ITPD950116A1 - Impianto per colata di materiali metallici allo stato fuso - Google Patents

Abstract

Il presente trovato ha per oggetto un impianto per la colata di materiali metallici allo stato fuso del tipo comprendente una siviera e mezzi di controllo e comando atti a regolare i parametri di funzionamento di quest'ultima.L'impianto di cui sopra si caratterizza per il fatto che detti mezzi di controllo e comando comprendono un sensore laser impiegato come misuratore di distanza.

Description

"IMPIANTO PER COLATA DI MATERIALI METALLICI ALLO STATO FUSO"

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un inpianto particolarmente, ma non esclusivamente utile, per la colata di materiali metallici allo stato fuso.

Gome è noto realizzare pezzi metallici per colata richiede il controllo e il comando di una grande quantità di parametri funzionali.

Oggigiorno negli inpianti per colata di materiali metallici allo stato fuso sono inpiegati dei dispositivi comunemente noti nel settore con il nome di siviere.

Una siviera è nella sostanza costituita da un contenitore, solitamente realizzato in lamiera metallica rivestita internamente di refrattario, entro il quale, in pressione o meno, è introdotto il metallo fuso da colare attraverso una bocca di caricamento.

Il contenitore comunica inoltre, mediante un sifone di colata, con un bacino di colata nel quale è ricavato un foro di colata attraverso il quale il metallo fuso cola appunto entro una motta opportunamente movimentata da mezzi carrellati o equivalenti.

Il foro di colata viene aperto od occluso da un tampone.

Oggigiorno la movimentazione del tampone, il quale deve consentire il passaggio del metallo fuso secondo leggi talvolta piuttosto complesse in relazione al tipo di metallo, alle sagome, alla quantità di pezzi da produrre, ai parametri di raffreddamento eco., è ottenuta in retroazione su comando di segnali rilevati da sensori dedicati a specifici parametri di processo.

In particolare sono attualmente adottati due sensori laser, puntati con fasci tra loro convergenti sul bicchiere di colata della motta, i quali rilevano il livello del metallo fuso colato per interferenza dei fasci stessi.

Tali dispositivi laser misurano il livello del metallo fuso altro il bicchiere di colata della motta rapportandolo sostanzialmente all'angolo realizzato dai due fasci laser in interferenza.

Tali dispositivi di rilevamento, pur attuando ai compiti loro preposti non sono privi di inconvenienti.

In particolare i sensori laser funzionanti mediante misurazioni d'angolo devono essere posti necessariamente sopra il bicchiere di colata e quindi in adiacenza alla colata vera e prepria del metallo fuso.

Tale posizione risulta, per i sensori laser piuttosto delicati e sensibili alla temperatura, assai critica ed è necessario quindi prevedere per essi una notevole protezione la quale porta a notevoli complicazioni costruttive, a costi elevati e talvolta non assicura comunque una sufficiente indipendenza dei sensori dalle elevate temperature che li circondano.

Gompito principale del presente travato è quello di realizzare un inpianto per colata in cui i mezzi sensori laser non vengano influenzati sostanzialmente dalle alte temperature di colata del metallo fuso

In relazione al carpito principale uno scopo del presente travato è quello di realizzare un impianto di colata in cui i sensori laser necessitino comunque di minori protezione rispetto a quelli presenti negli impianti noti.

Altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un impianto per la colata i cui costi siano ccnpetitivi con gli impianti noti.

Ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un impianto per la colata nel quale non vengano introdotte ulteriori complicazioni in relazione al suo funzionamento.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un inpianto per la colata affidabile e flessibile alle più varie esigenze di produzione.

Il carpito principale, gli scopi preposti ed altri scopi ancora che più chiaramente appariranno in seguito vengano raggiunti da un impianto per la colata di materiali metallici allo stato fuso del tipo comprendente una siviera e mezzi di controllo e comando atti a regolare i parametri di funzionamento di quest ' ultima, detto impianto caratterizzandosi per il fatto che detti mezzi di controllo e cariando con prendono un sensore laser impiegato come misuratore di distanza.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una sua forma realizzativa illustrata a titolo indicativo, ma non per questo limitativo della sua portata nelle allegate tavole di disegni in cui: la fig. 1 è una figura schematica, parzialmente a blocchi, di un inpianto per colata secondo il trovato;

la fig. 2 è una vista in proiezione ortogonale in sezione di particolare dell' inpianto secondo il trovato;

la fig. 3 illustra un diagraima per la regolazione del flusso di colata all'interno della motta.

Con particolare riferimento alle figure da 1 a 3, un impianto per la colata di materiali metallici allo stato fuso viene ccrpless ivamente indicato con il numero 10.

L'impianto 10 comprende una siviera della quale, nelle figure, è illustrato solamente il bacino di colata numerato con 11.

Il bacino di colata 11, conprende, sul fondo, un foro di colata 12 occluso da un tampone 13 comandato, mediante un asta 14 da mezzi attuatori 15.

Inferiormente al bacino di colata 11, mediante mezzi carellati non illustrati nelle figure, viene posta una motta 16 definente superiormente un bicchiere di colata 17.

L' inpianto 10 comprende mezzi di controllo e comando atti a regolare i parametri di funzionamento della siviera, i quali, in questa forma realizzativa comprendono: un sensore laser 18 inpiegato come misuratore di distanza, un elaboratore elettronico 19, un dispositivo FLC 20, una scheda elettronica 21, uh dispositivo demodulatore 22, un trasduttore lineare 23, un joystick 24, una valvola proporzionale 25, ed un alimentatore 26, tutti di tipo in sè noto.

In particolare il sensore laser 18 è puntato sul bicchiere di colata 17 della motta 16.

La superficie definente il bicchiere di colata 17 è, in corrispondenza della zona di puntamento del sensore laser 18 inclinata a realizzare un rapporto più elevato tra la distanza di ritiro e l'abbassamento del livello del metallo fuso di colata.

Con tale soluzione il sensore laser 18 può essere collocato abbastanza distante dal metallo fuso di colata ciò comportando una riduzione nella sua schermatura.

Il sensore laser 18 è collegato, sostanzialmente secondo un anello in retroazione, a comandare i mezzi attuatori 15 ed in definitiva, il tampone 13 imponendo l'andamento del flusso di colata oppure, come semplice rilevatore, andando a contribuire alla servoregolazione, secondo predeterminate leggi, del flusso di colata del metallo fuso( in particolare si veda la fig.3) .

Più precisamente ai mezzi attuatori 15 è collegato il trasduttore lineare 23 e sono comandati dalla valvola proporzionale 25.

Il trasduttore lineare 23 è collegato mediante il dispositivo demodulatore 22, al dispositivo di PLC 20 il quale, a sua volta, mediante la scheda elettronica 21 comanda la valvola proporzionale 25 e quindi in definitiva i mezzi attuatori 15.

All'interno della scheda elettronica 21 confluiscono anche i segnali del sensore laser 18, opportunamente elaborati dall'elaboratore elettronico 19.

Inoltre confluiscono nel dispositivo PLC 20 i segnali del joystick 24 il quale assieme al dispositivo demodulatore 22 è alimentato dall'alimentatore 26.

La forma realizzativa qui sopra descritta è in grado di attuare quattro modalità di funzionamento : modalità in automatico comandata da sensore laser, modalità in automatico con tempi e posizione del tampone regolabili, modalità in automatico con corse e tempo regolabile, modalità in manuale.

Nella modalità in automatico con sensore laser, il sensore laser 18 viene impiegato come misuratore di distanza e quindi puntato sul bicchiere di colata 17 della motta 16 e, opportunamente regolato, invia un segnale analogico proporzionale al livello del metallo fuso.

Il segnale in uscita dal sensore laser 18 viene elaborato eseguendo la media aritmetica sui valori ed elaborando tale valor medio si ottiene un segnale analogico proporzionale al livello del metallo fuso nel bicchiere di colata 17.

Il segnale in uscita dall'elaboratore elettronico 19 viene inviato quindi alla scheda elettronica 21 che governa la valvola proporzionale 25 e quindi in definitiva i mezzi attuatori 15 ed il tampone 13.

Il trasduttore lineare 23 effettua il controllo, in tarpo reale, della posizione del tampone.

In caso di anomalie di funzionamento sono previsti mezzi di allarme non illustrati nelle figure autoescludenti dal funzionamento i conponenti avariati e generanti segnali acustici e/o luminosi di allarme.

Nella modalità in automatico con tarpi e posizione del tampone regolabili per mezzo di opportune maschere, del tipo illustrato in figura 3, si inpostano le posizioni di apertura del tanpane 13 con i relativi tarpi di permanenza. * Le posizioni sono comunque rilevate dal trasduttore lineare 23.

I dati inpostati, a titolo indicativo, possono essere: la corsa di apertura, il tarpo di portata, le corse di parzializzazione, il tarpo totale di colata.

In questa modalità di funzionamento è possibile eseguire la variazione dei parametri di funzionamento mediante tastiera i quali hanno effetto immediato.

Nella modalità di funzionamento in automatico con corse a tempo regolabile, mediante maschere del tipo illustrato in figura 3 si impostano, anche in questo caso, la posizione di apertura con i relativi tempi di permanenza, del tampone 13.

Anche in questa modalità possono, a titolo indicativo, essere inpostati: la corsa di apertura nassima il tempo di portata massima, le corse di parzializzazione con relativi tarpi di portata, ed il tempo totale di colata.

In questa modalità di funzionamento mediante il joystick 24 è possibile in ogni istante ottenere la variazione immediata della posizione del tampone anche se tale variazione non viene memorizzata.

Anche in questa modalità di funzionamento sono previsti i mezzi di allarme ed il loro attivamente in relazione a situazioni di anomalie funzionali.

Nella modalità ad azionamento manuale è possibile comandare l'apertura e la chiusura del tampone 13 direttamente senza riferimento a nessun preprogr armato ciclo di colata.

In ogni modalità di funzionamento, in questa forma

dell' impianto, è prevista la generazione di un segnale di inizio ed un segnale di fine colata inoltre, automaticamente, su comando è possibile eseguire la pulizia della boccola di colata con un apposito pulitore, non illustrato nelle figure e di tipo in sè noto.

Si è in pratica constatato come siano stati raggiunti gli scopi preposti, in particolare è da osservare come siano stati eliminati in modo pressoché definitivo i problemi relativi al sensore laser il quale può essere collocato nella zona più opportuna al fine di evitare che le elevate temperature di colata ne possano influenzare i dati e portarlo talvolta al danneggiamento.

Inoltre è da osservare che l'impianto di colata secondo il trovato non presenti ulteriori complicazioni costruttive e per esso non è necessaria assolutamente la riqualificazione dei tecnici addetti.

Inoltre la soluzione del presente trovato non comporta ulteriori complicazioni costruttive e quindi mantiene sostanzialmente i costi dell 1impianto inalterati se non minori in quanto è necessario prevedere minori schermature per il sensore laser.

Il presente trovato è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre i componenti dell'inpianto possano essere sostituiti con altri componenti tecnicamente equivalenti.

I materiali nonché le dimensioni possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1) impianto per la colata di materiali metallici allo stato fuso del tipo comprendente una siviera e mezzi di contro llo e comando atti a regolare i parametri di funzionamento di quest'ultima, detto impianto caratterizzandosi per il fatto che detti mezzi di controllo e comando conprendono un sensore laser impiegato come misuratore di distanza.
2. 2) Impianto come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto sensore laser è puntato sul bicchiere di colata della motta.
3. 3) Impianto come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la superficie definente detto bicchiere di colata è, almeno in corrispondenza della zona di puntamento di detto laser, inclinata a realizzare un rapporto più elevato tra la distanza di ritiro e l'abbassamento del livello del metallo fuso di colata.
4. 4) Impianto come ad una o più delle rivendicazioni pre cedenti, caratterizzato dal fatto che detto sensore laser è collegato, secondo un anello a retroazione, a oomandare mezzi di occlusione degli uno o più fori di colata del bacino di colata di detta siviera.
5. 5) Impianto come alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di occlusione comprendono almeno un tampone di occlusione. 6) Impianto come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo e comando comprendono un trasduttore lineare di posizione collegato a detto almeno un tampone. 7) Impianto come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo e comandi comprendono un dispositivo FLC in sè noto collegato ad una valvola a sua volta comandante mezzi attuatori di movimentazione del detto tampone.
6. 6) Inpianto cane ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo e comando ccrrprendono una scheda elettronica, di tipo in sè noto, governante una corrispondente detta valvola, in detta scheda elettronica confluendo i segnali di detto sensore laser e detto FLC. 9) Impianto come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo e comando conprendono un elaboratore elettronico di tipo in sè noto, elaborante i dati in uscita da detto sensore laser prima che questi vengano inflessi in detta scheda elettronica. 10) Inpianto come ad una o più delle rivendi nazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo e comando comprendono un dispositivo demodulatore, di tipo in sè noto, dei segnali in uscita da detto trasduttore lineare prima che questi vengano immessi in detto dispositivo PLC. 11) Impianta carne ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo e comando comprendono un joystick di tipo in sè noto, collegato in uscita con detto dispositivo FLC. 12) Inpianto come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo e comando comprendono mezzi di alimentazione per detto joystick e detto dispositivo demodulatore. 13) Impianto per la colata di materiali metallici allo stato fuso cane ad una o più rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per quanto descritto ed illustrato nelle allegate tavole di disegni.