双盘冷却器喷水冷却控制系统.doc

双盘冷却器喷水在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天，美国钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占80%以上；日本钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占73%以上。各种新工艺的实施，使粘土湿型砂在铸造生产中的地位更加重要，也使粘土湿型砂面临许多新的问题砂处理系统，其中包括回用砂的处理、新砂及辅助材料的加入、型砂的混制和型砂性能的监控。在系统中对回用砂进行，冷却后的回用砂贮需补加的新砂、膨润土、煤粉等附加料加入。 图1-1 砂处理系统工艺流程图 Fig.1-1 process flow diagram of sand system 1.1.2 粘土湿型砂回用砂的控制要点配制粘土湿型砂时，回用砂用量一般都在90%以上，如果对回用砂的处理不当，无论怎样加强混砂，无论添加什辅助材料，都不得到好的型砂。所以，对回用砂进行有效的处理，是保证型砂质量的前提。回用砂温度的控制热砂问题粘土湿型砂铸造必须面对的问题。型砂温度太高，铸件容易产生夹砂、表面粗糙、冲砂、气孔等缺陷。热砂对铸件质量的负面影响，主要由于以下几个方面：由于热砂使水分蒸发，混砂时难以控制型砂的性能；将热型砂送往造型机的过程中，由于水份损失，型砂性能改变，造型时实际上用的型砂，其性能与混砂时控制的性能差别很大；造型时，热型砂的水分容易在表面上凝结，型砂粘模合型后，热砂的水分蒸发，凝结在冷的芯子上，会使芯子的强度降低，铸件也易于产生气孔；回用砂贮存在砂斗中备用，热砂容易粘附在砂斗壁上使系统中的型砂只有一部分使用，这部分型砂周转快、温度又会进一步提高，使热砂问题更严重。回用砂的控制进入混砂的回用砂水分太低，对混砂质量的影响可能并不亚于砂温过高。铸型浇注以后，由于热金属的影响，很多砂粒表面上的土-水粘结膜都脱水干燥了，加水使其吸水恢复塑性是很不容易的。回用砂的水分越低，混成砂的综合质量就越差。进入混砂机的回用砂，水分只能比混成砂略低一点。。这样，从砂冷却到进入混砂机还有一段相当长的时间，水可以充分润湿回用砂砂粒表面上的膨润土。型砂中的膨润土和水在混砂机进一步得到调制，型砂的性能就更为稳定一致。双盘冷却喷水控制系统系统喷水量，控制粗、中、细加水电磁阀的开启组合，而得到不同的加水量。经过冷却后的回用砂温度、水分稳定。%波动缩小到%以内；温度控制能保证在入口回用砂在80℃以下的情况下，出口的砂温能够降低到50℃以下，从而满足越来越高的工艺要求。 同时，通过建立冷却风量与旧砂温度湿度的模糊关系规则，使冷却风量根据实际的温度湿度得以实时改变，节约电能。 1.2.2 课题研究的意义 国内在喷水冷却控制系统上的研究比较落后，国外的先进设备虽然具有很大的优势，但仍然具有较大的开发空间。对该控制系统进行创新开发，本课题的研究有着十分重要的社会意义。 目前，模糊控制在PLC中的实际应用还很少，尤其在国内设备的自动控制设计中。本系统结合模糊数学基础原理，采用模糊控制在PLC中的应用来控制喷水冷却系统，具有一定的技术开发意义。 国内近年的机械制造业复苏很快，铸造企业需要大量的冷却热砂设备。国内开发的设备可以进一步节约维护、检修成本。回用砂温度湿度的控制为后续的混砂工艺提供了良好的保证，最终铸造缺陷双盘搅拌冷却，能在短时间内在刮板的强烈搅拌下，通过加水、鼓风、抽风，促使水分蒸发以达到降温的目的，同时对回用砂有一定的再生、混作用，使其成为对粘土砂系统回用砂进行冷却的最佳装置之一。核心部分选用组成的控制仪，系统采集旧温度，当运送中的旧砂温度升高到预设数值，便启动恒压水泵及不同的加水电磁阀往冷却设备内喷水长期以来，国内的双盘冷却大都缺少一套可靠适用的加水装置，所以降温效果不理想，影响了双盘冷却的推广使用。为保证只有冷却内有料的前提下才进行喷水，系统%波动缩小到%以内；回用砂湿度能根据出口砂温度大小，进行因水分蒸发而必须的补偿控制，使回用砂在到达混砂机时的湿度能控制在1.8%之间。 （5）鼓风机的额定功率为55kw，最大风量50000m3/h，为保证双盘内风口会出现堵塞现象第二章 喷水冷却控制系统方案及硬件组成 多高温度的砂算是热砂？型砂温度对其性能稳定性的影响温度对膨润土-水系统流变性的影响型砂温度与铸件质量的关系得到了一致的结论，即：为保证型砂的性能稳定，温度应保持在50以下。目前，型砂冷却装置的品种、规格很多，主要有冷却滚筒、双盘冷却器和冷却沸腾床等，都是利用水分蒸发冷却型。使型砂冷却，最有效的办法是加水，但是，简单的加水，效果是很差的。一定要吹入大量空气使水分蒸发，才能有效地冷却。以下，给出一个简略的计算比较：。 因为 （2-1） 式（2-1）中： ——水的比热 ——型砂的比热 M1、M2、Δt1、Δt2 ？？？ 将、。。。。。。。代入式（2-1）