Control automático del flujo de metal fundido

25 de diciembre Control automático del flujo de metal fundido

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Las formas de mejorar la calidad y aumentar el rendimiento de la fundición constituyen un tema urgente entre los productores de aluminio en la actualidad.
Este tema también suele figurar en el orden del día de congresos como este, y los temas y las tecnologías para lograrlo son muy variados.
Controlar el flujo de metal fundido manteniendo niveles o patrones de nivel predefinidos es una herramienta muy eficaz para lograrlo.
Perimeter está especializada en aplicaciones para la medición del nivel de metales fundidos no ferrosos y el control del caudal de metales fundidos.
Gracias a la integración de los productos Precimeter, cualquier máquina o proceso de fundición puede disponer de un control automático del nivel y del caudal.
Mediante la modernización, cualquier línea de colada existente que utilice tecnología tradicional puede actualizarse fácilmente con la tecnología Precimeter y mejorar el rendimiento de la colada de forma rentable. Este artículo se centrará en las principales ventajas del control automático del nivel y en cómo algunas plantas han logrado mejoras en su proceso de colada de planchas (o lingotes de laminación) mediante el sistema DC (enfriamiento directo) tras implementar la tecnología Precimeter.

1. Introducción

A la hora de fabricar losas, hay muchos factores y parámetros diferentes que influyen en la calidad del producto. El sistema de enfriamiento, el caudal de agua y la temperatura, desgasificación, filtrado, las temperaturas de fusión, el refinado del grano, las velocidades de colada, etc., son factores importantes que no guardan ninguna relación directa con el control del nivel de metal.

Sin embargo, si tenemos en cuenta la distribución del metal, la transferencia de metal, los índices de llenado, la optimización de la refrigeración y la solidificación del metal, el control del nivel de metal es una herramienta muy eficaz que resulta imprescindible para reducir la zona de la capa exterior, evitar el rizado de los extremos y las grietas, y mejorar la estructura superficial.

El control del nivel de metal y del caudal también permitirá la repetibilidad y la trazabilidad a través de las recetas. Al controlar con precisión el nivel de metal, la planta ganará en productividad gracias a una mayor recuperación, ciclos más cortos y menos tiempos de inactividad. Además, y quizá lo más importante de todo, la seguridad de los operarios aumentará considerablemente gracias a las operaciones de arranque y parada atomizadas.

2. Equipos de control del nivel y del caudal de metal para la colada de lingotes en corriente continua

Un sistema de colada totalmente automático típico puede estar compuesto por sensores de nivel de metal ProH, presas de arranque, posicionadores de pasadores y un sistema de control del horno (como un actuador de vaciado o un sistema de control de horno basculante). Este equipo se instala fácilmente en el sistema existente sistema de lavado mediante recursos locales o utilizando el sistema de montaje flexible Precimeter, apto para cualquier tipo y tamaño de canaleta.

2.1 Sensores

El sensor láser para cámaras digitales Precimeter se ha desarrollado exclusivamente para realizar mediciones en superficies de metal fundido. La serie Precimeter ProH está diseñada específicamente para ofrecer un alto rendimiento en diferentes aplicaciones con aluminio (y otros metales no ferrosos). Su estabilidad y precisión de medición (normalmente de 0,1 mm) con cualquier aleación lo convierten en uno de los sensores de control de nivel de molde con mejor rendimiento disponibles actualmente en el mercado. Los sensores Precimeter ProH son utilizados en todo el mundo por la mayoría de los principales productores de aluminio y también son integrados por muchos fabricantes de equipos de fundición en sus
lanzas y carretes.

2.2 Actuadores

Para controlar el flujo de metal en una máquina de colada de lingotes de corriente continua, se utiliza un actuador de posición de pasador para ajustar el flujo de metal a través del pasador/boquilla Configuración. El ajuste es muy preciso gracias al uso de motores paso a paso que controlan el movimiento de los pasadores en pasos de tan solo 0,01 mm. El diseño a prueba de fallos de los actuadores, que incluye una función de cierre de emergencia que detiene (o abre, si se desea) el flujo de metal en caso de corte de corriente u otras situaciones de emergencia, es otra característica importante de las máquinas de colada de lingotes de corriente continua.
También hay disponibles otros tipos de actuadores, como las compuertas ajustables y los actuadores de cierre, que permiten un control completo de la transferencia de metal y del caudal.

2.3 Sistemas de control del nivel de metal (MLC)

Un sistema MLC de Precimeter es un sistema de control que utiliza controladores lógicos programables (PLC) de alto rendimiento, interfaces HMI y ordenadores para controlar, registrar y analizar el proceso de colada y el control del flujo de metal. El sistema MLC se integra y combina fácilmente con los sistemas de control de colada ya existentes.
máquinas y diversos sistemas de servicios públicos de la fosa.

2.4 Puesta en marcha de la fundición

Hoy en día, la mayoría de los proveedores ofrecen el control automático del nivel del molde al adquirir una nueva línea de fundición o una máquina de fundición. Para muchas empresas, especialmente los pequeños productores, esto puede suponer una inversión considerable para sustituir la totalidad (o parte) de los equipos de su línea de fundición. Lo que todo el mundo
Quizá no sepas que algunas de las ventajas que ofrecen las máquinas de fundición nuevas se pueden conseguir con una inversión menor y sin necesidad de sustituir ninguno de los equipos existentes. Al modernizar tu máquina de fundición con productos Precimeter para el control del nivel de metal fundido, podrás obtener algunas de las ventajas que ofrecen las nuevas
Los equipos permiten, por consiguiente, mejorar la calidad de la fundición.

3. Factores de calidad

3.1 Cabezal de bajo contenido en metales

Es bien sabido que la fundición con un contenido bajo de metal minimiza el rizado de los extremos y reduce las zonas de cáscara, lo que da como resultado superficies de calidad superior y altas tasas de recuperación. Esto se traduce en un ahorro significativo en las operaciones posteriores de desbaste y recorte de bordes.

3.2 Control de la tasa de cumplimiento

Al controlar la tasa de llenado real del molde, se puede optimizar el llenado inicial de los moldes para adaptarlo al comportamiento de la aleación y a la eficiencia de enfriamiento de los mismos. Esto contribuirá a reducir las tensiones y las deformaciones del material que provocan grietas y deformaciones en los bordes. Una vez encontrada la velocidad de llenado óptima para esa condición de fundición específica, la receta de fundición del sistema MLC la almacenará y la repetirá en cada fundición.

Ejemplo de planta:

Un ejemplo de reducción de grietas mediante el control de la velocidad de llenado es una planta de colada de losas situada en el Reino Unido. Tras pasar del control de nivel mediante «steady eddy» al control automático de nivel con productos Precimeter, el número de losas con grietas se redujo de 10% a 5% (en la colada de su aleación más difícil).

Iniciar eliminación de la tabla

Fig. 6 – Curva de nivel de metal que ajusta (a partir de la receta) la velocidad de llenado del molde, la caída de la mesa de colada y los niveles de metal a lo largo de toda la colada.
Fig. 7 – No se necesitan flotadores en el metal fundido. Medición del nivel mediante un sensor láser con cámara sin contacto.
Al calcular y ajustar las velocidades de llenado de los moldes de forma diferente en función del tamaño (y el tipo) de los mismos y de las aleaciones, la planta logró reducir las tensiones y las deformaciones del material que se producían al inicio de la fundición.
Una vez que hayas encontrado los ajustes óptimos, las diferentes recetas para cada producto permiten repetir el proceso en cada fundición.