Автоматическое управление потоком расплавленного металла

25 декабря Автоматическое регулирование потока расплавленного металла

Posted at 08:33h in Новости by AdTech 0 Comments

0 Likes

Автоматическое регулирование потока расплавленного металла

Сегодня для производителей алюминия актуальным вопросом является поиск путей повышения качества и производительности литья.
Этот вопрос также часто стоит на повестке дня подобных конференций, причем темы и технологии, позволяющие решить эту задачу, могут быть самыми разными.
Регулирование потока расплавленного металла путем поддержания заданных уровней или схем изменения уровня является одним из эффективных средств для достижения этой цели.
Компания «Perimeter» специализируется на разработке систем для измерения уровня расплавленных цветных металлов и регулирования расхода расплавленного металла.
Благодаря интеграции продукции компании Precimeter любая литейная машина или технологический процесс может быть оснащен системой автоматического контроля уровня и расхода.
Благодаря модернизации любую существующую литейную линию, работающую по традиционной технологии, можно легко оснастить технологией Precimeter и экономично повысить эффективность литья. В данной статье основное внимание будет уделено основным преимуществам автоматического контроля уровня и тому, как некоторые заводы добились улучшений в процессе литья слябов (или прокатных слитков) методом DC (Direct Chill) после внедрения технологии Precimeter.

1. Введение

При отливке плит на качество продукции влияет множество различных факторов и параметров. Система охлаждения, расход и температура воды, дегазация, фильтрация, температура плавления, утончение зерна, скорость литья и т. д. — все это важные факторы, не имеющие прямой связи с регулированием уровня металла.

Однако при анализе распределения металла, его переноса, скорости заполнения, оптимизации охлаждения и затвердевания металла контроль уровня металла является мощным инструментом, необходимым для уменьшения зоны корки, предотвращения закручивания краев и образования трещин, а также для улучшения структуры поверхности.

Контроль уровня металла и расхода также обеспечит повторяемость процессов и отслеживаемость с помощью технологических рецептов. Благодаря точному контролю уровня металла завод сможет повысить производительность за счет увеличения коэффициента извлечения, сокращения продолжительности циклов и уменьшения времени простоя. Кроме того, что, пожалуй, является самым важным, безопасность операторов значительно повысится благодаря применению распылительных технологий при запуске и остановке оборудования.

2. Оборудование для контроля уровня металла и расхода при литье слябов методом прямого литья

Типичная полностью автоматическая система разливки может состоять из датчиков уровня металла ProH, стартовых заслонок, позиционеров штифтов и системы управления печью (например, привода для слива металла или системы управления наклонной печью). Это оборудование легко устанавливается на существующую система стирки с помощью имеющихся на месте средств или с использованием универсальной монтажной конструкции Precimeter, подходящей для желобов любого типа и размера.

2.1 Датчики

Лазерный датчик с цифровой камерой Precimeter был разработан исключительно для измерений на поверхностях расплавленного металла. Серия Precimeter ProH специально разработана для обеспечения высокой производительности при различных применениях в алюминиевой (и других цветных металлах) промышленности. Стабильность и точность измерений (обычно 0,1 мм) при работе с любыми сплавами делают эти датчики одними из самых эффективных на рынке для контроля уровня в литейных формах. Датчики Precimeter ProH используются по всему миру большинством крупных производителей алюминия, а также интегрируются многими производителями литейного оборудования в свои
литейные линии и оборудование.

2.2 Приводы

Для регулирования потока металла в машине для литья слябов постоянного тока используется привод положения штифта, который регулирует поток металла через штифт/сопло Настройка. Регулировка осуществляется с высокой точностью благодаря использованию шаговых двигателей, которые управляют перемещением штифтов с шагом всего 0,01 мм. Еще одной важной особенностью машин для литья слябов постоянного тока является отказоустойчивая конструкция приводов, обеспечиваемая функцией аварийного закрытия, которая останавливает (или, при необходимости, открывает) поток металла в случае потери питания или других аварийных ситуаций.
Также доступны другие типы приводов, такие как регулируемые заслонки и приводы с отсекающим клапаном, которые обеспечивают полный контроль за перемещением металла и регулированием расхода.

2.3 Системы контроля уровня металла (MLC)

Система Precimeter MLC представляет собой систему управления, в которой используются высокопроизводительные ПЛК, интерфейсы HMI и компьютеры для управления процессом литья, регистрации и анализа данных, а также регулирования потока металла. Система MLC легко интегрируется и сочетается с существующими системами управления процессом литья
оборудование и различные инженерные системы шахты.

2.4 Внедрение литейного цеха

Сегодня при приобретении новой литейной линии или литейной машины большинство поставщиков предлагают систему автоматического контроля уровня в литейной формы. Для многих компаний, особенно небольших производителей, это может повлечь за собой значительные инвестиции в замену всего (или части) оборудования на литейной линии. Что все
о чём вы, возможно, не знаете, — это то, что некоторые преимущества новых литейных машин можно получить с меньшими инвестициями и без замены какого-либо существующего оборудования. Модернизировав вашу литейную машину с помощью продукции Precimeter для контроля уровня расплавленного металла, вы сможете получить некоторые преимущества, характерные для новых
оборудования позволяют добиться более высокого качества литья.

3. Факторы качества

3.1 Головка с низким содержанием металла

Хорошо известно, что литье с низкой металлической головкой сводит к минимуму скручивание торца и уменьшает зоны оболочки, что обеспечивает превосходное качество поверхности и высокий коэффициент извлечения. Это приводит к значительной экономии на последующих операциях по скребковому очистке и обрезке кромок.

3.2 Регулирование скорости заполнения

Регулируя фактическую скорость заполнения формы, можно оптимизировать начальный этап заполнения форм с учетом поведения сплава и эффективности охлаждения форм. Это поможет снизить напряжения в материале, которые приводят к образованию трещин и закручиванию краев. Как только будет найдена оптимальная скорость заполнения для конкретных условий литья, рецепт литья в системе MLC сохранит её и будет повторять при каждом литье.

Пример завода:

Одним из примеров сокращения количества трещин за счет регулирования скорости заливки является завод по производству бетонных плит в Великобритании. После перехода с системы контроля уровня по методу «Steady Eddy» на автоматическую систему контроля уровня с использованием оборудования Precimeter количество плит с трещинами сократилось со 10% до 5% (при литье самого сложного сплава).

Запуск удаления таблицы

Рис. 6 — Кривая уровня металла при литье, которая регулирует (в соответствии с рецептурой) скорость заполнения формы, опускание литьевого стола и уровни металла на протяжении всего процесса литья.
Рис. 7 — В расплаве металла не требуются поплавки. Измерение уровня с помощью бесконтактного лазерного датчика с камерой
Благодаря тщательной проработке и дифференцированной настройке скоростей заполнения форм в зависимости от размеров (и типов) форм и составов сплавов предприятию удалось снизить напряжения в материале и деформации, возникающие в начале процесса литья.
Как только вы найдете оптимальные настройки, различные рецепты для разных изделий позволят повторять процесс от литья к литью.