第3章-金属液态成形装备及自动化课件

第第3章金属液态成形装备及自动化章金属液态成形装备及自动化3.1 造型造型(制芯制芯)装备自动化装备自动化3.2 砂处理自动生产线砂处理自动生产线3.3 金属熔炼装备自动化金属熔炼装备自动化-冲天炉熔冲天炉熔炼炼3.4 压力铸造装备自动化压力铸造装备自动化l垂直分型无箱射压造型机垂直分型无箱射压造型机3.1造型造型(制芯制芯)装备自动化装备自动化l热芯盒射芯机热芯盒射芯机正压板正压板反压板反压板造型框造型框3.1.1垂直分型无箱射压造型机垂直分型无箱射压造型机正、反压板封住造型室，射砂填砂；再由正、反压板两面加压，紧实成两面有型正、反压板封住造型室，射砂填砂；再由正、反压板两面加压，紧实成两面有型腔的型块；反压板退出造型室并向上翻起让出型块通道腔的型块；反压板退出造型室并向上翻起让出型块通道；正压板将造好的型块从正压板将造好的型块从造型室推出，使其与前一块型块推合，并且还将整个型块列向前推过一个型块的造型室推出，使其与前一块型块推合，并且还将整个型块列向前推过一个型块的厚度；此后正压板退回厚度；此后正压板退回；反压板放下并封闭造型室，机器进入下一造型循环反压板放下并封闭造型室，机器进入下一造型循环。1.造型原理造型原理2.工艺过程分析工艺过程分析造型过程的六道工序：射砂，压实，起模造型过程的六道工序：射砂，压实，起模，推出合型，起模，推出合型，起模，关闭造型室关闭造型室.1）射砂工序）射砂工序正、反压板关闭造型室。当料位指示器正、反压板关闭造型室。当料位指示器14显示射砂筒显示射砂筒3中已装满砂中已装满砂时，开启射砂阀时，开启射砂阀15，贮气罐，贮气罐5中的压缩空气进入射砂筒中的压缩空气进入射砂筒3，将型砂射，将型砂射入造型室入造型室1内。射砂结束后，射砂阀内。射砂结束后，射砂阀15关闭，排气阀关闭，排气阀2打开，使射砂打开，使射砂筒筒3内余气排出。内余气排出。2）压实工序）压实工序压力油从压力油从C孔进入液压缸孔进入液压缸11，推动主活塞，推动主活塞10及正压板及正压板12压实型砂，压实型砂，同时反压板同时反压板13由辅助活塞由辅助活塞8通过导杆通过导杆9拉住，使型砂在正、反压板之拉住，使型砂在正、反压板之间被压实。当铸型需要下芯时，等下芯结束信号发出后，造型机才间被压实。当铸型需要下芯时，等下芯结束信号发出后，造型机才进行下一工序。进行下一工序。3）起模）起模工序工序压力油从压力油从B孔进入，使辅助活塞孔进入，使辅助活塞8左移，并通过导杆左移，并通过导杆9使反压板使反压板13左移而完成起模，反压板在接近终端位置时，通过导杆及四连杆左移而完成起模，反压板在接近终端位置时，通过导杆及四连杆机构使之翻转机构使之翻转90，为推出合型作好准备。在起模前反压板上的震，为推出合型作好准备。在起模前反压板上的震动器动作，同时砂闸板动器动作，同时砂闸板4开启，供砂系统可向射砂筒开启，供砂系统可向射砂筒3内加砂，为内加砂，为再次射砂作准备。再次射砂作准备。4）推出合型工序）推出合型工序7压力油从压力油从D孔进入，推动增速活塞孔进入，推动增速活塞7动作，使主活塞动作，使主活塞10左移。砂型左移。砂型16被推出，且与以前造型的砂型进行合型。被推出，且与以前造型的砂型进行合型。5）起模起模工序工序压力油从压力油从A孔进入，使主活塞孔进入，使主活塞10右移，正压板右移，正压板12从砂型中起模。从砂型中起模。起模前正压板上的震动器动作。起模前正压板上的震动器动作。6）关闭造型室工序关闭造型室工序压力油再次从压力油再次从D孔进入，推动增速活塞左移，使辅助活塞孔进入，推动增速活塞左移，使辅助活塞8右移，并右移，并通过导杆将反压板拉回原位而关闭造型室，完成一次工作循环。通过导杆将反压板拉回原位而关闭造型室，完成一次工作循环。1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA3.垂直分型无箱射压造型机液压系统原理图垂直分型无箱射压造型机液压系统原理图气动大通径充液阀气动大通径充液阀变量轴向柱塞泵变量轴向柱塞泵1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA1).射砂射砂：气动系统中相应阀动作完成射砂，电液换向阀：气动系统中相应阀动作完成射砂，电液换向阀1-4保持保持原位。充液阀原位。充液阀5由气动系统中相应电磁阀通电换至右位。由气动系统中相应电磁阀通电换至右位。气动大通径充液阀气动大通径充液阀变量轴向柱塞泵变量轴向柱塞泵1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA2).压实压实：1YA通电，通电，4YA通电，通电，5YA通电，通电，7YA通电。阀通电。阀5右位。右位。气动大通径充液阀气动大通径充液阀变量轴向柱塞泵变量轴向柱塞泵1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA3).起模起模1：1YA通电，通电，4YA、5YA、7YA断电，断电，6YA通电。阀通电。阀5左左位。位。气动大通径充液阀气动大通径充液阀变量轴向柱塞泵变量轴向柱塞泵1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA4).推出合型推出合型：1YA通电，通电，4YA通电，通电，6YA断电，通电。阀断电，通电。阀5左位。左位。气动大通径充液阀气动大通径充液阀变量轴向柱塞泵变量轴向柱塞泵1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA5).起模起模2：1YA通电，通电，3YA通电，通电，4YA断电，阀断电，阀5左位。左位。气动大通径充液阀气动大通径充液阀变量轴向柱塞泵变量轴向柱塞泵1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA6).关闭造型室关闭造型室：1YA通电，通电，3YA断电，断电，5YA通电，阀通电，阀5左位。左位。气动大通径充液阀气动大通径充液阀变量轴向柱塞泵变量轴向柱塞泵工序号工序号工序名称工序名称发令元件令元件电液液阀及其位向及其位向阀1阀2阀3阀41YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA1射砂射砂起起动按按钮ST12压实定定时器器(0.4s)+3起模起模压力力继电器器+4推出合型推出合型到位开关到位开关ST4+5起模起模到位开关到位开关ST5+6关关闭造型造型室室到位开关到位开关ST2+液压系统电磁铁的动作顺序表液压系统电磁铁的动作顺序表二位五通电磁阀二位五通电磁阀导柱导柱润滑润滑气控原理图气控原理图砂闸板砂闸板密封阀密封阀砂闸板砂闸板吹净阀吹净阀砂闸板砂闸板开关阀开关阀射砂阀射砂阀排排气气阀阀洒脱膜洒脱膜（分型）（分型）剂阀剂阀砂型桩头砂型桩头吹净阀吹净阀压型压型器阀器阀反压板振反压板振动器阀动器阀正压正压板振板振动器动器阀阀下芯机下芯机构换气构换气阀阀下芯机下芯机构短气构短气缸阀缸阀下芯机下芯机构长气构长气缸阀缸阀充液阀充液阀气缸控气缸控制阀制阀用到了多个二位五通电磁阀用到了多个二位五通电磁阀.(1)造型过程的六道工序自动循环过程的控制系统是造型过程的六道工序自动循环过程的控制系统是电、气、液联合构成：电、气、液联合构成：l液压部分可通过电磁阀的开合分别控制主油缸和增速油缸液压部分可通过电磁阀的开合分别控制主油缸和增速油缸的的5个进排油孔个进排油孔A、B、C、D、E 的开闭；的开闭；l气路部分主要按照气路部分主要按照6 个工序利用二位五通电磁阀对射砂阀、个工序利用二位五通电磁阀对射砂阀、排气阀等控制阀进行控制。排气阀等控制阀进行控制。(2)每一工序结束时的相应发讯元件是每一工序结束时的相应发讯元件是:l射砂工序由时间继电器定时控制射砂工序由时间继电器定时控制,约约0.4s;l压实工序由电接点压力继电器压实工序由电接点压力继电器KP 定压控制定压控制;l其余工序皆为限位开关其余工序皆为限位开关ST1 ST5 进行限位控制。进行限位控制。ST1 在在关闭造型室工序结束时发讯关闭造型室工序结束时发讯;ST2 在起模在起模工序结束时发讯工序结束时发讯;ST4 在起模在起模工序结束时发讯工序结束时发讯;ST5 在推出合型工序结束时发讯在推出合型工序结束时发讯;ST3 起安全保护作用起安全保护作用,即造型室砂量不足时即造型室砂量不足时,使压实板在此处停止前使压实板在此处停止前进。进。总结总结(3)程序设计可采用顺序功能图：程序设计可采用顺序功能图：利用利用单流程循环和并行分支单流程循环和并行分支/联结两种形式相结合而成。联结两种形式相结合而成。整个工作过程分整个工作过程分6个程序步个程序步,采用单流程编程形式采用单流程编程形式,而每一而每一步程序中步程序中,要分别对造型机中的组合阀、气路元件等进行要分别对造型机中的组合阀、气路元件等进行控制因而采用并行分支控制因而采用并行分支/联结编程形式。联结编程形式。程序设计可采用顺序功能图：程序设计可采用顺序功能图：整个工作过程分整个工作过程分6个程序步个程序步,采用单流程编程形式采用单流程编程形式.3.1.2树脂砂制芯树脂砂制芯/型装备型装备常用制芯设备：常用制芯设备：热芯盒射芯机，冷芯盒射芯机，壳芯机热芯盒射芯机，冷芯盒射芯机，壳芯机加砂装置加砂装置射砂机构射砂机构工作台工作台夹紧机构夹紧机构加热板加热板控制系统控制系统1.热芯盒射芯机热芯盒射芯机振动电动机振动电动机闸板闸板射砂桶射砂桶工作台及其工作台及其升降缸升降缸闸门闸门气缸气缸闸门密封圈闸门密封圈排气阀排气阀加热板加热板夹紧器夹紧器夹紧夹紧气缸气缸芯盒芯盒砂芯砂芯取芯杆取芯杆薄膜阀薄膜阀工序：工序：加砂；加砂；芯盒夹紧；芯盒夹紧；射砂；射砂；加热硬化；加热硬化；开盒取芯。开盒取芯。热芯盒射芯机工序热芯盒射芯机工序振动电动机振动电动机1加砂加砂:振动电机工作振动电机工作,砂斗振动并向射砂筒加砂砂斗振动并向射砂筒加砂;加砂完毕振加砂完毕振动电机停止工作动电机停止工作;热芯盒射芯机工序热芯盒射芯机工序振动电动机振动电动机2芯盒夹紧芯盒夹紧:夹紧气缸推动夹紧器完成芯盒的闭合夹紧气缸推动夹紧器完成芯盒的闭合,升降气缸升降气缸推动工作台上升完成芯盒夹紧推动工作台上升完成芯盒夹紧;工作台及其工作台及其升降缸升降缸夹紧器夹紧器夹紧夹紧气缸气缸芯盒芯盒热芯盒射芯机工序热芯盒射芯机工序振动电动机振动电动机3射砂射砂:加砂完毕后加砂完毕后,砂闸板伸出关闭加砂口砂闸板伸出关闭加砂口,在射腔密封后打在射腔密封后打开射砂阀进行射砂开射砂阀进行射砂;闸板闸板射砂桶射砂桶闸门闸门气缸气缸闸门密封圈闸门密封圈排气阀排气阀薄膜阀薄膜阀热芯盒射芯机工序热芯盒射芯机工序振动电动机振动电动机4加热硬化加热硬化:加热板通电加热板通电,砂芯硬化砂芯硬化加热板加热板热芯盒射芯机工序热芯盒射芯机工序振动电动机振动电动机5开盒取芯开盒取芯:加热延时后加热延时后,升降气缸下降升降气缸下降,夹紧气缸打开夹紧气缸打开,取出砂芯取出砂芯工作台及其工作台及其升降缸升降缸夹紧夹紧气缸气缸快速排气阀快速排气阀单向顺序阀单向顺序阀压力继电器压力继电器顶升缸顶升缸调压阀调压阀ZZ8625型射芯机（射芯工位）气动系统原理图型射芯机（射芯工位）气动系统原理图闸门气缸闸门气缸加砂闸门加砂闸门快速射砂阀快速射砂阀射砂筒射砂筒1ST2YA射砂头射砂头夹紧缸夹紧缸夹紧缸夹紧缸3YA排气阀排气阀贮气包贮气包2ST1YA气动系统工作过气动系统工作过程程:1.工作台上升和工作台上升和夹紧夹紧空芯盒随同工作空芯盒随同工作台送到顶升缸的台送到顶升缸的上方并压合上方并压合1ST,使使2YA通电，电通电，电磁换向阀换至右磁换向阀换至右向。气流分三路向。气流分三路进入气动系统进入气动系统,完成密封射砂筒完成密封射砂筒,举升工作台举升工作台,当当气路中压力达到气路中压力达到500KPa时时,单单向顺序阀通向顺序阀通,芯芯盒水平夹紧盒水平夹紧.2YA1YA3YA1ST2ST2.射砂射砂夹紧缸管路压力夹紧缸管路压力大于大于500kPa后后,压力继电器压合压力继电器压合,电磁铁电磁铁3YA通电通电.电磁换向阀换至电磁换向阀换至右向右向,排气阀关排气阀关闭闭,快速射砂阀快速射砂阀顶腔排气顶腔排气,贮气贮气包中压缩空气打包中压缩空气打开快速射砂阀开快速射砂阀,进入射砂桶进入射砂桶,完完成射砂成射砂,射砂时射砂时间由时间继电器间由时间继电器控制控制2YA1YA3YA1ST2ST3.排气排气射砂结束后射砂结束后3YA断电排气阀打开断电排气阀打开排出射砂筒中残排出射砂筒中残余气体余气体.2YA1YA3YA1ST2ST4.工作台下降工作台下降射砂筒排气结束射砂筒排气结束后后2YA断电断电,顶顶升缸下降升缸下降,夹紧夹紧缸退回原位缸退回原位,闸闸门密封圈下腔排门密封圈下腔排气气.顶升缸下降顶升缸下降到最低位到最低位2ST后后,射好的芯盒连同射好的芯盒连同工作台一起被送工作台一起被送往硬化起模工位往硬化起模工位.2YA1YA3YA1ST2ST5.加砂加砂工作台下降至终工作台下降至终点压合点压合2ST时时,1YA通电通电,打开打开砂闸门砂闸门,向射砂向射砂筒内加砂筒内加砂,此时此时砂斗上的振动电砂斗上的振动电机工作机工作.加砂时加砂时间由时间继电器间由时间继电器控制控制2YA1YA3YA1ST2ST气动系统工作过气动系统工作过程程:6闸门关闸门关加砂完成后加砂完成后,1YA断电断电,闸门关闸门关,停停止加砂止加砂.完成一完成一个工作循环个工作循环.2YA1YA3YA1ST2STZZ8625型射芯机动作程序型射芯机动作程序用两种方用两种方法转换为法转换为梯形图梯形图系统特点：系统特点：自动化程度高，动作连锁安全保护完善，气动系统简单自动化程度高，动作连锁安全保护完善，气动系统简单2.冷芯盒射芯机冷芯盒射芯机砂芯硬化方法：通以气体（三乙胺，砂芯硬化方法：通以气体（三乙胺，SO2等）等）设备结构：在热芯盒机基础上改装，以吹气装置替换加热装置。设备结构：在热芯盒机基础上改装，以吹气装置替换加热装置。特点：不用加热，降低能耗，改善工作条件特点：不用加热，降低能耗，改善工作条件3.壳芯机壳芯机壳芯：壳芯：中空壳体芯中空壳体芯芯盒合拢芯盒合拢翻转吹砂翻转吹砂回转回转倒出余砂倒出余砂芯盒分开芯盒分开取芯取芯用途：酚醛树脂为粘结剂的覆膜砂用途：酚醛树脂为粘结剂的覆膜砂特点：铸件表面光洁，尺寸精度高，芯砂用量少，增加了特点：铸件表面光洁，尺寸精度高，芯砂用量少，增加了砂芯透气性和溃散性。砂芯透气性和溃散性。3.壳芯机壳芯机简单的粘土旧砂处理系统简单的粘土旧砂处理系统 3.2 砂处理自动生产线砂处理自动生产线附加物附加物贮料桶贮料桶磁选机磁选机旋转式旋转式筛砂机筛砂机斗式提斗式提升机升机加水加水装置装置旧砂冷旧砂冷却滚筒却滚筒斗式提斗式提升机升机混砂机混砂机1型砂输送系统中，输送带的工艺流程如下：型砂输送系统中，输送带的工艺流程如下：采用经验设计法利用定时器设计该输送系统，基本控制要求为：采用经验设计法利用定时器设计该输送系统，基本控制要求为：（1 1）启动时应逆工艺流程延时启动，即其启动顺序为：）启动时应逆工艺流程延时启动，即其启动顺序为：（2 2）停止时全部设备同时停机。）停止时全部设备同时停机。程序举例程序举例I/O 端子分配端子分配2砂处理过程砂处理过程中中,按下启动按下启动按钮依次使五按钮依次使五条传送带起动条传送带起动起来，每个设起来，每个设备起动间隔备起动间隔10秒钟。按下停秒钟。按下停车按钮后车按钮后,停停车也是依次进车也是依次进行，但顺序倒行，但顺序倒过来，先起动过来，先起动的最后停车。的最后停车。3.热法覆膜砂混制的热法覆膜砂混制的PLC控制控制强风急冷热法覆强风急冷热法覆膜砂生产工艺过膜砂生产工艺过程程:(1)被加热的原砂被加热的原砂从加热滚筒流入保从加热滚筒流入保温桶内温桶内,达到一定达到一定容量容量(XK3)时覆膜时覆膜混砂开始混砂开始.XK3(2)启动高速混砂机启动高速混砂机;(3)关闭出砂门关闭出砂门(4)碰到碰到XK1后后,打打开保温桶的下闸门开保温桶的下闸门,(5)热砂流入混砂机热砂流入混砂机内数秒钟后内数秒钟后,进入覆进入覆膜室内的砂量达到膜室内的砂量达到预定要求预定要求,关闭下闸关闭下闸门门,停止加砂停止加砂,XK1(6)XK2发加树脂信发加树脂信号号,通过碗状定量皮通过碗状定量皮带输送装置带输送装置(图图中中未画出未画出)加入片状加入片状树脂树脂(传送带电机工传送带电机工作作)。此时。此时,热溶性热溶性树脂与高温干砂被树脂与高温干砂被高速叶片搅拌高速叶片搅拌,(7)经过一定时间后经过一定时间后树脂熔化后均匀包树脂熔化后均匀包覆于每粒砂的表面。覆于每粒砂的表面。XK2(8)此后开冷风降此后开冷风降温若干时间温若干时间,(9)并及时定量喷并及时定量喷入雾状液态促硬剂入雾状液态促硬剂(CT3通电通电),(10)搅拌均匀后搅拌均匀后,再将粉状润滑剂定再将粉状润滑剂定量吹入混砂机内量吹入混砂机内(CT5通电通电),(11)混匀后打入冷混匀后打入冷风使悬浮在混砂机风使悬浮在混砂机内的砂粒迅速失去内的砂粒迅速失去热量热量,树脂在砂粒树脂在砂粒表面逐渐凝固形成表面逐渐凝固形成胶状粒砂胶状粒砂,(12)当温度降低到当温度降低到一定程度时一定程度时,打开打开出砂门出砂门(CT1通电通电),使混好的覆膜砂飞使混好的覆膜砂飞出机外进行卸砂出机外进行卸砂,(13)经过一定时间经过一定时间卸砂完毕卸砂完毕,关闭出关闭出砂口砂口,再次开始混再次开始混砂砂.热法覆膜砂混制的热法覆膜砂混制的PLC控制控制I/O接口分配接口分配程序控制流程图3.3金属熔化装备及自动化金属熔化装备及自动化 3.3.1冲天炉熔化冲天炉熔化3.3.2电炉熔化电炉熔化 3.3.3自动浇注装备自动浇注装备 3.3.1冲天炉熔化冲天炉熔化 装备自动化装备自动化1.配料系统自动化配料系统自动化称量配料装置称量配料装置电子秤：用于称量焦炭电子秤：用于称量焦炭/石灰石。振动给料机输送石灰石。振动给料机输送电磁秤：用于称量金属炉料。安装在行车上，可往返于料库和加电磁秤：用于称量金属炉料。安装在行车上，可往返于料库和加料车之间。完成吸料、定量、搬运和卸料工作。料车之间。完成吸料、定量、搬运和卸料工作。电磁秤工作原理：电磁秤工作原理：电磁盘通电产生磁电磁盘通电产生磁力力,将铁料吸起将铁料吸起,在铁料重量作用下传感在铁料重量作用下传感器电阻应变片变形器电阻应变片变形,将荷重转换为电压信将荷重转换为电压信号号,经电子电位差计放大经电子电位差计放大,推动可逆电动推动可逆电动机旋转机旋转,在标尺上显示铁料重量在标尺上显示铁料重量.控制部控制部分由计算机控制分由计算机控制,根据前次称量误差在下根据前次称量误差在下次称料时给予自动补偿次称料时给予自动补偿.全自动微机控制的配料装置全自动微机控制的配料装置在工艺人员将铁料牌号、批号、铁焦比以及配料重量等在工艺人员将铁料牌号、批号、铁焦比以及配料重量等参数输入微机控制的配料装置后参数输入微机控制的配料装置后,电磁吸盘依次从铁料地电磁吸盘依次从铁料地坑内吸入相应牌号和重量的铁料坑内吸入相应牌号和重量的铁料,由行车将其卸入铁料翻由行车将其卸入铁料翻斗机内斗机内,焦炭焦炭/石灰石料斗按称量好的铁料重量石灰石料斗按称量好的铁料重量,根据预根据预定的铁焦比定的铁焦比,自动配好焦炭自动配好焦炭/石灰石的重量。石灰石的重量。2.加料系统自动化加料系统自动化装置装置:加料小车加料小车+爬式加料机爬式加料机爬式加料机爬式加料机料桶料桶料桶小车料桶小车加料指令加料指令运料小车、爬式加料机返回原点运料小车、爬式加料机返回原点铁料翻斗机翻转铁料翻斗机翻转运料小车第运料小车第1次前进至爬式加料机位置次前进至爬式加料机位置运料小车翻转运料小车翻转爬式加爬式加料机第料机第1次上升次上升爬式加料机上升至冲天炉位置爬式加料机上升至冲天炉位置爬式加料机倒出爬式加料机倒出铁料铁料爬式加料机下降返回原点爬式加料机下降返回原点运料小车后退至焦炭运料小车后退至焦炭/石灰石料石灰石料斗斗振动给料机给料振动给料机给料运料小车第运料小车第2次前进至爬式加料机位置次前进至爬式加料机位置运料小车翻转运料小车翻转爬式加料机第爬式加料机第2次上升次上升爬式加料机上升至冲天爬式加料机上升至冲天炉位置炉位置爬式加料机倒出焦炭爬式加料机倒出焦炭/石灰石料石灰石料爬式加料机下降返回原爬式加料机下降返回原点点运料小车返回原点运料小车返回原点循环步进控制结束。循环步进控制结束。利用利用PLC可实现下列加料工艺过程的顺序控制可实现下列加料工艺过程的顺序控制杠杆式料位计杠杆式料位计 工作原理：料满时杠杆左臂被压下，右端上升，加料开关断工作原理：料满时杠杆左臂被压下，右端上升，加料开关断开，停止加料；部分炉料熔化后炉料下降至一定位置时杠杆开，停止加料；部分炉料熔化后炉料下降至一定位置时杠杆左臂上升，右臂下降，闭合开关给出加料信号左臂上升，右臂下降，闭合开关给出加料信号优点：结构简单，使用可靠，价格低。优点：结构简单，使用可靠，价格低。料位检测方法料位检测方法:炉气压差式、机械杠杆式炉气压差式、机械杠杆式空气（加压）焦炭空气（加压）焦炭炉气（CO,CO2）热量熔化金属出铁口烟囱炉渣排渣口加热空气3 3 冲天炉熔炼的自动化系统冲天炉熔炼的自动化系统回顾冲天炉熔炼过程回顾冲天炉熔炼过程冲天炉熔炼效果的指标冲天炉熔炼效果的指标:高温，优质，低消耗。高温，优质，低消耗。u铁液化学成分准确稳定、铁液温度达到要求铁液化学成分准确稳定、铁液温度达到要求.u冲天炉在最佳工作状态下运行，即焦炭燃烧效率高而消耗低，元冲天炉在最佳工作状态下运行，即焦炭燃烧效率高而消耗低，元素烧损少，生产率稳定。素烧损少，生产率稳定。冲天炉熔化过程影响因素冲天炉熔化过程影响因素冲天炉熔炼过程控制冲天炉熔炼过程控制:在一在一定炉子结构定炉子结构,以一定原材料以一定原材料及配比条件下及配比条件下,调结各种工调结各种工艺因素艺因素,以达到铁液化学成以达到铁液化学成分及温度的基本要求分及温度的基本要求,并保并保证炉子在最佳状态下运行证炉子在最佳状态下运行.冲天炉多参数监视和控制系统方案冲天炉多参数监视和控制系统方案该系统可以该系统可以同时输入同时输入9个个模拟量：模拟量：炉气成分炉气成分(C02或或CO)、炉气温度、炉气温度、铁液温度、铁液温度、铁液成分、铁液成分、铁液重量、铁液重量、热风温度、热风温度、风压、风压、风量、风量、送风湿度。送风湿度。此系统此系统共有共有4路输出路输出控制：控制：1.由测定的铁液温度值与给定的铁液温度进行比较，当温度出现由测定的铁液温度值与给定的铁液温度进行比较，当温度出现偏差时，输出通道的输出开关量信号开大供氧气路，以此控制铁偏差时，输出通道的输出开关量信号开大供氧气路，以此控制铁液温度。液温度。2.通过测定炉气成分控制送风量。通过测定炉气成分控制送风量。3.通过测定送风湿度控制干燥器的功率，以此来控制送风湿度。通过测定送风湿度控制干燥器的功率，以此来控制送风湿度。4通过热分析法测定铁液的含量及铁液重量与给定的铁液成分比较，通过热分析法测定铁液的含量及铁液重量与给定的铁液成分比较，根据比较偏差，按铁液重量计算出炉前应补加的硅铁量。根据比较偏差，按铁液重量计算出炉前应补加的硅铁量。1.三相交流电弧炉三相交流电弧炉基本原理：炉体上部的基本原理：炉体上部的3根石墨电极通以三相交流电后，根石墨电极通以三相交流电后，在电极与炉料之间产生高温电弧使金属料熔化。在电极与炉料之间产生高温电弧使金属料熔化。3.3.2电炉熔化电炉熔化 2.感应电炉感应电炉工作原理：线圈中通以一定频率的交流电时，在坩埚中产生磁场，工作原理：线圈中通以一定频率的交流电时，在坩埚中产生磁场，使得处于该磁场内的金属材料中形成感应电流，由于金属材料有电使得处于该磁场内的金属材料中形成感应电流，由于金属材料有电阻，因此其发热熔化阻，因此其发热熔化感应电炉集中控制式自动化系统该系统优点：该系统优点：运行优化，节能省电；运行优化，节能省电；熔液出炉温度偏差小，质量稳定；熔液出炉温度偏差小，质量稳定；可防止升温过高，安全可靠；可防止升温过高，安全可靠；自动化程度高，不会因操作者的不同而引的波动；自动化程度高，不会因操作者的不同而引的波动；熔化效率提高；熔化效率提高；炉衬的使用寿命长；炉衬的使用寿命长；改善劳动环境。改善劳动环境。3.3.3自动浇注装备自动浇注装备 功能：浇注时的定位与同步，浇注定量控制、浇注速度功能：浇注时的定位与同步，浇注定量控制、浇注速度控制、金属液补充及保温、安全保护等。控制、金属液补充及保温、安全保护等。常用的自动浇注机有常用的自动浇注机有:电磁泵式电磁泵式,气压包式气压包式,倾转式等。倾转式等。1.电磁泵式自动浇注机电磁泵式自动浇注机 电磁泵的工作原理图电磁泵的工作原理电磁泵的工作原理:通通入入电电流流的的导导电电流流体体在在磁磁场场中中受受到到洛洛仑仑兹兹力力的的作作用用，使其定向移动使其定向移动。电电磁磁泵泵浇浇注注机机的的优优点点：容容易易调调节节浇浇注注速速度度和和浇浇注注量量，容容易易实实现现自自动动化化；此此外外电电磁磁力力对对熔熔渣渣不不起起作作用用，因因此此流流动动时时只只有有金金属属液液向浇注口方向运动，可保证浇注的金属液质量。向浇注口方向运动，可保证浇注的金属液质量。缺点：缺点：效率低。效率低。气压式自动浇注机气压式自动浇注机 u工作原理：工作原理：在密封浇包的金属液面上在密封浇包的金属液面上施加一压力施加一压力P P，金属液在压力的作用，金属液在压力的作用下沿浇注槽上升，金属液到达浇注口后下沿浇注槽上升，金属液到达浇注口后便自然下落，浇入到铸型。浇注完毕，便自然下落，浇入到铸型。浇注完毕，金属液面上的气体卸压，金属液回落。金属液面上的气体卸压，金属液回落。为保证浇注平稳，浇注前金属液面上应为保证浇注平稳，浇注前金属液面上应施加一个预压力施加一个预压力P(备浇压力备浇压力)，使金属，使金属液到达浇注槽的预定位置。液到达浇注槽的预定位置。u自动控制的实现方式自动控制的实现方式：荷重传感器与预压力联合控制荷重传感器与预压力联合控制图像处理技术图像处理技术 使称量、保持备浇状态、浇注、使称量、保持备浇状态、浇注、卸压等动作自动连续进行。卸压等动作自动连续进行。.倾转式自动浇注机倾转式自动浇注机工作原理工作原理：容积定量原理。该浇包横：容积定量原理。该浇包横面为扇形，且转轴中心与出铁槽处圆面为扇形，且转轴中心与出铁槽处圆心重合，浇注金属量与转角成正比。心重合，浇注金属量与转角成正比。不论处于何种位置，只要转动角度相不论处于何种位置，只要转动角度相同，出铁量相同。同，出铁量相同。全全自自动动倾倾转转式式浇浇注注机机检检测测及及控控制制原原理理图图作作业业1.填空1）冲天炉控制系统所控制的因素如温度，压力等均为（）量。一个较完整的冲天炉熔炼监视和控制系统需要监控（）（）（）（）（）（）（）（）（）等九个量。2）射压造型分为（）（）（）（）（）（）等工序。2 简要分析图2-7 控制系统实现的输出控制3 在型砂输送系统中，输送带的工艺流程已知。要求设计的系统：1）启动时逆向工艺流程延时启动。2）停止时，全部设备同时停机。