CZ277783B6 - Aluminium liquid alloys quality automatic analyzer - Google Patents
Aluminium liquid alloys quality automatic analyzer Download PDFInfo
- Publication number
- CZ277783B6 CZ277783B6 CS904895A CS489590A CZ277783B6 CZ 277783 B6 CZ277783 B6 CZ 277783B6 CS 904895 A CS904895 A CS 904895A CS 489590 A CS489590 A CS 489590A CZ 277783 B6 CZ277783 B6 CZ 277783B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- input
- output
- microcomputer
- amplifier
- digital converter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Vynález se týká zařízení pro automatickou analýzu jakosti tavenin slitin hliníku, použitelného zejména pro průběžné sledování jakosti tavenin ve slévárnách.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for the automatic analysis of melt quality of aluminum alloys, particularly useful for continuous monitoring of melt quality in foundries.
Užitné vlastnosti odlitků ze slitin typu Al-Si s obsahem křemíku 8 - 13 % hmot, jsou významně ovlivněny morfologií eutektického křemíku. Příznivé struktury je dosahováno t. zv. modifikací, která spočívá v přidání sodíku, jeho solí, nebo stroncia do taveniny hliníkové slitiny. Tyto prvky ovlivňují krystalizační pochody eutektika Al-Si a tím zajišťují jeho optimální strukturu. Během udržování taveniny na licí teplotě sodík vyhořívá, struktura eutektika se v závislosti na klesajícím obsahu sodíku postupně mění a při dosažení kritické hodnoty 0,003 - 0,004 % hmot, sodíku je struktura nevyhovující. Doba potřebná k dosažení této kritické hodnoty závisí na množství přidaného sodíku, na způsobu krytí povrchu taveniny a na intensitě jejího promíchávání. Údaje o době modifikačního působení sodíku se proto pohybují v poměrně širokém rozmezí od 20 do 60 minut, právě v závislosti na způsobu zpracování a odebírání taveniny. Časově omezené působení sodíku je příčinou kolísání kvality odlitků vyráběných z tohoto typu slitin. K zajištění rovnoměrné kvality odlitků a snížení zmetkovitosti při jejich výrobě je nutná průběžná kontrola kvality taveniny, především z hlediska obsahu sodíku. Analytické určení stopových obsahů sodíku ve slitině je časově i finančně náročné a pro většinu sléváren nedostupné. Určení stupně modifikace odlitků metalografickou kontrolou struktury hodnotící strukturu hotového odlitku neumožňuje operativní zásahy do procesu lití během jeho výroby. Používaná t.zv. lámací zkouška, při níž stupeň modifikace je posuzován podle vzhledu lomu vzorku je velmi nepřesná. Vhodná zkouška by měla odstranit nedostatky dosud používaných zkoušek, t.j. časovou a finanční náročnost, destruktivní charakter přípravy výbrusů, nepřesnost odhadu a vliv člověka v případě lámacích zkoušek a především umožnit kontrolu taveniny během lití. Pro provozní kontrolu nejlépe vyhovuje měření změn takové fysikální veličiny, která s dostatečnou přesností reprodukovatelnosti indikuje strukturní změny spojené a průběhem modifikace. Jednou z použitelných metod je kontrola intenzity modifikace hodnocením průběhu křivky ochlazování. Systém hodnocení vychází z velmi přesného měření změn teploty v čase v rozsahu 500 až 650 °C a srovnání charakteru křivky ochlazování a teplot eutektické přeměny v závislosti na stupni modifikace s křivkou ochlazováni slitiny nemodifikované.The utility properties of castings made of Al-Si alloys with a silicon content of 8 - 13% by weight are significantly influenced by the morphology of eutectic silicon. Favorable structure is achieved by so-called vol. a modification consisting in adding sodium, its salts, or strontium to the aluminum alloy melt. These elements influence the crystallization processes of the Al-Si eutectic and thus ensure its optimal structure. While keeping the melt at the pouring temperature sodium burns, the structure of the eutectic gradually changes depending on the decreasing sodium content and when the critical value is reached 0.003 - 0.004% by weight, the sodium structure is unsatisfactory. The time required to reach this critical value depends on the amount of sodium added, the method of covering the melt surface and the intensity of its mixing. The sodium modification time data therefore ranges from a relatively wide range of 20 to 60 minutes, depending on the melt treatment and removal method. The time-limited action of sodium causes fluctuations in the quality of castings produced from this type of alloy. Continuous quality control of the melt, especially in terms of sodium content, is necessary to ensure a uniform cast quality and reduce scrap in their production. Analytical determination of trace sodium content in the alloy is time and financially demanding and unavailable for most foundries. Determination of the degree of modification of castings by metallographic inspection of the structure evaluating the structure of the finished casting does not allow operative interventions in the casting process during its production. Used so-called. a fracture test in which the degree of modification is judged by the fracture appearance of the sample is very inaccurate. A suitable test should eliminate the shortcomings of the tests used so far, i.e. the time and cost, the destructive nature of the preparation of the cuts, the inaccuracy of the estimation and the human impact in the case of fracture tests, and in particular allow melt inspection during casting. Measurement of changes of such physical quantity, which with sufficient reproducibility accuracy, indicates structural changes associated with the course of modification, is best suited for operational control. One useful method is to control the intensity of the modification by evaluating the course of the cooling curve. The evaluation system is based on a very accurate measurement of temperature changes over time in the range of 500 to 650 ° C and a comparison of the characterization of the cooling curve and the eutectic conversion temperature depending on the degree of modification with the cooling curve of the unmodified alloy.
Toto umožňuje a výše uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro automatickou analýzu jakosti tavenin slitin hliníku podle vynálezu, sestávající z měrného kovového kelímku s pevně zabudovaným měřicím termočlánkem a prvního a druhého zesilovače. Podstatou zařízení je, že výstup měřicího termočlánku je spojen se vstupem svorkovnice, k níž těsně přiléhá čidlo teploty svorkovnice, a jejíž výstup je spojen se vstupem prvního zesilovače. Výstup prvního zesilovače j-e spojen s prvním vstupem analogově-číslicového převodníku, jehož výstup je spojen s prvním vstupem mikropočítače, jehož první výstup je spojen s řídicím vstupem analogově-číslicového převodníku. Druhý výstup mikropočítače je spojen se vstupem zobrazovače, třetí výstup mikropočítače je pak spojen se vstupem akčního členu, jehož výstup je spojen se vstupem vyprazdňovacího mechanismu, který je mechanicky spojenThis allows and eliminates the above-mentioned disadvantages of the device for the automatic analysis of the melt quality of the aluminum alloys according to the invention, consisting of a specific metal crucible with a fixed thermocouple and first and second amplifiers. The essence of the device is that the output of the measuring thermocouple is connected to the input of the terminal block, which is closely adjacent to the terminal temperature sensor, and whose output is connected to the input of the first amplifier. The output of the first amplifier is connected to the first input of the A / D converter, the output of which is connected to the first input of the microcomputer, the first output of which is connected to the control input of the A / D converter. The second output of the microcomputer is connected to the input of the display, the third output of the microcomputer is then connected to the input of the actuator whose output is connected to the input of the discharge mechanism, which is mechanically connected
I s měrným kelímkem. Výstup čidla teploty svorkovnice je spojen se vstupem druhého zesilovače, jehož výstup je spojen s druhým vstupem analogově-číslicového převodníku, jehož třetí vstup je spojen s výstupem zdroje referenčního napětí, zatímco čtvrtý vstup analogově-číslicového převodníku je spojen se svorkou nulového potenciálu. Podle dalšího bodu význaku je s měrným kovovým kelímkem se zabudovaným termočlánkem mechanicky spojen snímač vyprázdnění, jehož výstup je spojen a druhým vstupem mikropočítače.Even with a measuring cup. The terminal temperature sensor output is coupled to the input of a second amplifier, the output of which is coupled to a second analog-to-digital converter input, the third input of which is connected to the reference voltage source output, while the fourth analog-to-digital converter input is connected to the zero potential terminal. According to another aspect of the feature, an emptying sensor, the output of which is coupled and a second input of the microcomputer, is mechanically coupled to a specific metal crucible with a built-in thermocouple.
Výhodou zařízení pro automatickou analýzu jakosti tavenin slitin hliníku je optimální postup provozní kontroly jakosti taveniny. Okamžité stanovení stupně modifikace taveniny umožňuje jeho bezprostřední úpravu během směny a udržení rovnoměrné kvality taveniny a tím i kvality vyráběných odlitků během dlouhodobého procesu lití. To se odrazí, nejen ve zvýšené kvalitě odlitků, ale především ve výrazném snížení zmetkovitosti, nebot nevyhovující struktura taveniny způsobuje zhoršení mechanických vlastnosti odlitků. Významná je i nízká cena celého zařízení vzhledem k cenám zařízení pro analytické stanovení stopových množství sodíku a dále jeho dostupnost, protože pro výrobu zařízení je použito tuzemských běžných komponentů. Další výhodou je vyloučení vlivu člověka na posouzení stupně modifikace, protože jakost je posuzována na základě objektivního vyhodnocení fysikální veličiny v časovém průběhu ochlazováni přesně definovaného vzorku.The advantage of the automatic melt quality analysis of aluminum alloys is the optimum process of operational control of the melt quality. Immediate determination of the degree of modification of the melt enables it to be treated immediately during the shift and maintains a uniform melt quality and thus the quality of the castings produced during the long-term casting process. This is reflected not only in the increased quality of the castings, but above all in a significant reduction in scrap rate, since the unsuitable melt structure causes a deterioration of the mechanical properties of the castings. Also significant is the low cost of the whole device with respect to the cost of the device for the analytical determination of trace amounts of sodium and its availability, because the domestic common components are used for the manufacture of the device. Another advantage is the elimination of human influence on the assessment of the degree of modification, as the quality is assessed on the basis of an objective evaluation of the physical quantity during the cooling process of a precisely defined sample.
Nový účinek zařízení pro automatickou analýzu jakosti tavehin slitin hliníku spočívá v plně automatickém průběhu vyhodnocovacího cyklu, ve kterém je zajištěno po změření potřebných údajů pro analýzu vyprázdnění měrného kelímku v okamžiku, kdy tavenina má nejvhodnější teplotu pro vyprázdnění. Připravenost měření pro další analýzu je rovněž indikována. Vysokou přesnost a reproduko. vatelnost zajištuje průběžné automatické cejchování převodníku měřením napětí ze zdroje referenčního napětí a měřením napětí svorky nulového potenciálu. Tím je eliminován drift konstanty převodu a drift nuly měřicí smyčky.The new effect of the tavehin aluminum alloy quality analysis equipment lies in the fully automated evaluation cycle, which ensures, after measuring the necessary data for the crucible emptying, when the melt has the most suitable discharge temperature. Measurement readiness for further analysis is also indicated. High precision and reproducibility. traceability is ensured by continuously calibrating the transmitter by measuring the voltage from the reference voltage source and measuring the voltage of the zero potential terminal. This eliminates the drift of the conversion constant and the drift of the zero of the measuring loop.
Příkladné provedení zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněno na přiloženém vyobrazení. V měrném kelímku 1 je umístěn měřicí termočlánek 2t jehož výstup je spojen se vstupem svorkovnice 2, jejíž výstup je spojen se vstupem prvního zesilovače 5. Výstup prvního zesilovače 5. je spojen s prvním vstupem analogově-číslicového převodníku 9, jehož výstup je spojen s prvním vstupem mikropočítače 10. První výstup mikropočítače 10 je spojen s řídicím vstupem analogově-číslicového převodníku 9, zatímco druhý výstup mikropočítače je spojen se vstupem zobrazovače 11 a třetí výstup mikropočítače 10 je spojen se vstupem akčního členu 12, jehož výstup je spojen se vstupem vyprazdňovacího mechanismu 13,. Vyprazdňovací mechanismus 13 je mechanicky spojen s měrným kelímkem 1, s nímž je mechanicky spojen i snímač 14 vyprázdnění kelímku, jehož výstup je spojen s druhým vstupem mikropočítače 10. Výstup čidla 4 teploty svorkovnice těsné přiléhajícího ke svorkovnici 2 je spojen se vstupem druhého zesilovače 6, jehož výstup je spojen s druhým vstupem analogově-číslicového převodníku 9, jehož třetí vstup je spojen s výstupem zdroje 7 referenčního napětí, zatímco čtvrtý vstup analogově-číslicového převodníku 9 je spojen se svorkou 8 nulového potenciálu.An exemplary embodiment of the device according to the invention is shown schematically in the attached drawing. The measuring crucible 1 has a measuring thermocouple 2 t whose output is connected to the input of the terminal 2, the output of which is connected to the input of the first amplifier 5. The output of the first amplifier 5 is connected to the first input of the analog-digital converter 9 the first microcomputer input 10. The first microcomputer output 10 is connected to the control input of the A / D converter 9, while the second microcomputer output is connected to the input of the display 11 and the third microcomputer output 10 is connected to the input of the actuator 12 whose output is connected to mechanism 13 ,. The discharge mechanism 13 is mechanically coupled to the crucible 1, to which the crucible emptying sensor 14 is also mechanically connected, the output of which is connected to the second input of the microcomputer 10. The output of the terminal temperature sensor 4 close to the terminal 2 is connected to the input of the second amplifier 6. the output of which is connected to the second input of the A / D converter 9, the third input of which is connected to the output of the reference voltage source 7, while the fourth input of the A / D converter 9 is connected to the zero potential terminal 8.
Funkce automatického analysátoru spočívá v tom, že je velmi přesně měřen průběh teploty taveniny v závislosti na teplotě pomocí měřícího termočlánku 2, zesilovače 5 a analogově-číslicového převodníku 2· Přitom je se stejnou přesností měřena teplota svorkovnice která tvoří studený konec termočlánku 2. Další vstupy analogově-číslicového převodníku 9 měří napětí svorky 8. nulového potenciálu a velmi přesné referenční napětí ze zdroje 2 referenčního napětí. Pomocí těchto hodnot mikropočítač 10 automaticky před každým měřením teploty taveniny i teploty studeného konce termočlánku provádí cejchování analogově-číslicového převodníku 9. Na základě údajů o teplotě taveniny provede mikropočítač analýzu časového průběhu teploty chladnoucí taveniny a na základě kritérií podle charakteru prodlevy vyhodnotí složení taveniny. Potřebné údaje jsou zobrazeny na zobrazovači 11. Při teplotě taveniny vhodné k vyprázdnění měrného kelímku 1 vydá mikropočítač 10 příkaz k vyprázdnění kelímku přes akční člen 12. Na základě údajů snímače 14 vyprázdnění měrného kelímku 1 mikropočítač 10 indikuje připravenost pro další analýzu.The function of the automatic analyzer is that the temperature profile of the melt is measured very accurately by means of a thermocouple 2, an amplifier 5 and an analog-to-digital converter 2. The temperature of the terminal block forming the cold end of the thermocouple 2 is measured with the same accuracy. The analog-to-digital converter 9 measures the voltage of the zero potential terminal 8. and the very accurate reference voltage from the reference voltage source 2. Using these values, the microcomputer 10 automatically calibrates the analog-to-digital converter 9 prior to each measurement of both the melt temperature and the cold junction temperature of the thermocouple. The necessary data are displayed on the display 11. At the melt temperature suitable for emptying the measuring cup 1, the microcomputer 10 issues a command to empty the crucible through the actuator 12. Based on the sensor 14 reading of the measuring cup 1 the microcomputer 10 indicates readiness for further analysis.
Další možností použití je u slitin hliníku s obsahem křemíku pod 8 % a nad 13 %, nebo materiálů bez křemíku k analýze teplotního průběhu v oblasti primární krystalizace, čímž lze provozně kontrolovat stupeň zjemnění jejich struktury a tím kvality odlitků. Zařízení lze rovněž využít pro kontrolu teploty krystalizačních pochodů všech kovových materiálů za účelem zajištění reprodukovatelné kvality odlitků, např. stanovení uhlíkového ekvivalentu. Uvedeného zařízení lze též použít pro analýzu překrystalizačních pochodů v tuhém stavu prakticky všech kovových materiálů.Another application is for aluminum alloys with silicon contents below 8% and above 13%, or silicon-free materials to analyze the temperature course in the area of primary crystallization, thereby controlling the degree of refinement of their structure and thus the quality of the castings. The apparatus can also be used to control the temperature of the crystallization processes of all metallic materials in order to ensure reproducible quality of the castings, eg determination of the carbon equivalent. The apparatus can also be used to analyze solid state recrystallization processes of virtually all metallic materials.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS904895A CZ277783B6 (en) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | Aluminium liquid alloys quality automatic analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS904895A CZ277783B6 (en) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | Aluminium liquid alloys quality automatic analyzer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS489590A3 CS489590A3 (en) | 1992-04-15 |
| CZ277783B6 true CZ277783B6 (en) | 1993-04-14 |
Family
ID=5392718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS904895A CZ277783B6 (en) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | Aluminium liquid alloys quality automatic analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ277783B6 (en) |
-
1990
- 1990-10-08 CZ CS904895A patent/CZ277783B6/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS489590A3 (en) | 1992-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hartley et al. | Measurement of the temperature profile during shear band formation in steels deforming at high strain rates | |
| US4667725A (en) | Method for producing cast-iron, and in particular cast-iron which contains vermicular graphite | |
| US5615730A (en) | Methods for inspecting the content of structure modifying additives in molten cast iron and chilling tendency of flaky graphite cast iron | |
| JPS62229058A (en) | Molten-metal gas analyzer | |
| US4333512A (en) | Method of quickly predicting the degree of nodularity of spheroidal graphite cast iron from a molten iron sample | |
| Mitrasinovic et al. | On-line prediction of the melt hydrogen and casting porosity level in 319 aluminum alloy using thermal analysis | |
| US6220748B1 (en) | Method and apparatus for testing material utilizing differential temperature measurements | |
| CN103235001A (en) | Steel solidus-liquidus temperature measurement method | |
| Zakharchenko et al. | New computer method of derivative thermal express analysis of cast iron for operational prediction of quality of melts and castings | |
| EP2533028B1 (en) | Molten cryolitic bath probe | |
| CZ277783B6 (en) | Aluminium liquid alloys quality automatic analyzer | |
| RU2201966C2 (en) | Process of production of cast iron articles with compact graphite, method establishing quantity of structure modifying addition agent and gear for its implementation (versions), set to realize process of production of cast iron articles | |
| JPH07209220A (en) | Quality control method for molten metal | |
| EP2067032B1 (en) | An apparatus and method for determining the percentage of carbon equivalent, carbon and silicon in liquid ferrous metal | |
| US4598754A (en) | Method of controlling metallurgical structure of cast aluminum | |
| Pelss et al. | Benchmark and Practical Application of State of the Art Hydrogen Monitoring | |
| US3572124A (en) | Apparatus for simultaneous determination of carbon-temperature in liquid steel during blowing | |
| US5894085A (en) | Device for determining the purity of a metal alloy | |
| JP3390813B2 (en) | Method for measuring iron content in aluminum alloys | |
| SU381996A1 (en) | METHOD FOR DETERMINING THE CONTENT OF SILICON IN IRON-CARBON ALLOYS | |
| SU711445A1 (en) | Method of joint determining of the content of silicium and manganese in alloys | |
| GB2213355A (en) | Method of determining the quantitative content of admixture in an alloy | |
| SU1558875A1 (en) | Specimen for study of phase transformations in cast metal | |
| Rhode et al. | Parameters and challenges for reliable hydrogen determination in welded joints by carrier gas hot extraction | |
| Simard et al. | Inline cleanliness benchmarking of aluminium alloys |