Решения в этой области определяют класс машин, используемых для дозирования ферросплавов и материалов в плавильных печах и ковшах. Уровень разнообразия задач очень высок и поэтому выделить по-настоящему стандартные машины в этом классе не представляется возможным.
Предлагаемое решение — это не только система дозирования, ее цель — полностью автоматически рассчитывать и контролировать добавление заправочных или корректирующих материалов, сводя к минимуму вмешательство человека и обеспечивая более высокий уровень отслеживания.
Дозирование на плавильных печах
В плавильных печах мы можем разделить системы дозирования на два подсемейства:
1. Централизованное дозирование с раздачей смеси (т.е. монорельс);
2. Распределенная система (т.е. одна машина на каждую плавильную печь).
Централизованная система дозирования имеет следующие плюсы:
• Может быть размещена за пределами плавильной платформы
• Легко автоматизировать операции по загрузке материала биг-бэгами
и следующие минусы:
• Отсутствие избыточности
• Медленнее распределенной системы и из-за своей медлительности хорошо работает при выполнении «статических» рецептов
• Если вы хотите следовать «динамическому» подходу (т.е. готовить ферросплавы только после того, как известен реальный вес первичной шихты), точность взвешивания будет очень низкой.
Распределенная система дозирования — это относительно новая концепция. Дозирующее устройство устанавливается на одну печь или между двумя плавильными печами и обеспечивает значительные улучшения в современном литейном производстве.
Система дозирования предварительно дозирует определенный процент каждого сплава в тележке (т. е. 80–90 %, параметр, который можно установить) и, как только количество первичных материалов в загрузочных тележках будет точно известно, завершит дозирование сплавов с соблюдением процентного содержания, указанного в предложении.
Дозирующее устройство подготовит смесь материалов и быстро отправит ее в бункеры загрузочных машин. Такое динамическое действие гарантирует сокращение времени обрезки, когда физико-химические свойства жидкого чугуна становятся измеримыми.
Плюсы распределенной системы дозирования:
• Высокая степень резервирования (два отдельных и независимых дозатора гарантируют работу как минимум одного блока в случае неисправности второго блока);
• Загрузка сплавов в загрузочные вагоны производится без монорельса, что делает процесс подготовки более быстрым, безопасным и простым в обслуживании, не создавая препятствий из-за наличия монорельса;
• Разделение дозирования на два этапа гарантирует также высокую точность дозирования. На такой высоте вы можете использовать эту машину также для обрезки жидкого железа, а не только для корректировок зарядки;
• Полная прослеживаемость фаз зарядки и обрезки.
Дозирование на ковше
Системы ковшового дозирования имеют очень высокий уровень настройки. Их можно разделить на два подсемейства:
1. Дозирование по дну ковша (до наполнения ковша);
2. Дозирование в потоке при заполнении ковша.
Наиболее часто дозируемыми материалами являются FeSi, графит, прекондиционеры/модификаторы, FeSiMg, перлитизаторы, но особых ограничений на количество и тип материала нет.
Система дозирования на дне ковша
К этой категории относятся одноступенчатые дозаторы (все материалы дозируются одновременно) и дозаторы для производства чугуна с шаровидным графитом, в которых дозирование происходит в два отдельных этапа: сначала FeSiMg, а затем сразу все остальные материалы (материалы покрытия).
Дозирование можно выполнять разными способами. На конструкцию будут влиять доступное пространство, размер ковша и бункеров, требуемая точность, гранулометрия материалов, скорость приготовления, дозируемые количества, способ заполнения бункеров и т. д.
Потоковое дозирование во время заполнения ковша
Эти системы дозирования особенно эффективны при производстве серого и ковкого чугуна порошковой проволокой.
Материалы дозируются во время заполнения ковша, чтобы гарантировать идеальное растворение прекондиционеров/модификаторов и, прежде всего, графита для стабилизации конечного положения на фазовой диаграмме FeC. Они явно не подходят для производства чугуна с шаровидным графитом промышленным и/или сэндвич-методом, поскольку реакция магния будет зависеть от дозировки, что ухудшит качество результата.
Логика коррекции систем внутреннего дозирования
Все ковшовые системы дозирования используют одну и ту же логику коррекции. Коррекция не задается оператором вручную, а является результатом сложного оптимизационного расчета (на основе симплексного алгоритма), который учитывает спектрометрический анализ, физические свойства основного и конечного чугуна, время, количество чугуна в ковше и в разливочной печи, физико-химические объекты литья.