Il controllo dinamico dell inoculazione sul flusso e della temperatura di colata. Congresso Assofond, 26 Ottobre 2012

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1 Il controllo dinamico dell inoculazione sul flusso e della temperatura di colata Congresso Assofond, 26 Ottobre 2012

2 MSI+DC, MSI Vision, Accumetrix L inoculazione sul flusso e la temperatura di colata sono due variabili fondamentali da vigilare con le nuove strumentazioni Foseco MSI+DC ed Accumetrix.

3 MSI DC: specifiche dell inoculazione sul flusso Esigenze della fonderia La quantità di INOCULANTE sia corretta; MSI+DC; Soluzione Regolazione seguendo il flusso del metallo Regolazione seguendo ITACA MSI Al momento giusto; Al posto giusto. MSI e MSI Vision lo fanno con successo; MSI Vision per monitorare questo aspetto.

4 Inoculazione sul flusso MSI 900 and MSI+ DC L inoculazione sul flusso è stata sviluppata da Foseco and BCIRA nel 1972 Ci sono circa 600 unità vendute in tutto il mondo MSI900 e MSI+DC (controllo dinamico) sono fabbricate da Foseco in Germania Sistemi di inoculazione di alto livello MSI è uno strumento economico e preciso misurare e controllare l inoculazione sul flusso

5 Inoculazione sul flusso con controllo dinamico Viene aggiunta la corretta percentuale di inoculante tramite una coclea con delle celle di carico che pesano ogni dose. L aggiunta di inoculante viene modificata ad ogni cambiamento del flusso di metallo. La nucleazione della ghisa viene messa punto con l analisi termica impiegando ITACA MSI. ITACA misura la nucleazione della ghisa e calcola la corretta aggiunta di inoculante. MSI Vision controlla e quantifica l allineamento dei grani di inoculante con il flusso di ghisa durante il riempimento della forma e segnala qualsiasi anomalia

6 Itaca 8 MSI

7 MSI Vision: funzionalità principali MSI Vision ha due funzioni principali: 1. Controllo del tasso di inoculazione, allineamento tra la distribuzione dell inoculante e il flusso di ghisa, sincronizzazione e presenza / assenza di INOCULANTE nel flusso di ghisa 2. Analisi della qualità del flusso Portable System optic fiber to remote PC Fixed System

8 Installazione di MSI VISION Il sistema è installato in prossimità del dispositivo di colata usato in fonderia In particolare, la telecamera, il tubetto da dove esce l inoculante e il flusso di ghisa devo essere in un unica retta.

9 Installazione di MSI VISION La telecamera è allineata con l inoculatore e rileva la distribuzione delle particelle di inoculante all interno del flusso di ghisa I dati della colata di ogni staffa sono acquisiti, valutati e registrati

10 Installazione nella fonderia O CAVA

11 MSI Vision: interfaccia principale del software

12 MSI Vision: i risultati dei cruscotti Cruscotti di facile interpretazione valutano tutti gli aspetti legati al flusso di ghisa: Disallineamento tampone ghisa: flusso di ghisa rispetto all immagine acquisita Tasso di inoculazione: percentuale di inoculante rispetto al totale di ghisa nel flusso Disallineamento ghisa inoculante: l inoculante investe correttamente il flusso? Laminarità in apertura, nel flusso e in chiusura (3 indicatori separati)

13 MSI Vision: Analisi delle immagini acquisite Analisi delle immagini staffa per staffa, secondo per secondo. Tutti i fattori sono sempre sotto controllo Lo storico di tutte le acquisizioni è salvato in un Database di immagini

14 In fonderia: direzione sbagliata dell inoculatore Staffa dopo staffa, puo crearsi un disallineamento tra inoculatore e flusso Una certa staffa o un gruppo di staffe, potrebbe non essere inoculata uniformemente rispetto alle precedenti MSI VISION rileva questa anomalia: l inoculatore puo essere riallineato al flusso di ghisa, cosi le prossime staffe saranno inoculate correttamente

15 In fonderia: quantita di inoculante non corretta MSI VISION rileva un inoculazione insufficiente rispetto alla quantita corretta Potrebbero esserci degli accumuli di materiale sulla bocca dell inoculatore, che impediscono l erogazione corretta dell inoculante, facendone uscire meno L operatore rimuove gli accumuli formati: le staffe successive hanno un inoculazione corretta, prevenendo la formazione di difetti sui getti

16 In fonderia: problemi sul tampone e deviazione del flusso Un accumulo di scoria sul tampone puo provocare una deviazione del flusso rispetto alla sua direzione verticale La staffa potrebbe non essere colata correttamente e l inoculante potrebbe non investire il flusso di ghisa con uniformita : possibili problemi sui getti MSI VISION rileva l anomalia e l operatore puo rimuovere la scoria dal tampone: per poter colare correttamente le prossime staffe

17 In fonderia: turbolenza nel flusso di ghisa Un eccessiva usura del tampone puo aumentare la turbolenza del flusso Un eccessiva turbolenza porta ad intrappolare gas nel flusso di ghisa, con possibilita di avere difetti sui getti MSI VISION allerta immediatamente l operatore, perche possa agire sul sistema di colata ed eliminare il problema per le staffe successive

18 In fonderia: anticipo / ritardo nell inoculazione sul flusso Inizio colata: Fine colata: L inoculazione termina troppo presto: l ultima ghisa in staffa non risulta inoculata Flusso di ghisa e inoculazione sul flusso non sono ben sincronizzati: potrebbero esserci alcuni getti / parti della stessa staffa con rischio di difetti Integrando MSI VISION col sistema MSI, l inoculazione potra essere controllata, per essere costante su tutte le staffe

19 ACCUMETRIX ACCUMETRIX é un sistema di misurazione e registrazione della temperatura applicabile alle fonderie di ghisa. ACCUMETRIX é in particolar modo adatto ad essere utilizzato nei forni di colata. ACCUMETRIX misura e registra in continuo la temperatura del metallo fuso, questo viene eseguito piú volte in un secondo. ACCUMETRIX va a sostituire il metodo di rilevazione con termocoppie monouso utilizzato attualmente

20 ACCUMETRIX - Il sistema Il sistema di misurazione della temperatura ACCUMETRIX comprende: Una termocoppia di tipo B di lunga durata inserita internamente Un tubo protettore costituito di materiale refrattario Cavo resistente alle alte temperature Convertitore di segnale collegato al computer Software per elaborazione, interpretazione dei dati e comunicazione dei risultati.

21 ACCUMETRIX - Il sistema Il Supporto Il movimento verticale e orizzontale permette di rimuovere il tubo piú facilmente. L apertura della testa del supporto facilita l estrazione del tubo per la pulizia o sostituzione..

22 ACCUMETRIX - Il funzionamento La termocoppia rileva un voltaggio e lo trasmette all HW di acquisizione. Quest ultimo converte il voltaggio in un valore di temperatura ( C o F) e lo trasmette al software Accumetrix installato sul PC; in seguito il software fornisce la curva dell andamento della temperatura nel tempo.

23 ACCUMETRIX Semplicitá di installazione Accumetrix è facile da installare: posizionare il supporto nella posizione corretta; preriscaldare il tubo protettore; introdurre il tubo protettore nel bagno; connettere i cavi alla scheda di acquisizione (che sarà già connessa al computer); avviare Accumetrix; introdurre la termocoppia.

24 Accumetrix in lavoro (prova in fonderia Glisenti)

25 ACCUMETRIX Posizionamento del tubo di protezione E molto importante la scelta della posizione corretta del tubo di protezione tenendo in considerazione: La profonditá di immersione. All incirca 3 cm dal fondo del bacino; La distanza dal tampone. Piú vicino é piú la misura della temperatura sará prossima a quella di colata; La posizione rispetto al sifone del forno di colata. Se piú vicino al sifone del forno, il tubo sará maggiormente soggetto alle sollecitazioni del flusso della ghisa in entrata (durante le operazioni di riempimento del bacino) o in uscita (durante lo svuotamento dello stesso). Figura 2: Profonditá di posizionamento del supporto

26 ACCUMETRIX Il Software Schermata principale Attraverso una schermata semplice ed intuitiva é possibile tener sotto controllo la temperatura del metallo fuso nel bacino di colata. Un solo software e un solo computer permettono di controllare piú stazioni/unitá Accumetrix.

27 ACCUMETRIX Il Software Display di controllo Valore corrente di temperatura 2. Lampada indicante lo stato del segnale 3. Differenza tra la temperatura misurata ed i limiti del range Stato del segnale: Errore di misurazione Segnale instabile Segnale stabile

28 ACCUMETRIX Il Software

29 ACCUMETRIX Caso studio Rapiditá nel raggiungere la temperatura di regime Temperatura di regime 180 s

30 ACCUMETRIX Il Software Salvataggio dei dati Tutte le impostazioni (come i range, il numero di canale utilizzato, etc.) e i dati collezionati durante l acquisizione sono salvati in un Database SQL. Una seconda copia di tali informazioni viene salvata come file di testo.

31 Accumetrix, il software Example 1-21 June 2012 Questo è il temperatura in funzione del tempo., nel caso specifico dalle 10 :00alle 17:00. Il range impostato è 1380 C 1400 C,

32 Accumetrix, il software Example 1-21 June 2012 I getti sono stati colati sopra il range ideale di temperatura per il 22,1% del tempo(circa 90 minuti), circa 12 C 2.7% dei getti sono stati colati sotto range

33 Accumetrix, il software Example 1-21 June 2012 I getti sono stati colati sotto il range ideale di temperatura tra le 13:00 e le 16:00 Mentre tra le 14:00 e le quasi il 50% delle fusioni sono sttate colate sopra il range

34 Durata del tubo di protezione Nelle foto vediamo il tubo MA01820 dopo due giorni di lavoro con la ghisa sferoidale. La scoria si attacca al tampone all altezza metallo scoria ma la termocoppia tipo B rileva la temperatura vicino alla punta del tubo di protezione perciò i valori sono sempre attendibili. 34

35 ACCUMETRIX Caso studio ROSSA = Metodo tradizionale BLU = sensore Accumetrix medio = 3,9 C

36 Accumetrix caso studio Series 1: Type S Series 2: Accum. Esempio: Durante un fermo impianto la temperatura si é abbassata di 15 C sotto il limite inferiore del range. Questa perdita non sarebbe stata percepita con i metodi di misurazione discontinui con termocoppia di tipo S. 36

37 ACCUMETRIX - Vantaggi Riduzione dei difetti nei getti associati alla temperatura di colata Eliminazione dell uso e quindi dello smaltimento delle guaine per termocoppie di tipo S opera immediatamente prima del tampone in modo che la temperatura rilevata sia effettivamente prossima a quella di colata Salva tutti i dati su un database SQL Server favorendo l accesso e l analisi dei dati; é possibile reperire in qualsiasi momento i dati salvati nel database garantendo, quindi, dati storici per il controllo di processo e della qualitá;

38 ACCUMETRIX - Vantaggi la misura è insensibile alla presenza di fumo e scoria; Migliora l efficienza di gestione del forno di colata perché riduce al minimo i fuori range alti (evidente spreco do energia) e bassi (potenziali difetti); Riduzione dell inquinamento da CO 2 Miglioramento delle condizioni di salute e sicurezza degli operatori Installazione semplice Garanzia di qualità attraverso la registrazione di controllo di qualità e l'identificazione della temperatura di colata dei singoli getti. Permette di intervenire per tempo su eventuali derive di temperatura;

39 Grazie per l attenzione