الوسائل التقنية للقياس والتحكم في المسبك

يرتبط تحسين كفاءة وجودة التحكم في عملية الصب بحل مشاكل القياس والتحكم في مختلف المعايير التكنولوجية التي تؤثر على مسار العمليات أو هي مؤشرات الجودة الرئيسية. تتضمن هذه المعلمات في المسبك ما يلي:

• مستوى شحن المواد المشحونة في مصانع الصهر ، وكذلك في قواديس الأقسام لتحضير الخليط والمزيج ؛

• مستوى المعدن السائل في قوالب الصب ؛

• الكتلة والاستهلاك والكثافة والتركيز والتركيب الكيميائي للمواد المختلفة ؛

• الرطوبة أو درجة الحرارة أو السيولة أو قابلية تشكيل المخاليط ؛

• التركيب الكيميائي ودرجة حرارة الذوبان ، إلخ.

يعد التحكم في هذه المعلمات أمرًا صعبًا ، لأنه بالإضافة إلى المتطلبات المعتادة للدقة والسرعة والحساسية واستقرار الخصائص المفروضة على جميع أجهزة الاستشعار ، بالنسبة لأجهزة الاستشعار المثبتة في المسابك ، فإن المتطلبات الإضافية مطلوبة للقوة ومقاومة المواد العدوانية ودرجات الحرارة المرتفعة والغبار والاهتزازات وما إلى ذلك.

لم يتم حل التحكم في أهم المعلمات التكنولوجية في عمليات الصب بشكل كامل ، ومن الضروري إجراء مزيد من التطوير لطرق ووسائل القياس والتحكم الجديدة ، باستخدام نتائج الدراسات الإحصائية ، وحساب المعلمات بواسطة المؤشرات غير المباشرة باستخدام وحدات تحكم، وتقنيات الكمبيوتر الحديثة ، وما إلى ذلك.

مستشعرات المستوى

مستشعرات مستوى مواد المسبك تستخدم على نطاق واسع في أنظمة التحكم لتحضير وشحن شحنة في وحدات الصهر ، وتحضير خليط وصب المصهور في قوالب.

المطلب الرئيسي لأجهزة استشعار المستوى هو الموثوقية التشغيلية العالية ، لأن التشغيل أو الفشل الخاطئ يؤدي إلى حالة طارئة في العملية التكنولوجية: تجاوز أو إفراغ الحاويات ، وحدات الصهر ، التدفق الزائد أو نقص ملء المعادن في القالب ، إلخ.

في أنظمة التحكم لتحضير شحن وشحن وحدات الصهر في المسبك ، استخدم مستشعر صارم ، ونش ، ورافعة ، وملامس ، وثرموستاتي ، وكهروضوئي ، ومستشعرات المستوى الأخرى.

مستوى الحساس يتم تصنيع الشحنة هيكليًا على شكل صخرة فولاذية تتحرك في التجويف المتحكم فيه للبرج. المكبس مفصلي بواسطة هزاز ، يتم تشغيله بواسطة مغناطيس كهربائي ويعود إلى موضعه الأصلي بواسطة زنبرك.

عندما يتم تطبيق الجهد من المحرك على الدائرة الكهربائية ، تدور الكاميرا ، والتي تغلق بشكل دوري جهة الاتصال الموجودة في دائرة الترحيل الوسيطة. عند تشغيل التتابع ، يقوم بتشغيل مغناطيس كهربائي يجلب قضيب التنظيف إلى المنطقة الخاضعة للتحكم في القبة.

في حالة عدم وجود شحنة في المساحة الخاضعة للرقابة ، يقوم المكبس ، أثناء تحركه ، بإغلاق جهة اتصال في دائرة ترحيل الإشارة ، والتي تصدر نبضة أوامر لشحن الشحنة في القبة.

مستشعر مستوى الونش عبارة عن كتلة دوارة بكابل مرن ، يتم تعليق الحمل في أحد طرفيه. يتم تثبيت الجهاز في منحنى مجوف خاص فوق نافذة ملء القبة. لحماية الركبة من التعرض لدرجات حرارة عالية ، يتم نفخها باستمرار بالهواء المضغوط.

يتم حظر تشغيل المستشعر ونظام التحميل بحيث يبدأ تفريغ الرأس عند رفع الحمولة ، ويبدأ خفض الحمل فقط بعد تفريغ الرأس التالي.

مستشعر مستوى الرافعة يتكون من رافعة مثبتة في الطوب المصبوب من الحديد الزهر وقضيب به زنبرك في نهايته يتم تثبيت ملامسات البداية. عندما يتم تحميل القبة بالكامل ، تدخل الرافعة في تجويف الطوب وتفتح جهات الاتصال. عندما تنخفض الشحنة أسفل الرافعة ، يتم ضغط الأخير بواسطة الزنبرك ، وتغلق جهات الاتصال وتعطي إشارة الشحن إلى الأذن التالية.

تتميز المستشعرات الموصوفة بتصميم بسيط ويمكن إنتاجها في أي مسبك. ومع ذلك ، فإن وجود الأجزاء المتحركة يقلل من موثوقيتها في ظروف ارتفاع درجة الحرارة وتلوث الغاز والغبار. أجهزة استشعار أكثر موثوقية تعتمد على استخدام الخواص الفيزيائية للمواد المشحونة وغازات النفايات ، وتشمل التلامس الكهربائي ، والحرارة ، والكهروضوئية ، والمشعة ، والمقاييس ، إلخ.

مستشعر مستوى الشحن مع التلامس الكهربائي تتميز بتصميم بسيط ودائرة كهربائية ، مما أدى إلى استخدامها على نطاق واسع في أنظمة الشحن.

يتكون المستشعر من أربعة جهات اتصال ، معزولة بحشوة الأسبستوس ، مثبتة في طوب من الحديد الزهر في الجزء العلوي من بناء القبة. يتزامن مستوى ترتيب جهات الاتصال مع المستوى المحدد لإدارة مواد الشحن.

يتم توصيل الأطراف الخارجية لجهات الاتصال في أزواج ويتم تضمينها في دائرة ترحيل الإشارة. إذا كان مستوى الشحن ضمن الحدود المحددة ، فإن جهات الاتصال عبر الشحنة تغلق دائرة ملف ترحيل الإشارة. عندما ينخفض ​​المستوى عن القيمة المحددة ، يتوقف التتابع ويعطي إشارة لشحن الدُفعة.

جهاز استشعار ثرموستاتي أور برج الحمل تعتمد الرسوم على استخدام ترموستات الحمام. عند الشحن أو عندما ينخفض ​​مستوى الشحن أثناء عملية الانصهار إلى ما دون قيمة محددة مسبقًا ، فإن غازات القبة بلا عوائق ، في الواقع ، ترتفع دون دخول منظم الحرارة. عندما تصل الشحنة إلى مستوى تحكم معين ، تخلق طبقة الشحن مقاومة للمرور الحر للغازات الساخنة ويدخل بعض الغازات إلى قناة الثرموستات ، مما يولد إشارة لإيقاف الانسحاب.

مستشعر المستوى المشع على أساس امتصاص الشحنة الإشعاعية المشعة. نظرًا لأن القدرة الاستيعابية لمواد الشحن أعلى بعشرات المرات من السعة الامتصاصية للهواء ، فعندما تنخفض الشحنة إلى ما دون مستوى التحكم ، تزداد شدة إشعاع العدادات ويصدر الجهاز الإلكتروني إشارة تحكم إلى نظام التحميل. يستخدم الكوبالت المشع كمصدر للإشعاع.

مستشعرات المستوى للمواد السائبة والسائلة في القواديس

تستخدم على نطاق واسع للتحكم في مستوى مواد الملء والقولبة في القواديس أجهزة الإشارات الكهربائية والسعة... أساس عمل أجهزة الإشارات هذه هو اعتماد المقاومة الكهربائية (السعة الكهربائية) بين الأقطاب الكهربائية على خصائص الوسط.

جهاز إشارات قياس التوصيل يوفر تحكمًا موثوقًا به في مستوى المواد السائبة في القواديس بمقاومة دائرة الإشارة لا تزيد عن 25 ميغا أوم. يتم استخدام أجهزة إشارات ثنائية القطب مع مرحلتي إخراج للتحكم في موضعين وإشارات المستوى.

في أقسام الخلط في المسابك ، يتم استخدام أجهزة الإشارات الإلكترونية مستشعرات المستوى الإشعاعي والميكانيكي.

من بين المستشعرات الميكانيكية ، تعد مستشعرات الغشاء الأكثر شيوعًا نظرًا لبساطتها في التصميم وسهولة صيانتها.

يتكون مستشعر الحجاب الحاجز من عنصر مرن بإطار تثبيت ومفاتيح صغيرة. تثبيته في botlock الجدار. عندما يكون مستوى المادة الخاضعة للرقابة أعلى من إطار التثبيت لجهاز الإشارة ، يتم نقل الضغط من المادة إلى العنصر المرن (الغشاء) ، والذي ، في حالة تشوهه ، يضغط على قضيب دائرة الإغلاق الدقيقة ° C.

مجسات لوجود المواد على السيور الناقلة

تسمح مستشعرات وجود المواد على ناقلات أنظمة نقل التدفق ، وكذلك على الحزام ، والمآزر ، والمغذيات الاهتزازية بضمان التحكم والتشغيل المستمر لأنظمة التحكم في الجرعات وعمليات الخلط.

في أنظمة الخلط التي يستخدمونها جهاز استشعار كهروميكانيكي لوجود شحنة على وحدة التغذية، وهو عبارة عن مشط معدني مركب فوق وحدة التغذية ، ويتم تثبيت ألواحه في مفصلات وتنحرف اعتمادًا على سمك المادة الموجودة على وحدة التغذية.

التصميمات الأخرى لأجهزة الاستشعار الكهروميكانيكية معروفة ، لكن استخدامها محدود بسبب العمر التشغيلي القصير والحاجة إلى تحديد حجم ومواد المسبار في كل حالة محددة.

مستشعرات التلامس الكهربائية (أجهزة الإشارة) تختلف عن الكهروميكانيكية في زيادة الموثوقية وإمكانية التبادل.

من بين أجهزة الاستشعار غير المتصلة ، فإنها تحتل مكانًا خاصًا أجهزة استشعار سعوية لوجود المواد على الناقلتتميز بتصميم بسيط للعنصر الحساس وموثوقية عالية.

يتكون العنصر الحساس لجهاز الاستشعار السعوي من لوحين معدنيين معزولين مسطّحين مثبتين على تدفق أسفل الحزام الناقل. كدائرة قياس ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام مولد تلقائي ، في دائرة التغذية المرتدة التي يتصل بها عنصر حساس.

عندما تظهر المادة على الحزام الناقل ، تتغير سعة العنصر الحساس ، مما يتسبب في كسر اهتزازات المذبذب وتنشيط مرحل الإشارة.

مجسات التحكم في تعبئة القالب

نظام التحكم في عملية صب المعدن السائل في قوالب المسبك يحتوي على عداد ذو قيمة كبيرة وملء للقوالب.

جهاز استشعار كهرومغناطيسي هو مغناطيس كهربائي مع ملف الترحيل الخاص به المتضمن في الدائرة. ضعه على النموذج أوه ... عند ملء القالب ، يرتفع المعدن ويملأ الأخدود المغلق على طول الكفاف.

عندما يتدفق التيار المتناوب عبر ملف مغناطيس كهربائي في حلقة مغلقة من معدن سائل ، يتم إحداث EMF ويظهر مجال مغناطيسي يتفاعل مع مجال المغناطيس الكهربائي. يؤدي هذا إلى تغيير المقاومة الاستقرائية للملف ويعطي مرحل الإخراج إشارة لإكمال القالب وإيقاف الصب.

جهاز استشعار ضوئي يتضمن مرشح الأشعة تحت الحمراء المثبت فوق إخراج النموذج وجهاز استقبال ومكبر للصوت مع مرحل إشارة.

عند ملء شكل معدن سائل ، اصطدم بأشعة ضوء مرشح الضوء ثم إلى المستقبل. يتم تضخيم إشارة خرج جهاز الاستقبال بواسطة مكبر الصوت وتغذيتها إلى ملف ترحيل الإشارة ، والذي يصدر الأمر المناسب لنظام الشحن. تكون المستشعرات فعالة عند استخدامها للتحكم في تعبئة قوالب الطين الرملي ذات المحتوى المعدني العالي.

مجسات الرطوبة

تُستخدم مستشعرات الغموض في خلط أنظمة التحكم في العمليات للحصول على رمال الصب والقلب مع خصائص تكنولوجية معينة.

قياس رطوبة الأمهات مصنوعة على شكل مسبار معدني مثبت في العدائين أو في القادوس. يسمح استخدام المستشعر مع أجهزة تصحيح درجة الحرارة بتثبيت خصائص الخليط.

مستشعر رطوبة بالسعةو عبارة عن مكثف تكون أقطابه الكهربائية عبارة عن بكرات للعدائين وحلقة معدنية ، معزولة عن جسم العدائين ، مثبتة في عداء أسفل أخدود على طول القطر الداخلي لدوران بكراتهم.

من أجل التحكم التلقائي المستمر في محتوى الرطوبة في المواد المتحركة ، تعتبر مستشعرات التدفق السعوي ذات أهمية ، مما يجعل من الممكن توفير قياس عدم التلامس لمحتوى الرطوبة في المواد المتحركة.

وتجدر الإشارة إلى أن طرق التحكم الكهربائية الحالية (قياس الموصلية ، والسعة ، والاستقرائي ، وما إلى ذلك) يمكن استخدامها فقط في الحالات التي تكون فيها العوامل مثل تكوين حجم حبيبات الخليط ، ومحتوى المادة الرابطة والمواد المضافة ، والتوحيد من توزيعها ودرجة الضغط ودرجة الحرارة تظل ثابتة.

إن تحقيق ثبات هذه المعلمات في حالة عدم وجود أنظمة لإعداد وتثبيت خصائص مواد البداية يسمح بطرق مراقبة جودة رمل القولبة أثناء تحضيره وفقًا للخصائص التكنولوجية الرئيسية: التشكيل ، الضغط ، السيولة ، السيولة ، إلخ.

مجسات درجة الحرارة

للتحكم في درجة حرارة المعادن المعدنية السائلة على نطاق واسع ، استخدم طرق الاتصال وعدم الاتصال. القياسات القائمة على التطبيق الحرارية الغمر و البيرومترات من تصميمات مختلفة.

المزدوجات الحرارية الغاطسةمصممة للاستخدام على المدى الطويل ، وتحتوي على طلاء واقي للمزدوجات الحرارية وتجهيزات مبردة بالماء. تصنع الأقطاب الكهربائية عادة من سلك بلاتيني.

توفر المزدوجة الحرارية التي يتم تشغيلها تلقائيًا إمكانية استنساخ جيدة للقراءات مع الاستخدام المتكرر والمتقطع دون تغيير الوصلة الحرارية والغطاء الواقي. في معظم الحالات ، تستخدم هذه المزدوجات الحرارية للتحكم في درجة حرارة حمام الفولاذ المصهور في الأفران الكهربائية.

من الصعب قياس درجة حرارة السائل المنصهر عن طريق طرق التلامس (المزدوجات الحرارية الغاطسة) بسبب عدم كفاية المقاومة للأطراف الواقية ، والتغيرات في خصائص معايرة المزدوجات الحرارية ، وأسباب أخرى. أيضًا ، باختصار ، لا يمكن للقياسات الدورية للحزام أن تعطي فكرة صحيحة عن حالة درجة حرارة الكتلة الكاملة للحديد السائل.

هذا هو السبب في أنها منتشرة في المسبك طرق التحكم في درجة الحرارة غير المتصلةمما يجعل من الممكن إجراء قياسات مستمرة طويلة المدى واستخدام نتائجها في أنظمة التحكم.

يتيح لك الإدخال الصناعي لطرق عدم الاتصال استبعاد التأثير على نتائج قياس الخبث والأفلام الأخرى على سطح الحديد الزهر ، بالإضافة إلى معلمات الوسيط الوسيط (الغبار ، محتوى الغاز ، إلخ). استخدم لقياس درجة حرارة عدم التلامس البيرومتراتيعتمد هذا المنظر للتيار أو السطح المعدني على موقع المصهر أو المغرفة.

مجسات للتركيب الكيميائي

يعتبر المسبك الخامس الأكثر انتشارًا هو الطرق الكيميائية والفيزيائية الكيميائية للتحكم في التركيب الكيميائي للسبائك.

من أجل تقليل مدة العمليات التحضيرية والتحليلات ، يتم تطوير التدابير التنظيمية والفنية لتسريع عملية التحليل.

في ضوء ذلك ، فإن الأسئلة المتعلقة بميكنة وأتمتة تحضير العينات ، ونقلها إلى المختبر ، وكذلك إنشاء أجهزة لتسجيل البيانات التحليلية ونقلها إلى أنظمة الإدارة ، تصبح ذات أهمية خاصة.

إلى جانب الأساليب الكيميائية والفيزيائية الكيميائية ، تم استخدام الطرق الفيزيائية في السنوات الأخيرة للتحليل السريع: التصوير الحراري ، والطيفي ، والمغناطيسي ، إلخ.