Moyens techniques de mesure et de contrôle en fonderie

L'amélioration de l'efficacité et de la qualité du contrôle des processus de coulée est liée à la résolution des problèmes de mesure et de contrôle de divers paramètres technologiques qui affectent le déroulement des processus ou sont les principaux indicateurs de qualité. Ces paramètres dans une fonderie comprennent :

• niveau de chargement des matériaux chargés dans les fonderies, ainsi que dans les trémies des départements pour la préparation du mélange et du mélange;

• niveau de métal liquide dans les moules de coulée ;

• masse, consommation, densité, concentration et composition chimique de divers matériaux;

• l'humidité, la température, la fluidité ou la formabilité des mélanges ;

• composition chimique et température des masses fondues, etc.

Le contrôle de ces paramètres est difficile, car en plus des exigences habituelles de précision, de rapidité, de sensibilité, de stabilité des caractéristiques imposées à tous les capteurs, pour les capteurs installés dans les fonderies, des exigences supplémentaires sont requises pour la solidité, la résistance aux matériaux agressifs, les hautes températures , poussière, vibrations, etc.

Le contrôle des paramètres technologiques les plus importants dans les processus de coulée n'est pas entièrement résolu, et le développement de nouvelles méthodes et moyens de mesure et de contrôle est nécessaire, en utilisant les résultats d'études statistiques, le calcul des paramètres par des indicateurs indirects utilisant contrôleurs, les technologies informatiques modernes, etc.

Capteurs de niveau

Capteurs de niveau de matériau de fonderie Ils sont largement utilisés dans les systèmes de contrôle pour la préparation et le chargement d'une charge dans les unités de fusion, la préparation d'un mélange et le versement de la masse fondue dans des moules.

La principale exigence pour les capteurs de niveau est une fiabilité de fonctionnement élevée, car une fausse manœuvre ou une panne entraîne une situation d'urgence dans le processus technologique : débordement ou vidange des conteneurs, des unités de fusion, débordement ou sous-remplissage des métaux dans le moule, etc.

Dans les systèmes de contrôle pour la préparation du chargement et le chargement des unités de fusion dans une fonderie, utilisez des capteurs de niveau à tige, à treuil, à levier, à contact, thermostatiques, photoélectriques et autres.

Capteur de niveau la charge est structurellement réalisée sous la forme d'une baguette en acier se déplaçant dans la cavité contrôlée de la tourelle. Le piston est articulé avec une bascule, qui est entraînée par un électro-aimant et revient à sa position d'origine par un ressort.

Lorsque la tension du moteur est appliquée au circuit électrique, une came tourne, ce qui ferme périodiquement le contact situé dans le circuit de relais intermédiaire. Le relais, lorsqu'il est actionné, active un électroaimant qui amène la tige de nettoyage dans la zone contrôlée du dôme.

S'il n'y a pas de charge dans l'espace contrôlé, le piston, en se déplaçant, ferme un contact dans le circuit de relais de signal, qui émet une impulsion de commande pour charger la charge dans le dôme.

Capteur de niveau de treuil est un bloc tournant avec un câble souple, à une extrémité duquel une charge est suspendue. L'appareil est monté dans un coude creux spécial au-dessus de la fenêtre de remplissage du dôme. Pour protéger le genou de l'exposition à des températures élevées, il est soufflé en continu avec de l'air comprimé.

Le fonctionnement du capteur et du système de chargement est bloqué de telle manière que le déchargement de la tête commence lorsque la charge est levée, et la descente de la charge ne commence qu'après le déchargement de la tête suivante.

Capteur de niveau à levier se compose d'un levier monté dans la brique en fonte du dôme et d'une tige avec un ressort à l'extrémité de laquelle sont montés les contacts de démarrage. Lorsque le dôme est complètement chargé, le levier pénètre dans la cavité de la brique et les contacts s'ouvrent. Lorsque la charge descend sous le levier, celui-ci est pressé par le ressort, les contacts se ferment et donnent un signal de charge à l'oreille suivante.

Les capteurs décrits ont une conception simple et peuvent être produits dans n'importe quelle fonderie. Cependant, la présence de pièces mobiles réduit leur fiabilité dans des conditions de température élevée, de pollution par les gaz et de poussière. Capteurs plus fiables basés sur l'utilisation des propriétés physiques des matériaux chargés et des gaz résiduaires, ils comprennent l'électrocontact, le thermostatique, le photoélectrique, le radioactif, les jauges, etc.

Capteur de niveau de charge avec contact électrique il a une conception simple et une conception de circuit, ce qui a conduit à sa large utilisation dans les systèmes de charge.

Le capteur est constitué de quatre contacts, isolés avec une garniture en amiante, montés dans des briques en fonte au sommet de la maçonnerie du dôme. Le niveau de disposition des contacts coïncide avec le niveau spécifié de gestion des matériaux de charge.

Les extrémités extérieures des contacts sont connectées par paires et sont incluses dans le circuit de relais de signal. Si le niveau de charge est dans les limites spécifiées, les contacts à travers la charge ferment le circuit de la bobine du relais de signal. Lorsque le niveau tombe en dessous de la valeur définie, le relais s'éteint et donne un signal pour charger le lot.

Sonde thermostatique Ur Bélier les frais sont basés sur l'utilisation du thermostat de la salle de bain. Lors de la charge ou lorsque le niveau de charge chute pendant le processus de fusion en dessous d'une valeur prédéterminée, les gaz du dôme ne sont pas gênés, en fait, montent sans entrer dans le thermostat. Lorsque la charge atteindra un certain niveau de contrôle, la couche de charge crée une résistance au libre passage des gaz chauds vers le haut et une partie du gaz pénètre dans le canal du thermostat, ce qui génère un signal pour arrêter le prélèvement.

Capteur de niveau radioactif basé sur l'absorption du rayonnement radioactif de charge. Étant donné que la capacité d'absorption des matériaux de charge est des dizaines de fois supérieure à la capacité d'absorption de l'air, lorsque la charge tombe en dessous du niveau de contrôle, l'intensité de rayonnement des compteurs augmente et l'appareil électronique envoie un signal de commande au système de charge. Le cobalt radioactif est utilisé comme source de rayonnement.

Capteurs de niveau pour les matériaux en vrac et liquides dans les trémies

Ils sont largement utilisés pour contrôler le niveau de matériaux de remplissage et de moulage dans les trémies dispositifs de signalisation à électrodes et capacitifs... La base du travail de tels dispositifs de signalisation est la dépendance de la résistance électrique (capacité électrique) entre les électrodes sur les propriétés du milieu.

Dispositif de signalisation conductimétrique fournit un contrôle fiable du niveau de matériaux en vrac dans les trémies avec une résistance du circuit de signal ne dépassant pas 25 mOhm. Les dispositifs de signalisation à deux électrodes avec deux relais de sortie sont utilisés pour la commande à deux positions et la signalisation de niveau.

Dans les départements de mélange des fonderies, en plus des dispositifs de signalisation électronique, ils utilisent capteurs de niveau radioactifs et mécaniques.

Parmi les capteurs mécaniques, les capteurs à membrane sont les plus courants en raison de leur simplicité de conception et de leur facilité de maintenance.

Le capteur à membrane se compose d'un élément élastique avec un cadre de serrage et des micro-interrupteurs. Installez-le dans le mur botlock. Lorsque le niveau du matériau contrôlé est supérieur au cadre de serrage du dispositif de signalisation, la pression du matériau est transférée à l'élément élastique (membrane) qui, se déformant, appuie sur la tige du micro-interrupteur de fermeture ° Ccircuit de signal.

Capteurs de présence de matériaux sur les convoyeurs

Des capteurs de présence de matériaux sur les convoyeurs des systèmes de transport de flux, ainsi que sur les tapis, les tabliers, les alimentateurs vibrants permettent d'assurer le contrôle et le fonctionnement continu des systèmes de contrôle des processus de dosage et de mélange.

Dans les systèmes de mélange de fondoir, ils utilisent capteur électromécanique de présence de charge sur le feeder, qui est un peigne métallique monté au-dessus du chargeur, dont les plaques sont fixées dans des charnières et s'écartent en fonction de l'épaisseur de la matière sur le chargeur.

D'autres conceptions de capteurs électromécaniques sont connues, mais leur utilisation est limitée en raison de la courte durée de vie et de la nécessité de sélectionner la taille et le matériau de la sonde dans chaque cas particulier.

Capteurs électriques de contact (dispositifs de signalisation) diffèrent des électromécaniques par une fiabilité et une interchangeabilité accrues.

Parmi les capteurs sans contact, ils occupent une place particulière capteurs capacitifs de présence de matière sur le convoyeur, caractérisé par une conception simple de l'élément sensible et une grande fiabilité.

L'élément sensible du capteur capacitif est constitué de deux plaques métalliques planes isolées montées affleurantes sous la bande transporteuse. En tant que circuit de mesure, en règle générale, un autogénérateur est utilisé, dans le circuit de rétroaction duquel un élément sensible est connecté.

Lorsque du matériau apparaît sur la bande transporteuse, la capacité de l'élément sensible change, ce qui provoque la rupture des oscillations de l'oscillateur et active le relais de signal.

Capteurs de contrôle de remplissage de moules

Le système de contrôle pour le processus de coulée de métal liquide dans des moules de fonderie Il a un compteur avec une grande valeur et un remplissage de forme.

Capteur électromagnétique est un électroaimant avec sa bobine de relais incluse dans le circuit. Déposez-le sur la forme Oh... Lors du remplissage du moule, le métal se soulève et remplit la rainure fermée le long du contour.

Lorsqu'un courant alternatif circule à travers la bobine d'un électroaimant dans une boucle fermée de métal liquide, une FEM est induite et un champ magnétique apparaît en interaction avec le champ de l'électroaimant. Cela modifie la résistance inductive de la bobine et le relais de sortie donne un signal pour terminer le moule et arrêter la coulée.

Capteur photométrique comprend un filtre infrarouge installé au-dessus de la sortie du formulaire, un récepteur et un amplificateur avec un relais de signal.

Lors du remplissage sous forme de métal liquide, frapper les rayons lumineux du filtre de lumière puis vers le récepteur. Le signal de sortie du récepteur est amplifié par l'amplificateur et envoyé à la bobine du relais de signal, qui envoie la commande appropriée au système de charge. Les capteurs sont efficaces lorsqu'ils sont utilisés pour contrôler le remplissage de moules sablo-argileux à haute teneur en métal.

Capteurs d'humidité

Des capteurs vagues sont utilisés dans les systèmes de contrôle de processus de mélange pour obtenir des sables de moulage et de noyau avec certaines propriétés technologiques.

Données conductimétriques humidité maternelle réalisé sous la forme d'une sonde métallique installée dans les glissières ou dans la trémie. L'utilisation du capteur avec des dispositifs de correction de température permet de stabiliser les propriétés du mélange.

Capteur d'humidité capacitifet est un condensateur dont les électrodes sont les galets des galets et un anneau métallique, isolé du corps des galets, monté dans une rainure en fond des galets selon le diamètre intérieur de rotation de leurs galets.

Pour le contrôle automatique continu de la teneur en humidité dans les matériaux en mouvement, les capteurs de débit capacitifs sont intéressants, ce qui permet de fournir une mesure sans contact de la teneur en humidité dans les matériaux en mouvement.

Il convient de noter que les méthodes de contrôle électrique existantes (conductométrique, capacitive, inductive, etc.) ne peuvent être utilisées que dans les cas où des facteurs tels que la composition de la granulométrie du mélange, la teneur en liant et additifs, l'homogénéité de leur distribution, degré de compactage et température restent constants.

L'obtention de la constance de ces paramètres en l'absence de systèmes de préparation et de stabilisation des propriétés des matières premières permet des méthodes de contrôle qualité du sable de moulage lors de sa préparation selon les principales propriétés technologiques : moulage, compactage, fluidité, fluidité, etc.

Capteurs de température

Pour contrôler la température des métaux liquides, utilisez largement des méthodes de contact et sans contact. Mesures basées sur l'application thermocouple à immersion et pyromètres de différentes conceptions.

Thermocouples submersiblesConçu pour une utilisation à long terme, contient un revêtement protecteur thermocoupleNS et des raccords refroidis à l'eau. Les thermoélectrodes sont généralement constituées de fil de platine.

Le thermocouple à commande automatique donne une bonne reproductibilité des lectures avec une utilisation répétée et intermittente sans changer la jonction thermique et le capuchon de protection. Dans la plupart des cas, ces thermocouples sont utilisés pour contrôler la température du bain d'acier en fusion dans les fours électriques.

La mesure de la température des liquides fondus par des méthodes de contact (thermocouples à immersion) est difficile en raison de la résistance insuffisante des pointes de protection, des changements dans les caractéristiques d'étalonnage du thermocouple et d'autres raisons. De plus, en brefvLes mesures périodiques de la ceinture ne peuvent pas donner une idée correcte de l'état de température de toute la masse de fer liquide.

C'est pourquoi ils sont répandus dans la fonderie méthodes de contrôle de la température sans contact, ce qui permet d'effectuer des mesures continues à long terme et d'utiliser leurs résultats dans des systèmes de contrôle.

L'introduction industrielle de méthodes sans contact vous permet d'exclure toute influence sur les résultats de mesure des scories et autres films à la surface de la fonte, ainsi que sur les paramètres du milieu intermédiaire (poussière, teneur en gaz, etc.). Utilisation pour la mesure de température sans contact pyromètrescette vue du flux ou de la surface métallique dépend de l'emplacement du fondoir ou de la poche.

Capteurs de composition chimique

V fonderie les plus répandues sont les méthodes chimiques et physico-chimiques de contrôle de la composition chimique des alliages.

Afin de réduire la durée des opérations préparatoires et des analyses, des mesures organisationnelles et techniques sont développées pour accélérer le processus d'analyse.

Dans cette optique, les questions sur la mécanisation et l'automatisation de la préparation des échantillons, leur transport au laboratoire, ainsi que la création de dispositifs d'enregistrement et de transmission des données analytiques aux systèmes de gestion deviennent particulièrement importantes.

A côté des méthodes chimiques et physico-chimiques, on utilise depuis quelques années des méthodes physiques pour l'analyse express : thermographiques, spectrales, magnétiques, etc.