CN115331406B - 一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统及其预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统及其预警方法，系统包括依次连接的温度采集模块、转换模块、工控装置、数字量I/O模块和显示终端/预警装置；所述温度采集模块用于采集蠕铁/球铁铁水生产线现场的信号数据，并将采集到的信号数据通过转换模块发送到工控机装置；所述工控机装置用于对接收的信号数据进行判断，并将判断结果通过数字量I/O模块发送信号至显示终端/预警装置；所述显示终端/预警装置用于预警。本发明通过采集蠕铁制动鼓正常生产的有限次数的试样凝固温度曲线作为样本曲线，当预警系统检测到铁水凝固曲线偏离该正常样本曲线某一阈值时进行预警，从而避免浇注铁水造成产品质量问题，在减小经济损失的同时有效保障了产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及蠕铁制动鼓铁水质量管理技术领域，具体地说，是一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统及其预警方法。
背景技术
蠕墨铸铁的抗拉强度和刚度分别高于普通灰口铁75%和45%, 疲劳强度几乎是普通灰口铁的2倍，但具有灰铸铁良好抗震性、导热性及铸造性能，是制动鼓等汽车零件的理想材料。蠕铁生产所允许的蠕化元素残留量的范围非常窄，原材料的含硫量的变化易导致蠕化不足甚至生产出废品。现有蠕墨铸铁熔体状态测量的仪器可有效保证产品蠕化率，但价格及耗材费用昂贵，且需要增加二次补加工序，影响生产效率。此外针对不同成份的产品生产，现有仪器需要对模型进行相应调整，增加了现场实施的周期，在当前原材料、工艺参数较为稳定的条件下，发明一种蠕铁制动鼓铁水质量管理预警系统，既不需要大的开发成本，不影响企业的生产效率，且可保证产品质量。
发明内容
本发明的目的是为了针对上述问题，提出一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统及其预警方法。通过采集蠕铁制动鼓正常生产的有限次数的试样凝固温度曲线作为样本曲线，当预警系统检测到铁水的凝固曲线偏离该正常样本曲线某一阈值时进行预警，从而避免浇注铁水造成产品质量问题，在减小经济损失的同时有效保障了产品质量。
为实现上述目的，本发明提出了一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统，包括温度采集模块、转换模块、工控装置、数字量I/O模块和显示终端/预警装置，所述温度采集模块、转换模块、工控装置、数字量I/O模块和显示终端/预警装置依次连接；所述温度采集模块用于采集蠕铁/球铁铁水生产线现场的信号数据，并将采集到的信号数据通过转换模块发送到工控机装置；所述工控机装置用于对接收的信号数据进行判断，并将判断结果通过数字量I/O模块发送信号至显示终端/预警装置；所述显示终端/预警装置用于显示工控机装置的判断结果。
具体的，所述温度采集模块采集的信号数据为热分析凝固曲线及曲线上的各个温度特征值，包括液相线温度TL、共晶开始温度TEN、共晶最低温度 TEU、共晶最高温度 TEU、共晶再辉温度ΔTe和共晶结束温度TS。
具体的，所述工控机装置对接收的信号数据的判断结果分为以下两种状态，第一种状态：蠕化率≥80%，符合蠕铁制动鼓产品生产要求；第二种状态：蠕化率低于80%，不符合蠕铁制动鼓产品生产要求。
具体的，所述终端/预警装置通过指示灯显示工控机装置的判断结果，当判断结果为第二状态时，指示灯亮红灯，并预警提醒该产品不合格。
一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统预警方法，包括以下步骤：
步骤S1、使用专用样杯，采集现有蠕铁制动鼓生产企业稳定的标准热分析凝固曲线，并测定该样杯凝固试样的蠕化率；
步骤S2、根据步骤S1中采集的标准热分析凝固曲线和样杯凝固试样的蠕化率，在工控机装置上建立储存n条稳定、标准的热分析凝固曲线和相应蠕化率的数据库，并归纳在某特征参数范围内的蠕化率，作为评判蠕铁制动鼓产品生产的基本数据；
步骤S3、采集现有待测铁水样杯的凝固曲线；
步骤S4、根据步骤S3中所得待测铁水样杯的凝固曲线，通过工控机装置查询待测蠕铁铁水的热分析凝固曲线特征值是否在步骤S2中所归纳存贮的特征值范围内，若不在范围内则执行步骤S5，否则执行步骤S6；
步骤S5、显示终端/预警装置的指示灯的红灯亮起，以提醒工作人员蠕铁制动鼓铁水存在质量问题；
步骤S6、结束。
具体的，步骤S2中所述归纳在某特征参数范围内的蠕化率，具体方法如下：
先找出数据库中蠕化率大于等于80%的试样，再将这些试样相对应的共晶最低温度TEU以及共晶再辉温度ΔTe所在范围归纳出来。
本发明的有益效果：
本发明通过采集蠕铁制动鼓正常生产的有限次数的试样凝固温度曲线作为样本曲线，当预警系统检测到铁水的凝固曲线偏离该正常样本曲线某一阈值时进行预警，从而避免浇注铁水造成产品质量问题，在减小经济损失的同时有效保障了产品质量。
附图说明
图1是本发明一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统的组成结构示意图；
图2是本发明一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统预警方法的流程图；
图3是本发明实施例中数据库的结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例：参见图1-3。
如图1所示，一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统，包括温度采集模块、转换模块、工控装置、数字量I/O模块和显示终端/预警装置，所述温度采集模块、转换模块、工控装置、数字量I/O模块和显示终端/预警装置依次连接；所述温度采集模块用于采集蠕铁/球铁铁水生产线现场的信号数据，并将采集到的信号数据通过转换模块发送到工控机装置；所述工控机装置用于对接收的信号数据进行判断，并将判断结果通过数字量I/O模块发送信号至显示终端/预警装置；所述显示终端/预警装置用于显示工控机装置的判断结果。
具体的，所述温度采集模块采集的信号数据为热分析凝固曲线及曲线上的各个温度特征值，包括液相线温度TL、共晶开始温度TEN、共晶最低温度 TEU、共晶最高温度 TEU、共晶再辉温度ΔTe和共晶结束温度TS。
具体的，所述工控机装置对接收的信号数据的判断结果分为以下两种状态，第一种状态：蠕化率≥80%，符合蠕铁制动鼓产品生产要求；第二种状态：蠕化率低于80%，不符合蠕铁制动鼓产品生产要求。
具体的，所述终端/预警装置通过指示灯显示工控机装置的判断结果，当判断结果为第二状态时，指示灯亮红灯，并预警提醒该产品不合格。
如图2所示，一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统预警方法，包括以下步骤：
步骤S1、使用专用样杯，采集现有蠕铁制动鼓生产企业稳定的标准热分析凝固曲线，并测定该样杯凝固试样的蠕化率；
步骤S2、根据步骤S1中采集的标准热分析凝固曲线和样杯凝固试样的蠕化率，在工控机装置上建立储存n条稳定、标准的热分析凝固曲线和相应蠕化率的数据库，并归纳在某特征参数范围内的蠕化率，作为评判蠕铁制动鼓产品生产的基本数据；
步骤S3、采集现有待测铁水样杯的凝固曲线；
步骤S4、根据步骤S3中所得待测铁水样杯的凝固曲线，通过工控机装置查询待测蠕铁铁水的热分析凝固曲线特征值是否在步骤S2中所归纳存贮的特征值范围内，若不在范围内则执行步骤S5，否则执行步骤S6；
步骤S5、显示终端/预警装置的指示灯的红灯亮起，以提醒工作人员蠕铁制动鼓铁水存在质量问题；
步骤S6、结束。
具体的，步骤S2中所述归纳在某特征参数范围内的蠕化率，具体方法如下：
先找出数据库中蠕化率大于等于80%的试样，再将这些试样相对应的共晶最低温度TEU以及共晶再辉温度ΔTe所在范围归纳出来。
请参阅图1-3，下面通过一个具体的实施例对本发明作进一步说明。
某企业生产的蠕铁制动鼓原材料包括生铁、废钢、回炉料，该企业对生产的蠕铁制动鼓具体成分的要求如下表1所示。以废钢为基本炉料，用增碳剂和硅铁调整含碳量和含硅量，采用300Kg中频感应炉中熔炼，采用蠕化剂R2A（加入量如下表2所示）和孕育剂YFY-8（加入量为0.6%），蠕化和孕育均釆用包底冲入法；铁水出炉温度为1510-1550℃上下，试样浇注温度为1380-1420℃。
表1 蠕墨铸铁原铁水成分和控制后终成分
| C% | Si% | Mn% | P% | S% | Cu% | Cr% | Mg% | Re% | |
| 原铁水 | 3.7-3.8 | 1.4-1.6 | <0.05 | <0.03 | |||||
| 终成分 | 3.6-3.7 | 2.2-2.4 | 0.65-0.75 | <0.05 | <0.015 | 0.3-0.4 | 0.04-0.08 | 0.01-0.015 | 0.03-0.04 |
表2 蠕化剂加入量
| 序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 加入量（%） | 0.08 | 0.09 | 0.10 | 0.11 | 0.12 | 0.13 | 0.15 | 0.18 | 0.22 | 0.29 |
采用热分析样杯采集刚进行蠕化、孕育处理的蠕墨铸铁的热分析凝固曲线，同时浇铸显微组织分析试样，并测定该样杯凝固试样的蠕化率。然后将采集稳定的热分析凝固曲线、相应的特征值TEU、ΔTe和蠕化率存储在数据库（数据库结构如图3所示），并归纳得出当TEU在1130℃-1140℃、ΔTe在8℃-18℃范围内时，蠕化率≥80%，将其作为评判蠕铁制动鼓产品生产的基本数据；采用本发明所述的蠕铁制动鼓铁水质量管理预警方法，通过计算机查询待测蠕铁铁水的热分析凝固曲线上的特征值TEU在1130℃ -1140℃、ΔTe在8℃-18℃是否在范围内，判断是否报警提醒。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (5)
1.一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统预警方法，其特征在于，预警系统包括温度采集模块、转换模块、工控装置、数字量I/O模块和显示终端/预警装置，所述温度采集模块、转换模块、工控装置、数字量I/O模块和显示终端/预警装置依次连接；所述温度采集模块用于采集蠕铁/球铁铁水生产线现场的信号数据，并将采集到的信号数据通过转换模块发送到工控机装置；所述工控机装置用于对接收的信号数据进行判断，并将判断结果通过数字量I/O模块发送信号至显示终端/预警装置；所述显示终端/预警装置用于显示工控机装置的判断结果；
所述预警系统的预警方法包括以下步骤：
步骤S1、使用专用样杯，采集现有蠕铁制动鼓生产企业稳定的标准热分析凝固曲线，并测定该样杯凝固试样的蠕化率；
步骤S2、根据步骤S1中采集的标准热分析凝固曲线和样杯凝固试样的蠕化率，在工控机装置上建立储存n条稳定、标准的热分析凝固曲线和相应蠕化率的数据库，并归纳在某特征参数范围内的蠕化率，作为评判蠕铁制动鼓产品生产的基本数据；
步骤S3、采集现有待测铁水样杯的凝固曲线；
步骤S4、根据步骤S3中所得待测铁水样杯的凝固曲线，通过工控机装置查询待测蠕铁铁水的热分析凝固曲线特征值是否在步骤S2中所归纳存贮的特征值范围内，若不在范围内则执行步骤S5，否则执行步骤S6；
步骤S5、显示终端/预警装置的指示灯的红灯亮起，以提醒工作人员蠕铁制动鼓铁水存在质量问题；
步骤S6、结束。
2.根据权利要求1所述的一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统预警方法，其特征在于，所述温度采集模块采集的信号数据为热分析凝固曲线及曲线上的各个温度特征值，包括液相线温度TL、共晶开始温度TEN、共晶最低温度 TEU、共晶最高温度 TEU、共晶再辉温度ΔTe和共晶结束温度TS。
3.根据权利要求1所述的一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统预警方法，其特征在于，所述工控机装置对接收的信号数据的判断结果分为以下两种状态，第一种状态：蠕化率≥80%，符合蠕铁制动鼓产品生产要求；第二种状态：蠕化率低于80%，不符合蠕铁制动鼓产品生产要求。
4.根据权利要求1所述的一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统预警方法，其特征在于，所述显示终端/预警装置通过指示灯显示工控机装置的判断结果，当判断结果为第二状态时，指示灯亮红灯，并预警提醒蠕铁制动鼓产品不合格。
5.根据权利要求1所述的一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统预警方法，其特征在于，步骤S2中所述归纳在某特征参数范围内的蠕化率，具体方法如下：
先找出数据库中蠕化率大于等于80%的试样，再将这些试样相对应的共晶最低温度TEU以及共晶再辉温度ΔTe所在范围归纳出来。
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