incluyen:

• nivel de carga de materiales cargados en plantas de fundición, así como en tolvas de departamentos para la preparación de mezcla y mezcla;

• nivel de metal líquido en moldes de fundición;

• masa, consumo, densidad, concentración y composición química de diversos materiales;

• humedad, temperatura, fluidez o formabilidad de las mezclas;

• composición química y temperatura de los fundidos, etc.

El control de estos parámetros es difícil, porque además de los requisitos habituales de precisión, velocidad, sensibilidad, estabilidad de las características impuestas a todos los sensores, para sensores instalados en fundiciones, se requieren requisitos adicionales de fuerza, resistencia a materiales agresivos, altas temperaturas , polvo, vibraciones, etc.

El control de los parámetros tecnológicos más importantes en los procesos de fundición no está del todo resuelto, siendo necesario un mayor desarrollo de nuevos métodos y medios de medida y control, utilizando los resultados de estudios estadísticos, el cálculo de parámetros mediante indicadores indirectos utilizando controladores, tecnologías informáticas modernas, etc.

Sensores de nivel

Sensores de nivel de material de fundición Se utilizan ampliamente en sistemas de control para preparar y cargar una carga en unidades de fundición, preparar una mezcla y verter la masa fundida en moldes.

El requisito principal para los sensores de nivel es una alta confiabilidad operativa, ya que una falsa operación o falla conduce a una situación de emergencia en el proceso tecnológico: desbordamiento o vaciado de contenedores, unidades de fusión, desbordamiento o subllenado de metales en el molde, etc.

En los sistemas de control para la preparación de la carga y la carga de las unidades de fusión en una fundición, use sensores de nivel de baqueta, cabrestante, palanca, contacto, termostáticos, fotoeléctricos y otros.

Sensor de nivel la carga está hecha estructuralmente en forma de una baqueta de acero que se mueve en la cavidad controlada de la torreta. El pistón está articulado con un balancín, que es accionado por un electroimán y vuelve a su posición original por un resorte.

Cuando se aplica voltaje del motor al circuito eléctrico, gira una leva que cierra periódicamente el contacto ubicado en el circuito del relé intermedio. El relé, cuando se acciona, enciende un electroimán que lleva la varilla de limpieza al área controlada del domo.

Si no hay carga en el espacio controlado, el pistón, a medida que se mueve, cierra un contacto en el circuito del relé de señal, que emite un pulso de comando para cargar la carga en el domo.

Sensor de nivel del cabrestante es un bloque giratorio con un cable flexible, en un extremo del cual se suspende una carga. El dispositivo está montado en una curva hueca especial sobre la ventana de llenado de la cúpula. Para proteger la rodilla de la exposición a altas temperaturas, se sopla continuamente con aire comprimido.

El funcionamiento del sensor y del sistema de carga se bloquea de tal manera que la descarga del cabezal comienza cuando se levanta la carga, y el descenso de la carga comienza solo después de la descarga del siguiente cabezal.

Sensor de nivel de palanca consiste en una palanca montada en el ladrillo de hierro fundido de la cúpula y una varilla con un resorte en cuyo extremo se montan los contactos de arranque. Cuando el domo está completamente cargado, la palanca entra en la cavidad del ladrillo y los contactos se abren. Cuando la carga desciende debajo de la palanca, el resorte aprieta esta última, los contactos se cierran y dan una señal de carga al siguiente oído.

Los sensores descritos tienen un diseño simple y se pueden producir en cualquier fundición. Sin embargo, la presencia de piezas móviles reduce su fiabilidad en condiciones de aumento de temperatura, contaminación por gases y polvo. Sensores más confiables basados ​​en el uso de propiedades físicas de materiales cargados y gases residuales, incluyen electrocontacto, termostáticos, fotoeléctricos, radiactivos, medidores, etc.

Sensor de nivel de carga con contacto eléctrico tiene un diseño simple y diseño de circuitos, lo que ha llevado a su amplio uso en sistemas de carga.

El sensor consta de cuatro contactos, aislados con empaque de asbesto, montados en ladrillos de hierro fundido en la parte superior de la mampostería del domo. El nivel de disposición de los contactos coincide con el nivel especificado de gestión de los materiales de carga.

Los extremos exteriores de los contactos están conectados en pares y están incluidos en el circuito de relé de señal. Si el nivel de carga está dentro de los límites especificados, los contactos a través de la carga cierran el circuito de la bobina del relé de señal. Cuando el nivel cae por debajo del valor establecido, el relé se apaga y da una señal para cargar el lote.

Ur sensor termostático Aries la tarifa se basa en el uso del termostato del baño. Durante la carga o cuando el nivel de carga cae durante el proceso de fusión por debajo de un valor predeterminado, los gases del domo no tienen impedimentos, de hecho, se elevan sin entrar al termostato. Cuando la carga alcanza un cierto nivel de control, la capa de carga crea una resistencia al paso libre de gases calientes hacia arriba y algo de gas ingresa al canal del termostato, lo que genera una señal para detener la extracción.

Sensor de nivel radiactivo basado en la absorción de radiación radiactiva de carga. Dado que la capacidad de absorción de los materiales de carga es diez veces mayor que la capacidad de absorción del aire, cuando la carga cae por debajo del nivel de control, la intensidad de radiación de los contadores aumenta y el dispositivo electrónico emite una señal de control al sistema de carga. El cobalto radiactivo se utiliza como fuente de radiación.

Sensores de nivel para materiales a granel y líquidos en tolvas

Son ampliamente utilizados para controlar el nivel de materiales de llenado y moldeado en tolvas electrodos y dispositivos de señalización capacitivos... La base del trabajo de tales dispositivos de señalización es la dependencia de la resistencia eléctrica (capacidad eléctrica) entre los electrodos de las propiedades del medio.

Dispositivo de señalización conductimétrico proporciona un control fiable del nivel de materiales a granel en las tolvas con una resistencia del circuito de señal de no más de 25 mOhm. Los dispositivos de señalización de dos electrodos con dos relés de salida se utilizan para el control de dos posiciones y la señalización de nivel.

En los departamentos de mezcla de las fundiciones, junto con los dispositivos de señalización electrónica, utilizan sensores de nivel radiactivos y mecánicos.

Entre los sensores mecánicos, los sensores de diafragma son los más comunes debido a su simplicidad de diseño y facilidad de mantenimiento.

El sensor de diafragma consta de un elemento elástico con un marco de sujeción y microinterruptores. Instálelo en el botlock de la pared. Cuando el nivel del material controlado es más alto que el marco de sujeción del dispositivo de señalización, la presión del material se transfiere al elemento elástico (membrana), que, al deformarse, presiona la varilla del microinterruptor de cierre ° Ccircuito de señalización.

Sensores de presencia de materiales en transportadores

Los sensores de presencia de materiales en transportadores de sistemas de transporte de flujo, así como en cintas, delantales, alimentadores vibratorios permiten garantizar el control y el funcionamiento continuo de los sistemas para controlar los procesos de dosificación y mezcla.

En los sistemas de mezcla de fusor utilizan sensor electromecánico de presencia de carga en el alimentador, que es un peine de metal montado sobre el alimentador, cuyas placas están fijadas en bisagras y se desvían según el grosor del material en el alimentador.

Se conocen otros diseños de sensores electromecánicos, pero su uso está limitado debido a la corta vida útil y la necesidad de seleccionar el tamaño y material de la sonda en cada caso específico.

Sensores de contacto eléctrico (dispositivos de señalización) difieren de los electromecánicos en mayor confiabilidad e intercambiabilidad.

Entre los sensores sin contacto ocupan un lugar especial sensores capacitivos para la presencia de material en el transportador, caracterizado por un diseño simple del elemento sensible y alta confiabilidad.

El elemento sensible del sensor capacitivo consta de dos placas planas de metal aisladas montadas al ras debajo de la cinta transportadora. Como circuito de medición, por regla general, se usa un autogenerador, en cuyo circuito de retroalimentación se conecta un elemento sensible.

Cuando aparece material en la cinta transportadora, la capacitancia del elemento sensible cambia, lo que provoca que las oscilaciones del oscilador interrumpan y activen el relé de señal.

Sensores de control de llenado de moldes

El sistema de control para el proceso de vertido de metal líquido en moldes de fundición Dispone de un contador de gran valor y llenado de formularios.

Sensor electromagnético es un electroimán con su bobina de relé incluida en el circuito. Colóquelo en la forma Oh... Al llenar el molde, el metal sube y llena la ranura cerrada a lo largo del contorno.

Cuando la corriente alterna fluye a través de la bobina de un electroimán en un circuito cerrado de metal líquido, se induce un EMF y aparece un campo magnético que interactúa con el campo del electroimán. Esto cambia la resistencia inductiva de la bobina y el relé de salida da una señal para completar el molde y detener la fundición.

Sensor fotométrico incluye un filtro de infrarrojos instalado encima de la salida del formulario, un receptor y un amplificador con un relé de señal.

Al llenar la forma de metal líquido, golpean los rayos de luz del filtro de luz y luego al receptor. La señal de salida del receptor es amplificada por el amplificador y alimenta a la bobina del relé de señal, que emite el comando apropiado al sistema de carga. Los sensores son efectivos cuando se usan para controlar el llenado de moldes de arena y arcilla con alto contenido de metal.

Sensores de humedad

Los sensores vagos se utilizan en los sistemas de control de procesos de mezcla para obtener arenas de moldeo y machos con ciertas propiedades tecnológicas.

Datos conductimétricos humedad materna realizado en forma de sonda metálica instalada en los rodetes o en la tolva. El uso del sensor junto con dispositivos de corrección de temperatura permite la estabilización de las propiedades de la mezcla.

Sensor de humedad capacitivoy Es un condensador cuyos electrodos son los rodillos de las correderas y un anillo metálico, aislado del cuerpo de las correderas, montado en una ranura inferior de las correderas a lo largo del diámetro interior de giro de sus rodillos.

Para el control automático continuo del contenido de humedad en materiales en movimiento, son de interés los sensores de flujo capacitivos, que permiten proporcionar una medición sin contacto del contenido de humedad en materiales en movimiento.

Cabe señalar que los métodos de control eléctrico existentes (conductimétricos, capacitivos, inductivos, etc.) solo pueden utilizarse en los casos en que factores como la composición del tamaño de grano de la mezcla, el contenido de aglutinante y aditivos, la uniformidad de su distribución, grado de compactación y temperatura permanecen constantes.

Lograr la constancia de estos parámetros en ausencia de sistemas para la preparación y estabilización de las propiedades de los materiales de partida permite métodos de control de calidad de la arena de moldeo durante su preparación según las principales propiedades tecnológicas: moldeo, compactación, fluidez, fluidez, etc.

Sensores de temperatura

Para controlar la temperatura de los metales líquidos, utilice ampliamente métodos de contacto y sin contacto. Mediciones basadas en aplicaciones termopar de inmersión y pirómetros de diferentes diseños.

Termopares sumergiblesdiseñado para uso a largo plazo, contiene un revestimiento protector de termoparNS y accesorios enfriados por agua. Los termoelectrodos suelen estar hechos de alambre de platino.

El termopar autoaccionado ofrece una buena reproducibilidad de las lecturas con un uso repetido e intermitente sin cambiar la unión térmica ni la tapa protectora. En la mayoría de los casos, estos termopares se utilizan para controlar la temperatura del baño de acero fundido en hornos eléctricos.

La medición de la temperatura de los fundidos líquidos por métodos de contacto (termopares de inmersión) es difícil debido a la resistencia insuficiente de las puntas protectoras, los cambios en las características de calibración del termopar y otras razones. Además, en resumen, las mediciones periódicas del cinturón no pueden dar una idea correcta del estado de temperatura de toda la masa de hierro líquido.

Por eso están muy extendidos en la fundición. métodos de control de temperatura sin contacto, que permite realizar mediciones continuas a largo plazo y utilizar sus resultados en sistemas de control.

La introducción industrial de métodos sin contacto le permite excluir la influencia en los resultados de medición de escoria y otras películas en la superficie del hierro fundido, así como los parámetros del medio intermedio (polvo, contenido de gas, etc.). Uso para medición de temperatura sin contacto pirómetrosesta vista del chorro o de la superficie del metal depende de la ubicación del fundidor o la cuchara.

Sensores de composición química

V fundición los más extendidos son los métodos químicos y físico-químicos para el control de la composición química de las aleaciones.

Para reducir la duración de las operaciones preparatorias y los análisis, se desarrollan medidas organizativas y técnicas para acelerar el proceso de análisis.

En este sentido, cobran especial importancia las cuestiones sobre la mecanización y automatización de la preparación de muestras, su transporte al laboratorio, así como la creación de dispositivos de registro y transmisión de datos analíticos a los sistemas de gestión.

Junto a los métodos químicos y fisicoquímicos, en los últimos años se utilizan métodos físicos para análisis rápidos: termográficos, espectrales, magnéticos, etc.