Pobierz

XII KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2010
NOWOCZESNY SYSTEM ZARZĄDZANIA JAKOŚCIĄ
MASY FORMIERSKIEJ
NOWOCZESNY SYSTEM ZARZĄDZANIA JAKOŚCIĄ MASY
FORMIERSKIEJ
Waldemar BOJANOWSKI 1
Piotr WOŹNIAK 2
Wstęp
Przygotowania masy formierskiej o wysokich i stabilnych parametrach ma bardzo
duże znaczenia w produkcji odlewów. Do prawidłowego i optymalnego przebiegu procesu
przygotowania masy potrzebna jest jego ciągła i pełna kontrola oraz analiza niezbędnych
parametrów. Odpowiednio zaprojektowany i skonfigurowany układ sterowania,
wyposażony w urządzenia kontrolne, pomiarowe i regulacyjne może pełnić funkcję
systemu zarządzania jakością masy formierskiej.
Firma Technical, wyposażając stacje przerobu mas w systemy zarządzania jakością
masy, wykorzystuje własne rozwiązania jak i produkty renomowanych firm światowych.
Wśród nich dominują urządzenia niemieckiej firmy Michenfelder Elektrotechnik GmbH &
Co KG. Urządzenia te zainstalowane w odpowiednich miejscach systemu monitorują
przebieg procesu przerobu mas i regulują podstawowe własności masy formierskiej, wśród
których możemy wyszczególnić wilgotność oraz zagęszczalność masy.
Do automatycznego pomiaru i regulacji parametrów masy formierskiej w stacji
przerobu mas firma MICHNENFELDER-Niemcy oferuje najnowocześniejsze systemy
kontrolno-pomiarowe:
system MICOMP UNI Typ G-FBK do automatycznego ciągłego pomiaru
i ciągłej regulacji wilgotności masy formierskiej w chłodziarce
wibrofluidyzacyjnej; system gwarantuje uzyskanie dokładności wilgotności
masy formierskiej na wyjściu z chłodziarki z tolerancją: ±0,2% H2O;
system MICOMP UNI typ G-CH do automatycznego ciągłego pomiaru
i regulacji wilgotności masy formierskiej w mieszarce turbinowej; system
gwarantuje uzyskanie wilgotności masy formierskiej na wyjściu z mieszarki
z tolerancją: ±0,1% H2O,
system VEDIMAT-4 do automatycznego pomiaru i regulacji parametrów
masy formierskiej; system gwarantuje uzyskanie stopnia zagęszczalności
masy na stanowisku formierskim z tolerancją: ±2% od wartości zadanej.
system MiPro do wizualizacji procesów regulacji parametrów masy.
Dodatkowo własne rozwiązania firmy Technical zapewniają m in:
dokładne naważanie poszczególnych składników świeżej masy formierskiej
za pośrednictwem nowoczesnego systemu wag tensometrycznych,
monitoring prądów pobieranych przez poszczególne napędy biorące udział
w procesie mieszania masy,
1.
Pomiar i regulacja parametrów masy w chłodziarce wibrofluidyzacyjnej
W procesie przygotowania masy formierskiej ważne jest, aby masa zwrotna
(wybita), magazynowana w zbiornikach buforowych była odpylona, schłodzona i wstępnie
1
2
inż. Kierownik Pracowni Automatyki TECHNICAL, [email protected]
mgr inż. konstruktor automatyk TECHNICAL, [email protected]
49
XII KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2010
Odlewnictwo XXI wieku
technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze
nawilżona. Można to uzyskać instalując w obiegu chłodziarkę wibrofluidyzacyjną
z zainstalowanym systemem MICOMP UNI Typ G-FBK.
Zainstalowanie chłodziarki wibrofluidyzacyjnej pozwala nie tylko na schłodzenie
i wstępne nawilżenie masy, ale również na zredukowanie substancji pylistych szkodliwych
z punktu widzenia właściwości masy formierskiej.
Na przenośniku taśmowym podającym w sposób ciągły masę do chłodziarki
zainstalowana jest specjalna sonda dokonująca pomiaru temperatury masy.
Rys. 1. Pomiar temperatury masy zwrotnej przed chłodziarką.
Na przenośniku taśmowym odbierającym masę z chłodziarki zainstalowana
jest aparatura kontrolująca temperaturę i wilgotność masy na wyjściu
z chłodziarki.
Rys. 2. Pomiar temperatury i wilgotności masy zwrotnej za chłodziarką.
50
XII KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2010
NOWOCZESNY SYSTEM ZARZĄDZANIA JAKOŚCIĄ
MASY FORMIERSKIEJ
Zainstalowany dedykowany system dozuje odpowiednią ilość wody w celu
obniżenia temperatury masy z utrzymania jej stałej wilgotności.
Rys. 3. Zespół zawodów dozujących wodę do chłodziarki.
System gwarantuje uzyskanie dokładności wilgotności masy formierskiej na
wyjściu z chłodziarki z tolerancją: ±0,2% H2O;
Odpowiednio wczesne nawilżenie masy do wilgotności około 1,8% – 2,4 %
powoduje hydratyzację bentonitu zawartego w masie podczas jej „leżakowania”
w zbiornikach buforowych.
2.
Pomiar i regulacja wilgotności masy w mieszarce turbinowej
Zainstalowany w mieszarce turbinowej system MICOMP UNI typ G-CH dokonuje
za pomocą specjalnej sondy ciągłego pomiaru wilgotności masy podczas całego cyklu
mieszania. Rozwiązanie to jest unikalne na skalę światową. Żaden inny system pomiaru
i regulacji wilgotności nie bazuje na ciągłym pomiarze wilgotności masy bezpośrednio
w mieszarce.
Rys. 4. Sonda pomiarowa wilgotności zamontowana w mieszarce.
51
XII KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2010
Odlewnictwo XXI wieku
technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze
W zainstalowanym nad mieszarką zbiorniku przygotowane jest około 80%
wymaganej ilości wody, jaką należy zadozować do mieszarki, aby otrzymać
masę gotową o zadanej wilgotności. Ta ilość wody obliczana jest
z poprzedniego cyklu mieszania.
Rys. 5. Układ dozowania wody do mieszarki.
Podczas załadunku masy do mieszarki podawana jest również
przygotowana wcześniej woda.
Po wstępnym wymieszaniu masy i jej ujednorodnieniu dozowana jest reszta
wody niezbędna do osiągnięcia zadanej wilgotności.
Po stwierdzeniu przez system, że masa jest homogenna następuje
rozładunek mieszarki.
System gwarantuje uzyskanie wilgotności masy formierskiej na wyjściu
z mieszarki
z tolerancją: ±0,1% H2O.
3.
Pomiar i regulacja parametrów masy formierskiej
Często, w zależności od zainstalowanego rodzaju maszyny formierskiej, regulacja
wilgotności masy wychodzącej z mieszarki jest niewystarczająca. Ważniejszym
parametrem jest zagęszczalność masy formierskiej.
Firma MICHENFELDER oferuje system VEDIMAT-4 do automatycznego pomiaru
i regulacji parametrów masy formierskiej takich, jak zagęszczalność i wytrzymałość
na ściskanie.
52
XII KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2010
NOWOCZESNY SYSTEM ZARZĄDZANIA JAKOŚCIĄ
MASY FORMIERSKIEJ
Rys. 6. System pomiaru parametrów masy VEDIMAT-4 zainstalowany na przenośniku
taśmowym.
System VEDIMAT-4 automatycznie kontroluje i reguluje zagęszczalność oraz
wytrzymałość na ściskanie masy formierskiej bezpośrednio przed stanowiskiem
formierskim. System pobiera próbki masy formierskiej z przenośnika taśmowego przed
stanowiskiem formierskim. Po sprawdzeniu parametrów masy we współpracy
z urządzeniem MICOMP UNI G-CH do pomiaru i regulacji wilgotności masy w mieszarce
odpowiednio dostosowuje wilgotność kolejnej porcji masy formierskiej, tak aby utrzymać
w narzuconym zakresie jej właściwości.
System VEDIMAT-4 może współpracować z systemem wizualizacji MiPro.
Możliwa jest wtedy regulacja zagęszczalności nie tylko poprzez zmianę wilgotności masy,
ale również poprzez korygowanie ilości dozowanego bentonitu do masy.
System gwarantuje uzyskanie stopnia zagęszczalności masy bezpośrednio przed
stanowiskiem formierskim z tolerancją: ±2% od wartości zadanej.
4.
System wizualizacji MiPro
System wizualizacji procesu przygotowania masy formierskiej MiPro jest
specjalistycznym dedykowanym oprogramowaniem do integracji poszczególnych
systemów pomiarowo – regulacyjnych. Za jego pomocą możliwa jest wizualizacja na
ekranie monitora wszystkich mierzonych i regulowanych parametrów masy w formie
tabelarycznej lub za pomocą wykresów.
53
XII KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2010
Odlewnictwo XXI wieku
technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze
Rys. 7. System wizualizacji procesu MiPro. Zakładka przygotowana dla mieszarki.
Wizualizowane są dane bieżące jak i archiwalne, co umożliwia w prosty i szybki
sposób ich porównanie.
Rys. 8. System wizualizacji procesu MiPro. Zakładka VEDIMAT-4.
System MiPro umożliwia we współpracy z systemem VEDIMAT-4 obliczanie
zawartości aktywnego bentonitu w masie formierskiej.
5.
Naważanie składników
W celu dokładnego zadozowania składników do mieszarki układ wyposażony jest
w nowoczesny system wag tensometrycznych. Odpowiednio zaprojektowane zbiorniki
wagowe w połączeniu z optymalnym algorytmem automatycznego naważania pozwala na
uzyskanie wysokich dokładności ważenia. Główne składniki świeżej masy formierskiej
naważane są z dokładnością kilku kilogramów. Składniki dodatkowe, takie jak bentonit,
pył węglowy czy mieszanka bentonitowa naważane są z dokładnością dziesiątych części
kilograma.
54
XII KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2010
NOWOCZESNY SYSTEM ZARZĄDZANIA JAKOŚCIĄ
MASY FORMIERSKIEJ
Rys. 8. System wag tensometrycznych.
Dokładne ważenie składników masy formierskiej w połączeniu z pomiarem
wilgotności masy w mieszarce i odpowiednim dozowaniem wody zapewnia otrzymanie
świeżej masy formierskiej o optymalnych i stabilnych parametrach.
6.
Monitoring prądów
Zastosowanie w układzie sterowania stacji przerobu mas systemu monitoringu
prądów pobieranych przez mieszarkę ma na celu nie tylko oszacowanie zużycia energii
elektrycznej. Dokładniejsza analiza wykresów prądowych pozwala zaobserwować wpływ
wilgotności masy formierskiej i jej jednorodności na obciążenia poszczególnych napędów.
Porównując wykres wilgotności masy do wykresów prądowych pozwala zauważyć pewną
analogię. Kształty wykresów są do siebie podobne. Rysunek 9 przedstawia porównanie
wielkości wilgotności masy i obciążeń prądowych napędów podczas mieszania jednej
porcji w mieszarce turbinowej produkcji Technical MTI-3000.
Rys. 9. Wpływ wilgotności i jednorodności masy na obciążenia napędów elementów
mieszających w mieszarce.
55
XII KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2010
Odlewnictwo XXI wieku
technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze
Podsumowanie
Tak ważny proces jak przygotowanie masy formierskiej wymaga zastosowania
najnowocześniejszych urządzeń. Gwarantują one odpowiednie jej przygotowanie.
Wyposażając dodatkowo te urządzenia w odpowiednie systemy pomiarowo – regulacyjne,
można zapewnić wysokie i stabilne parametry technologiczne masy formierskiej
każdorazowo dostosowując je do produkowanego asortymentu odlewów, stopnia
przepalenia masy zwrotnej czy rodzaju zastosowanych dodatków. Takie systemy oferuje
firma Technical wspólnie z firmą Michenfelder. Odpowiednia ich konfiguracja tworzy
system zarządzania jakością masy formierskiej.
Wyposażenie urządzeń stacji SPM w systemy monitorujące przebieg pracy oraz
system zarządzania jakością masy formierskiej stwarza warunki dla właściwej
i bezawaryjnej eksploatacji.
Literatura
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
56
Manfred Michenfelder – Kompleksowa kontrola jakości masy formierskiej - VII
KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2004
Manfred Michenfelder – Innowacyjny system zarządzania przygotowaniem masy
formierskiej - X KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2007
Karty katalogowe firmy Technical
Strona internetowa www.michenfelder .com
Strona internetowa www.technical.com.pl