F - Mech Eng,Light,Heat,Weapons – 27 – D
Patent
F - Mech Eng,Light,Heat,Weapons
27
D
F27D 13/00 (2006.01) F27B 14/14 (2006.01) F27B 14/16 (2006.01)
Patent
CA 2178763
Process and Apparatus providing a fully automated magnesium melt system. Raw magnesium ingots are moved through a preheater chamber where they are thoroughly dried by being controllably heated to a temperature in the range of 150°C to 250°C, preferably 200°C to 225°C, before they are introduced into a melt cell also referred to as a furnace. The ingots, are monitored for temperature by an infra red temperature sensor or a direct contact type thermocouple and this determines whether the ingot is ready to be charged into the furnace. A furnace metal level probe monitors the metal level and a control unit causes ingot charging as determined by a process level set point or temperature overshoot. The melt cell, or furnace uses a closed loop P.I.D. (Proportional Integral Derivative) equation that is enhanced in a PLC (Programmable logic controller) program by introducing variables that are interactive with an ingot being charged to the furnace metal bath, the die cast machine being started and placed into automatic cycle or semi-auto, and also by which furnace control mode the operator has selected i.e. run mode (production) or idle mode (non-production, weekend) via the operator computer interface. There are two heating zones of heat in the furnace with each zone supplied by its own 3 phase zero cross fired silicon controlled rectifier firing boards which are gated by A 4-20mA gating signal. This controls how much the SCR's are allowed to conduct. The amount of error between the metal bath set point and the actual metal bath temperature automatically determines how much of the 4-20mA gating signal is required to maintain a predetermined metal bath temperature. Liquid magnesium is transferred from the furnace to the die cast machine shot sleeve pour hole by a siphon transfer tube which has two sets of electrical heating elements. The melt cell upon receiving a request from the die cast machine for material will, as long as all conditions are met in the melt cell PLC program, allow the transfer tube to lower to the die cast machine pour hole. The transfer tube valve then opens for the length of time set by the operator via the operator computer interface, providing all safety conditions are met and sensor activated for signal to PLC. Upon completion the valve closes and the transfer tube raises to its home position to be ready for the next cycle. The signal to the die cast machine that the pour is complete is given as soon as the valve closes and the tube begins to raise. Interactive communication between the die cast machine computer, a control computer and other monitoring or remotely located computers provide complete process control and information. This provides total control of the temperature of the magnesium at all times, for safe operational quality and cost effective casting.
Procédé et appareil pour un système de fusion du magnésium entièrement automatisé. Des lingots de magnésium brut passent dans une chambre de préchauffage où la chaleur est produite par des panneaux rayonnants et où ils sont entièrement séchés avec contrôle de la chaleur à une plage de températures d'environ 150- 250 degrés C, de préférence 200-225 degrés C, avant d'être introduits dans une cellule de fusion désignée aussi four. La température des lingots est surveillée par un capteur à infrarouges pu un thermocouple à contact direct, ce qui détermine si le lingot est prêt pour être chargé dans le four. Une sonde surveille le niveau de métal dans le four et une unité commnade le chargement des lingots selon un point de consigne du niveau ou un dépassement de température. La cellule de fusion, ou four, utilise une équation proportionnelle intégrale dérivée (P.I.D.)à circuit fermé dans un contrôleur programmable (PLC) en introduisant des variables qui sont interactives avec un lingot en train d'être chargé dans le bain de métal du four, la machine à couler sous pression étant mise en marche et placée en cycle automatique ou semi-automatique, et aussi le mode de commande du four choisi par l'opérateur au moyen de l'interface de l ordinateur, soit le mode de fonctionnement (production) ou le mode arrêt (non-production, fins de semaine). Il y a deux zones de chaleur dans le four, chacune étant alimentée par ses panneaux chauffants à thyristors triphasés amorcés par le passage à zéro que déclenche un signal de 4-20 mA. Cela permet de contrôler la quantité de courant que les thyristors peuvent laisser passer. L'erreur entre le point de consigne du bain de métal et la température réelle du métal détermine automatiquement l'importance du signal de 4-20 mA requise pour maintenir la température prédéterminée du bain de métal. Le magnésium liquide est transféré du four au trou de la douille de coulée par un siphon de transfert qui comporte deux séries d'éléments chauffants électriques. Dès que la cellule de fusion reçoit une demande de métal de la machine à couler sous pression, elle permet au siphon de transfert de s'abaisser jusqu'au trou de la douille de coulé, à condition que tous les pramètres le permettent dans le programme PLC de la cellule de fusion. La vanne du siphon de transfert s'ouvre alors pour la durée réglée par l'opérateur au moen de l'interface de l'ordinateu, à condition que tous les paramètres de sécurité soient réunis et que la sonde soit actionnée pour envoyer un signal au PLC. Ensuite, la vanne se ferme et le siphon de transfert remonte à sa position d'origine, prêt pour un nouveau cycle. Le signal indiquant à la machine que la coulée est terminé est donné dès que la vanne se ferme et que le siphon commence à remonter. Une communication interactive entre l'ordinateurde la machine à couler, un ordinateur de commande et d'autres ordinateurs de surveillance ou situés à distance fournt un contrôle et une information complets sur le procédé. Le contrôle de la température du magnésium est total et permanent, le fonctionnement se fait en toute sécurité et le procédé de coulée est de qualité et économique.
Musket System Design And Control Inc.
Perley-Robertson Hill & Mcdougall Llp
LandOfFree
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