Главная страница
Навигация по странице:

  • 1 Включения в первичных слитках

  • 2 Принцип работы установки Prefil Footprinter

  • 2.1 Конструкция системы Prefil Footprinter

  • 2.3 Устройство напорной камеры и многоразового тигля

  • 2.4 Программное обеспечение Prefil Footprinter

  • 2.5 Меры предосторожности при работе с оборудованием

  • 3 Процедура отбора пробы

  • 3.1 Подготовка к отбору пробы Prefil и заливка расплава

  • СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  • Анализатор чистоты расплава с фильтрацией под давлением Prefil Footprinter. Курсовая Префил для печати. Кафедра курсовая работа анализатор чистоты расплава с фильтрацией под давлением Prefil Footprinter тема проекта (работы) Руководитель О. В. Белоусов подпись, дата инициалы, фамилия


    Скачать 4.39 Mb.
    НазваниеКафедра курсовая работа анализатор чистоты расплава с фильтрацией под давлением Prefil Footprinter тема проекта (работы) Руководитель О. В. Белоусов подпись, дата инициалы, фамилия
    АнкорАнализатор чистоты расплава с фильтрацией под давлением Prefil Footprinter
    Дата10.03.2022
    Размер4.39 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаКурсовая Префил для печати.doc
    ТипКурсовая
    #389376

    Федеральное государственное автономное

    образовательное учреждение

    высшего образования

    «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
    Институт цветных металлов и материаловедения

    институт

    Кафедра металлургии цветных металлов

    кафедра


    КУРСОВАЯ РАБОТА
    Анализатор чистоты расплава с фильтрацией под давлением PrefilFootprinter

    тема проекта (работы)


    Руководитель ________ О.В. Белоусов

    подпись, дата инициалы, фамилия

    Студент ЦМ20-39М ________ С.М. Филёв

    номер группы подпись, дата инициалы, фамилия

    Красноярск 2021


    СОДЕРЖАНИЕ


    Введение……………………………………………………………………….

    3

    1 Включения в первичных слитках…….……………………………………

    5

    2 Принцип работы установки Prefil Footprinter……………………………..

    6

    2.1 Конструкция системы Prefil Footprinter………………………………..

    9

    2.2 Панель управления………………………………………………………

    10

    2.3 Устройство напорной камеры и многоразового тигля………………..

    11

    2.4 Программное обеспечение Prefil Footprinter…………………………..

    18

    2.5 Меры предосторожности при работе с оборудованием……………....

    19

    3 Процедура отбора пробы……………………………………………………

    20

    3.1 Подготовка к отбору пробы Prefil и заливка расплава………………..

    24

    Заключение…………………………………………………………………….

    29

    Список использованных источников………………………………………...

    30



    ВВЕДЕНИЕ
    На рынке алюминия растет спрос на высококачественные первичные слитки. Производители и потребители особенно обеспокоены уровнями включений и оксидов. Для того чтобы соответствовать высоким требованиям качества выпускаемой продукции, производители алюминиевых сплавов должны не только осуществлять отчистку расплава в производственной цепочке, но и контролировать эффективность данных методов рафинирования используя для исследования современное оборудование.

    В настоящее время существует множество методов для оценки чистоты металла, но лишь некоторые из них позволяют оценивать чистоту металла в процессе литья. Анализ чистоты металла во время литья позволяет оценить эффективность методов рафинирования и при необходимости скорректировать их.

    Метод анализа чистоты металла прибором Prefil Footprinter позволяет получить достоверные сведенья во время литья и сохраняет информацию для последующей статистической обработки. Анализ данных позволяет понять является ли процесс стабильным или существуют, какие-либо отклонения.

    При несоответствии чистоты металла требованиям потребителя компания может понести как финансовые потери на возмещение ущерба потребителю и расследование претензий, так и снижение имиджа производителя.

    Prefil Footprinter измеряет относительную чистоту алюминиевого расплава по сравнению с эталонным уровнем включения для данного сплава, производственного процесса или данной стадии процесса. Система основана на фильтрации расплава через мелкопористый керамический фильтр в строгих условиях.

    Результатом испытания является график зависимости веса отфильтрованного металла от времени. Результат отображается прямо на экране компьютера, встроенного в корпус.

    Целью данной работы является обзор метода контроля неметаллических включений при производстве первичных слитков.

    Объект исследования – технология производства первичных литейных сплавов в виде малогабаритных слитков.

    Предмет исследования – метод анализа чистоты первичных литейных сплавов в процессе литья слитков.

    1 Включения в первичных слитках
    Включения неметаллические – это внутренние дефекты слитка, представляющие собой пленки окислов алюминия и других металлов, являющихся составной сплава (шпинели), частицы флюсов, частицы футеровки печи, миксера и имеющие в изломе цвет от светло-желтого до темного. [1]

    Реальные алюминиевые расплавы представляют собой сложные гетерогенные дисперсные системы. В объеме расплавов во взвешенном состоянии находятся различные продукты их взаимодействия с окружающей средой, твердые, жидкие и газообразные включения, имеющие разнообразную природу, состав и размеры. Это неметаллические включения (оксиды металлов, шпинели, шлаковые включения, кусочки футеровки, кремнезем, карбиды, нитриды, сульфиды, карбонитриды и пр.), интерметаллиды с металлическими и полупроводниковыми свойствами, капли диспергированной металлической и флюсовой фаз, не растворяющихся в алюминиевых расплавах.

    Оксид алюминия обнаруживается в слитках в двух модификациях: γ ‒ Al2O3 (оксидная плена) и α ‒ Al2O3 (корунд). Оксидная плена на микрошлифах видна в виде тонких нитевидных волокон или их скоплений. [2]

    Оксидные плены, попадая в расплав с поверхности на различных операциях приготовления сплава и перелива жидкого металла, являются специфическим дефектом слитка, обусловливающим возникновение местных расслоений и снижение поперечных свойств в прессованных и штампованных изделиях.

    Оксидные плены и неметаллические включения могут попадать в расплав при приготовлении расплава, при разливке, нарушениях технологии, разрушении футеровки, недостаточном рафинировании расплава, сбоях в работе оборудования и т.д. [3]

    Основными способами повышения чистоты слитков является совершенствование технологий рафинирования, и методов контроля.
    2 Принцип работы установки Prefil Footprinter
    Чистота металла в процессе разливки или литья очень важна для литейщиков и металлургов. Prefil Footprinter позволяет выполнять прямую количественную оценку чистоты жидкого металла. Прибор можно использовать для оценки эффективности методов, используемых для очистки металла до начала испытаний и после обработки и сравнения результатов.

    Областями применения Prefil Footprinter являются:

    • оперативный мониторинг и контроль качества;

    • количественное измерение включений и оксидной пленки;

    • разработка технологий и оптимизация;

    • оценка эффективности методов очистки металлов;

    • оценка поставщиков металлов.

    Прибор Prefil Footprinter работает по принципу фильтрации под давлением, представлен на рисунке 1. [4]


    Рисунок 1 – Прибор Prefil Footprinter
    Пористый фильтрующий диск фильтр сначала устанавливается в нижней части многоразового тигля (рисунок 2). Затем тигель предварительно нагревают и помещают в камеру высокого давления. Оператор отбирает пробу жидкого металла ковшом для отбора проб, заливает металл в тигель, закрывает камеру и начинает испытание. На ковш для отбора проб перед использованием должно быть нанесено огнеупорное покрытие. Многоразовый тигель имеет заводское защитное покрытие.


    Рисунок 2 – Пористые керамические фильтрующие диски и тигель для многоразового использования
    Система ожидает, пока металл не достигнет заданной температуры, установленной для испытания, затем в напорной камере нагнетается давление, которое обеспечивает прохождение жидкого металла через пористый фильтр, с выгрузкой в весовой ковш.

    В течение всего времени испытания система непрерывно взвешивает металл в весовом ковше и строит кривую (диаграмму) зависимости полученной массы от истекшего времени. [5]

    Чем чище образец металла, тем более круто поднимается график. Новая кривая сравнивается с контрольной областью на экране (рисунок 3). Если новая кривая находится в пределах контрольной области, чистота металла соответствует требованиям. Если кривая выходит за верхнюю границу области, чистота металла превышает значение среднего диапазона (1 сигма) – металл повышенной чистоты. Если новая кривая выходит за нижнюю границу контрольной области, чистота металла ниже значения среднего диапазона (1 сигма) – образец с повышенной степенью загрязнения.


    Рисунок 3 – Контрольная область для кривых скорости фильтрации
    Создание базы данных позволяет статистически определить диапазон чистоты металла, найденного для определенного сплава. Автоматический поиск базы данных испытаний, проведенных в схожих условиях, позволяет рассчитать контрольную область, обеспечивая, таким образом, след процесса. Результаты нового испытания можно оценить относительно этого следа, для цехового контроля качества.

    После выполнения испытания давление автоматически стравливается из напорной камеры, а с крышки снимается блокировка. Оператор вводит данные по испытанию, освобождает весовой ковш, снимает тигель и выполняет подготовительные действия к следующему испытанию.

    Дополнительное исследование проводят с помощью металлографического анализа материала, уловленного фильтром, что позволяет определить тип включений.

    Застывший металлический остаток извлекают из фильтра и при необходимости дополнительного металлографического исследования производят резку и полировку образца.

    Prefil Footprinter предназначен для двух уровней работы:

    1. Кнопочное управление – информация по испытанию выбирается из выпадающего списка, испытание запускается при помощи больших кнопок панели управления.

    2. Полное управление – все функции активируются с клавиатуры и мыши

    Испытание является автоматизированным. Операционные инструкции (предварительный нагрев тигля, отбор проб и заливка металла и т.д.) выводятся на экран компьютера. Система управления контролирует действия в течение всего периода испытания. При ошибке система указывает на необходимость исправления ошибки, или в случае невозможности устранения ошибки, производит аварийную остановку.
    2.1 Конструкция системы Prefil Footprinter
    Система Prefil Footprinter размещена в двухсекционном шкафе на колесах (рисунок 4). В верхней секции шкафа находится консоль оператора, нагреватель тигля, напорная камера и весовой ковш.

    Задняя дверца верхней секции шкафа предоставляет доступ к дисководу для гибких дисков и компакт-дисков, а также к вентилю регулирования давления и клапану воздушного охлаждения тензодатчика. При эксплуатации задняя дверца должна быть закрыта.

    Нижняя секция шкафа представляет собой отсек с дверцами, который обеспечивает легкий доступ к инструментам и расходным материалам. Для упрощения перемещения в конструкции шкафа предусмотрены колеса. Под нижней секцией имеются две направляющие пластины для вил автопогрузчика для упрощения транспортировки.


    Рисунок 4 – Система Prefil Footprinter
    2.2 Панель управления
    Панель управления имеет упрощенную конфигурацию (рисунок 5). Система выводит на экран панели операционные инструкции, отображает графики скорости фильтрации и сообщения об ошибках. Испытание можно контролировать, используя всего лишь несколько кнопок (таблица 1). Клавиатура и мышь находятся в выдвижном ящике, используются только для уровня полного управления.


    Рисунок 5 – Панель управления

    Таблица 1 – Кнопки панели управления

    Кнопки

    Тип

    Описание

    EMERGENCY STOP АВАРИЙНАЯ ОСТАНОВКА

    Нажимной/ Вытяжной тип

    Стандартно кнопка находится в вытянутом состоянии. Кнопка нажимается только в случае необходимости аварийно прервать испытание для выполнения требований безопасности.

    POWER ON/OF ПИТАНИЕ ВКЛ/ВЫКЛ

    Селекторный переключатель

    Установка переключателя в положение ON обеспечивает подключение системы к электросети, что позволяет загрузить компьютер и запустить программу. При установке переключателя OFF компьютер получает команду на отключение системы.

    HEATER (НАГРЕВАТЕЛЬ)

    Переключатель джойстик

    Запускает цикл нагрева тигля.

    START (ПУСК)

    Кнопка без фиксации

    Кнопка используется для запуска последовательности испытания.

    UP (ВВЕРХ)

    Кнопка без фиксации

    Кнопки используются для навигации в качестве стрелок вверх и вниз в программном обеспечении и выполнении выбора.

    DOWN (ВНИЗ)

    Кнопка без фиксации


    2.3 Устройство напорной камеры и многоразового тигля
    Крышка напорной камеры фиксируется зажимом по центру крышки. Два датчика положения контролируют положение крышки. Пневматическая защелка предотвращает открытие крышки, когда камера находится под давлением. Во время испытания в камере создается рабочее давление до 0,83 бар, чтобы обеспечить прохождение жидкого металла через пористый фильтрующий диск.

    Конструкция предусматривает погружение термопары К-типа (с незаземленным спаем), установленной в крышке камеры, в расплав с крышкой в закрытом положении. Такое положение позволяет системе контролировать температуру расплава.

    В качестве меры безопасности камера оснащена предохранительным клапаном, который открывается, если давление в камере превышает 1,0 бар.

    Панель подключения расположена на левой стороне шкафа (рисунок 6).



    Рисунок 6 – Панель подключения
    Прибор Prefil Footprinter работает от сети питания 100/250В переменного тока 50/60 Гц, с подключением линии сжатого воздуха от 4 до 8 бар. Сетевой порт обеспечивает связь Ethernet для подключения компьютера к локальной сети. В системе предусмотрены четыре предохранителя в панели подключения (два на линии электропитания, два на нагревателе).

    Для правильной работы системы необходимо подавать сжатый воздух с минимальным давлением на входе 4 бар и максимальным давлением на выходе 8 бар. Нагреватель тигля установлен слева от напорной камеры. Прибор предварительного нагрева тигля значительно снижает риск застывания металла на контактной поверхности диска в начале заливки металла. Весовой ковш представляет собой приемник, в который собирается отфильтрованный жидкий металл. Металл из ковша должен быть слит после каждого испытания. Весовой лоток подключен к тензодатчику, который непрерывно взвешивает отфильтрованный металл. Система охлаждения состоит из трех вентиляторов и сопла для подачи струи сжатого воздуха, ориентированного на тензодатчик. Вышеуказанное оборудование предназначено для рассеяния тепловой энергии, выделяемой отобранным образцом металла, нагревательными элементами тигля и электронными устройствами.

    В приборе используется многоразовый тигель (рисунок 7).



    Рисунок 7 – Тигель для многоразового использования
    Во время испытания расплавленный металл в тигле пропускается через пористый фильтрующий диск (рисунок 8). Новый фильтрующий диск устанавливается в тигле многоразового использования перед каждым испытанием (рисунок 9).


    Рисунок 8 – Пористый фильтрующий диск



    Рисунок 9 – Установка нового фильтрующего диска


    Рисунок 10 – Тигель для многоразового использования с новым

    фильтрующим диском

    Конструкция тигельных щипцов предусматривает возможность выполнения операции заливки жидкого металла одним человеком оптимальным и безопасным способом (рисунок 11).


    Рисунок 11 – Тигельные щипцы
    Щипцы удерживают тигель в наклонном положении, чтобы минимизировать разбрызгивание и турбулентность (рисунок 12).


    Рисунок 12 – Заливка жидкого металла из пробоотборного ковша

    Тигельные щипцы имеют механизм фиксации в закрытом положении для надежного удержания тигля во время его напольной установки. Тигельные щипцы фиксируются автоматически при полном сведении рукояток. Блокировка снимается сдвиганием блокирующего рычага вперед, при нажатии рукой.

    Дополнительную тележку для тиглей рекомендуется использовать для охлаждения тигля после фильтрации (рисунок 13). Конструкция тележки позволяет избежать эффекта уплощения капель жидкого металла на дне тигля, который затрудняет извлечение остывшего остатка.


    Рисунок 13 – Тележка для тиглей
    Дополнительное приспособление рекомендуется использовать для удержания отфильтрованного остатка безопасным способом при резке ленточной пилой для металлографического анализа (рисунок 14)



    Рисунок 14 – Приспособление для удержания металлического остатка
    2.4 Программное обеспечение Prefil Footprinter
    Программное обеспечение имеет два режима работы. Первый называется новое испытание, используется для получения данных чистоты расплава из новых испытаний. Второй режим программного обеспечения называется просмотр, используется для поиска, сортировки, выбора и отображения кривых скорости фильтрации и информации ранее выполненных испытаний в базе данных Prefil.

    На рисунке 15 представлен основной экран программного обеспечения, при выбранном режиме New Test. Кнопки «New Test» и «Review» в верхнем левом углу используются для выбора режима. Командные кнопки ниже позволяют оператору начать испытание, выполнить калибровку тензодатчика, выводить на экран Options, или выйти из программы. В левом нижнем углу группа полей позволяет оператору вводить контекстную информацию по испытанию.



    Рисунок 15 – Основной экран в режиме New Test
    Результаты испытаний в графической форме (кривые скорости фильтрации) выбранных испытаний представлены в верхней правой части этого экрана. Информация о состоянии испытания выводится выше области диаграммы. Параметры конфигурации кривой показаны ниже области диаграммы. Нижняя часть экрана содержит подробные данные для отдельного испытания.
    2.5 Меры предосторожности при работе с оборудованием
    Перед началом эксплуатации оборудования:

    • необходимо проверить на наличие повреждений;

    • внимательно ознакомиться с руководством по эксплуатации;

    • проверить, что оборудование и устройства, подключенные к прибору, заземлены надлежащим образом.

    Эксплуатация оборудования:

    • запрещается эксплуатация оборудования с открытой задней дверцей;

    • запрещается отключать защитное заземление;

    • использовать только подходящий тип предохранителей;

    • запрещается регулировать или выполнять любые процедуры технического обслуживания или ремонта оборудования, у которого открыты защитные дверцы и которое подключено к электрической сети;

    • эксплуатация оборудования в присутствии горючих газов или возгонов крайне опасна;

    • конденсаторы оборудования могут иметь заряд, даже если оборудование не подключено к сети питания. [6]


    3 Процедура отбора пробы
    Жидкий металл в тигле, а также сам тигель должны быть максимально нагретыми перед началом фильтрации. Каждый этап перемещения жидкого металла и предварительно нагретого тигля должен быть выполнен за минимально возможный период времени, с учетом требований по безопасности, с целью минимизации потерь тепла.

    Калибровка тензодатчика должна выполняться в начале каждой серии испытаний, а также в следующих ситуациях:

    • система не использовалась в течение длительного периода;

    • система подвергалась ударному воздействию во время транспортировки;

    • после замены тензодатчика.

    В комплект системы входит металлический эталон массой 1 кг. Этот эталон используется для калибровки тензодатчик. Взвешивание контрольного веса происходит дольше, чем стандартное взвешивание. Система тарирует весовой ковш, определяет калибровочный коэффициент на диске.

    Процедура калибровки тензодатчика:

    1. Проверяем, что программное обеспечение находится в режиме New Test, нажав кнопку «New Test» в верхнем левом углу основного экрана.

    2. Нажимаем кнопку «Calibrate Load Cell» на основном экране, при этом выходит начальное диалоговое окно «Калибровать тензодатчик» (Calibrate Load Cell).

    3. Проверяем, что на весовом лотке находится только пустой весовой ковш. Затем нажимаем кнопку «Start» начального диалогового окна Calibrate Load Cell; система выполнит тарировку нуля с пустым весовым ковшом.

    4. После появления на экране диалогового окна Calibrate Load Cell с запросом о добавлении контрольного веса, устанавливаем контрольный вес в весовом ковше и нажимаем кнопу start.

    5. В диалоговом окне Calibrate Load Cell отразится информация о том, что тензодатчик откалиброван. Далее необходимо снять контрольный вес с ковшом и нажать кнопку start.

    При калибровке система выполняет ряд проверок для подтверждения соблюдения всех условий успешного выполнения калибровки. Могут быть определены следующие виды ошибок, которые требуют вмешательства оператора:

    • весовой ковш не установлен на весовом лотке перед началом процедуры калибровки;

    • металл из весового ковша не слит перед началом процедуры калибровки.

    Идеальный калибровочный коэффициент равен 1,0. Калибровка отклоняется, если калибровочный коэффициент меньше 0,8 или больше 1,2. В таком случае необходимо внимательно выполнить процедуру калибровки повторно.

    Установка фильтра на тигель для многоразового использования:

    Фильтр должен быть установлен непосредственно перед каждым испытанием. Продолжительный период времени между установкой фильтра и использованием тигля может увеличить риск утечки расплава.

    1. Устанавливаем тигель вверх дном на опорной подставке (рисунок 16).



    Рисунок 16 – Установка тигля на подставку для тигля


    1. Снимаем фланец и проверяем, что поверхность для установки прокладки не имеет загрязняющих частиц.

    2. Устанавливаем фильтр Prefil в отверстие в нижней части тигля (рисунок 17).




    Рисунок 17 – Установка фильтра Prefil в тигель


    1. Устанавливаем фланец, фиксирующий фильтр в верхней плоскости фильтра.

    2. Надежно закрепляем фланец с помощью специального ключа, для фиксации фильтра (затягиваем фланец максимально плотно)

    Нельзя затягивать фланец два и более раза на одном и том же фильтре. Если затяжка фланца была ослаблена перед использованием тигля, фильтр должен быть заменен на новый, иначе возникает вероятность утечки алюминия и повреждения тигля. Замена обусловлена тем, что прокладка фильтра может быть спрессована не более одного раза.

    Контекстная информация по испытанию.

    Регистрация контекста при сборе данных является очень важным фактором для последующего анализа. Перед проведением испытания измерения чистоты расплава по скорости фильтрации необходимо внести контекстные данные по испытанию в соответствующие информационные поля в программном обеспечении Prefil Footprinter. Введенная информация сохраняется вместе с данными чистоты в базе данных Prefil Footprinter.

    Информацию об испытании можно вводить с помощью клавиатуры и мыши, или с помощью кнопок на панели управления.

    Дата и время выполнения испытания регистрируются и сохраняются автоматически. Программа позволяет изменять значение в каждом поле в конце испытания. После завершения ввода контекстной информации по испытанию нужно нажать кнопку «Start Test» на основном экране, чтобы начать испытание. Выводится экран инструкций (Instructions).

    На этом этапе система выполняет ряд проверок для подтверждения соблюдения всех условий успешного выполнения испытания. Могут быть определены следующие виды ошибок, которые требуют вмешательства оператора:

    • весовой ковш не пустой;

    • весовой ковш установлен на лотке с перекосом, под напорной камерой;

    • нет подключения сжатого воздуха или не создано достаточное давление.

    Экран «Instructions» исчезнет после того, как крышка и рукоятка устанавливаются в закрытое положение.

    В любое время можно прервать испытание, нажав на кнопку START или кнопку АВАРИЙНЫЙ ОСТАНОВ (EMERENCY STOP) на панели управления.
    3.1 Подготовка к отбору пробы Prefil и заливка расплава


    1. Осуществляется предварительный прогрев многоразового тигля в течение не менее 30 минут, фильтрующий элемент должен быть разогрет до красного цвета. [7]

    2. Осуществляется предварительный нагрев пробоотборного ковша, чтобы удалить всю влагу.

    3. Необходимо проверить, чтобы обе стороны прокладки тигля были чистые, прокладка плотно прилегала в нижней части напорной камеры. Это позволит предотвратить утечку воздуха при установке многоразового тигля в напорную камеру.

    4. Проверить, что пустой весовой ковш установлен в весовом лотке под напорной камерой.

    Если система Prefil устанавливается в непосредственной близости от участка отбора проб, ковш используется для переноса расплавленного металла к системе и его выливке в тигель.

    Используя тигельные щипцы, тигель извлекается из нагревателя, переворачивается вертикально и временно устанавливается на ровную поверхность. Затем необходимо перехватиться за верхнюю часть тигля, установить его в напорную камеру и убрать щипцы.

    Далее отбирается проба расплавленного металла в нагретый ковш и заливается в тигель. Тигель заполняется почти до края, не доливая металл до кромки приблизительно 2,5 см (рисунок 18).



    Рисунок 18 – Заливка металла в тигель
    После заливки металла закрывают крышку камеры и фиксируют её в закрытом положении. Фильтрационный тест начинается автоматически.

    Альтернативой данному методу является перенос жидкого металла в тигле – если система Prefil устанавливается на большом расстоянии от места отбора проб.

    При выливке жидкого металла могут образовываться оксидные пленки. Этот вид загрязнения может существенно искажать результаты анализа Prefil. Метод, используемый для получения образца металла, должен сводить к минимуму перенос поверхностных оксидов и образование новых оксидных пленок.

    Фильтрация расплавленного металла.

    Система выполняет следующие действия:

    1. Сворачивает экран Instructions.

    2. Блокирует крышку.

    3. Контролирует и отображает температуру расплава в поле Target Temp основного экрана:

    • сначала отображаемая температура расплава быстро поднимается, по мере нагрева термопары до температуры расплава,

    • затем температура расплава начинает превышать заданное значение,

    • затем температура расплава снижается до заданного значения по мере остывания расплава.

    1. Нагнетает давление до 12 фунтов/кв. дюйм изб. давления (0,83 бар) в камере.

    2. Измеряет и строит кривую совокупной массы отфильтрованного расплава (одна точка каждые три секунды) в области диаграммы основного экрана. [8]

    3. Показывает в верхней части графика величину веса, время и давление в камере.

    4. Прекращает испытание путем сброса давления в камере после срабатывания сигнала достижения максимального предела по весу (величина по умолчанию 1,4 кг) или по времени (значение по умолчанию 150 секунд).

    После завершения фильтрационного испытания:

    1. Нажимаем кнопку START на панели управления.

    2. Появится экран Test Information.

    3. Вводим данные по испытанию. Нажимаем кнопку save на экране Test Information для сохранения информации по тестированию в базе данных. Для прекращения испытания нажимаем кнопку Cancel.

    4. Открываем крышку напорной камеры.

    1. Если металл не вытекает, открываем крышку сразу же в конце испытания, чтобы не допустить застывания термопары в металле в тигле.

    2. Удаляем излишек металла с термопары. Удалять весь застывший металл с рабочего конца термопары не требуется.

    3. Если будет выполняться металлографический анализ, создаем спокойные условия и не извлекаем металлический остаток многоразового тигля из напорной камеры до тех пор, пока он не застынет.

    4. Извлекаем тигель из напорной камеры и устанавливаем его безопасным образом на период остывания тигля до комнатной температуры. Потребуется несколько часов для остывания многоразового тигля и остатка застывшего металла до состояния, достаточного для его перемещения.

    5. Если будет выполняться металлографический анализ, необходимо нанести идентификационную метку на образец.

    6. Сливаем остатки металла из весового ковша.

    Система автоматически прерывает тест в следующих ситуациях:

    • недостаточный объем металла поступает в весовой ковш из напорной камеры вначале испытания;

    • весовой ковш снят или весовой лоток подвергнут случайному ударному воздействию, когда камера находится под высоким давлением;

    • давление сжатого воздуха опускается ниже 4 бар;

    • фиксатор крышки разомкнут.

    После того, как многоразовый тигель и остаток застывшего металла остыли (т.е. через один час или более), переворачиваем многоразовой тигель дном вверх и резко бьем его об твердую поверхность один или два раза, чтобы извлечь из тигля застывший остаток металла и фильтрующий элемент. Удар выполняется энергично, но не в полную силу. При необходимости используем молоток и металлический стержень, чтобы извлечь металлический остаток.

    Производим визуальный осмотр металлического остатка и проверяем плотность установки пористого фильтра на металлическом остатке. Если фильтр частично или полностью отделен от образца, рекомендуется отбраковать данный образец, так как анализ может показать заниженный результат.

    Опыт показывает, что образец расплава, отобранный хорошо прогретым ковшом, теряет около 1°С/сек. Скорость потери тепла из расплава в 10 раз выше с металлом в ковше, по сравнению с металлом в тигле. Если система Prefil Footprinter размещена далеко от места отбора проб, предпочтительным вариантом будет перемещение предварительно нагретого тигля на участок отбора проб, быстрая заливка металла в тигель, затем перемещение заполненного тигля обратно к прибору.

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ
    В работе рассмотрен метод анализа чистоты метала с фильтрацией под давлением. Данный способ позволяет оценивать чистоту металла без использования металлографического метода, что позволяет в короткие сроки оценить качество продукции. Сбор и обработка информации позволяет набирать статистические данные, которые позволяют определить стабильность процесса и его изменения. Способ является достаточно простым и может быть включен в работу литейщика или оператора.

    Метод Prefil Footprinter по принципу фильтрации расплава через фильтровальный диск схож c технологией PoDFA. [9] Отличия заключаются в том, что технология PoDFA даёт качественную и количественною оценку характера включений только методом металлографического исследования фильтра с остаточным металлом. Метод Prefil Footprinter помимо металлографического анализа, обеспечивает обратную связь о чистоте металла по скорости потока металла через фильтр, уровень чистоты можно определить по кривой фильтрации (вес отфильтрованного металла как функция времени).

    Недостатком способа является человеческий фактор, разная последовательность выполнения операций, который можно минимизировать составлением единого стандарта выполнения операций.

    Prefil Footprinter – единственный анализатор включений, который дает прямой результат и образец для дальнейшего металлографического анализа.

    СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


    1. Алюминиевые сплавы. Плавка и литье алюминиевых сплавов: справочное руководство / Под ред. В. И. Дробаткина [и др.]. – Москва: Металлургия, 1970. – 416 с.

    2. Добаткин, В. И. Газы и окислы в алюминиевых деформируемых сплавах / В. И. Добаткин, Р. М. Габидулин, Б. А, Колачев. – Москва: Металлургия, 1976. – 263 с.

    3. Majidi, O. Study of fluxing temperature in molten aluminum refining process / O. Majidi, S. Shabestari, M. Aboutalebi // Journal of Materials Processing Technology. – 2007. – Vol. 182. Iss. 1-3. – P. 450-455.

    4. Prefil-Footprinter Pressure Filtration Melt Purity Analyzer // AZO Materials URL: https://www.azom.com/equipment-details.aspx?EquipID=4321 (дата обращения: 25.03.2021).

    5. Куликов И.С. Разработка мероприятий по повышению качества плоских слитков серии 5ХХХ: дис. ... маг.: 22.04.02.02. Красноярск, 2020. 71 с.

    6. PB_PrefilFootprinter-EN_B.pdf // Prefil®-Footprinter URL: https://library.e.abb.com/public/900663c0660a4879a411b9d52e9e6fc1/PB_PrefilFootprinter-EN_B.pdf (дата обращения: 25.03.2021).

    7. Мельник С.А., Агафонов С.О., Тютрин А.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ЧИСТОТЫ МЕТАЛЛА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ // ПЕРЕРАБОТКА ПРИРОДНОГО И ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ. Иркутск: Иркутский национальный исследовательский Технический университет, 2018. С. 167.

    8. Parindra Kusriantoko Effect of flux material and method on inclusions in strontium modified A356.2 in Indonesia Asahan Aluminum Company // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020.

    9. Фридерике Фейкус, Флориан Функен, Томас Вашкис, Андреас Бюриг-Полячек Обнаружение неметаллических включений в расплаве алюминия на месте (1xxx) - сравнение недавно разработанной ультразвуковой техники и метода LiMCA и PoDFA // Легкие металлы 2019. 2019.




    написать администратору сайта