Il controllo dinamico dell’inoculazione sul flusso e della
temperatura di colata
Congresso Assofond, 26 Ottobre 2012
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.
MSI DC: specifiche dell’inoculazione sul flusso
 Esigenze della fonderia
 La quantità di INOCULANTE
sia corretta;
 Al momento giusto;
 Al posto giusto.
 Soluzione
 MSI+DC;
 Regolazione seguendo il
flusso del metallo
 Regolazione seguendo
ITACA MSI
 MSI e MSI Vision lo fanno
con successo;
 MSI Vision per monitorare
questo aspetto.
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
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
Itaca 8 MSI
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
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.
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
Installazione nella fonderia O CAVA
MSI Vision: interfaccia principale del software
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)
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
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
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
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
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
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
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
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.
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..
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.
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.
Accumetrix in lavoro (prova in fonderia Glisenti)
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
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.
ACCUMETRIX – Il Software
Display di controllo
1
2
3
1. Valore corrente di temperatura
2. Lampada indicante lo stato del segnale
3. Differenza tra la temperatura misurata ed i limiti del range
 Errore di misurazione
Stato del segnale:
 Segnale instabile
 Segnale stabile
ACCUMETRIX – Il Software
ACCUMETRIX – Caso studio
Rapiditá nel raggiungere la temperatura di regime
Temperatura di regime
180 s
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.
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,
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
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 15.00 quasi il 50% delle fusioni sono sttate colate sopra il range
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.
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ACCUMETRIX – Caso studio
ROSSA = Metodo
tradizionale
BLU = sensore
Accumetrix
∆medio
= 3,9°C
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.
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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;
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 CO2
•
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;
Grazie per
l’attenzione