Автоматизированная система нагрева металла в печах

Основные способы закалки  стали - закалка в одном охладителе, в двух средах, струйчатая, с самоотпуском, ступенчатая и изотермическая.

Закалка в одном охладителе. Деталь, нагретую до температуры закалки, погружают в закалочную жидкость, где она находится до полного охлаждения. Этот способ используют при закалке несложных деталей, изготовленных из углеродистых  и легированных сталей.

Детали из углеродистых сталей охлаждают в воде, а детали из легированных сталей- в масле этот способ используют и при механизированной закалке , когда детали автоматически поступают из агрегата в закалочную жидкость.

Высокоуглеродистые стали  закаливают с подстуживанием, т.е. нагретую деталь перед охлаждением некоторое время выдерживают на воздухе. Это уменьшает внутренние напряжения  в деталях и исключает образование трещин.

Закалка в двух средах (или прерывистая закалка).

Деталь сначала охлаждают  в быстроохлаждающей среде-воде, а затем переносят её в медленно охлаждающую среду- масло; применяется при закалке инструмента, изготовленного из высокоуглеродистой стали.

Струйчатая закалка. Детали, нагретые до температуры закалки, охлаждают струей воды. Такой способ применяют для закалки внутренних поверхностей, высадочных штампов, матриц и другого инструмента, у которого рабочая поверхность должна иметь структуру мартенсита. При струйчатой закалке не образуется паровая рубашка, что обеспечивает более глубокую прокаливаемость, чем при простой закалке в воде.

Закалка с самоотпуском. Детали выдерживают в охлаждающей  среде не до полного охлаждения, а до определенной стадии, чтобы  сохранить в сердцевине детали тепло, необходимое для сомоотпуска.

Ступенчатая закалка. При  этом способе закалки нагретые детали охлаждают сначала до температуры несколько  выше точки М_н (в горячем масле или расплавленной соли), затем после короткой выдержки при этой температуре ( до начала промежуточных превращений) охлаждают на воздухе. На второй стадии охлаждения сталь принимает закалку.

Изотермическая закалка. Детали нагревают до заданной температуры  и охлаждают в изотермической среде до 220º-350ºС, что несколько превышает температуру начала мартенситного превращения. Выдержка деталей в закалочной среде должна быть достаточно для полного превращения аустенита  в игольчатый троостит. После этого производится охлаждение на воздухе. При изотермической закалке выдержка значительно больше, чем при ступенчатой закалке.

Изотермическая закалка позволяет  устранить большое различие в скоростях охлаждения поверхности и сердцевины деталей, которое является основной причиной образования термических напряжений и закалочных трещин. После изотермической закалки детали приобретают высокую или среднюю твердость, высокую вязкость и хорошую сопротивляемость ударным нагрузкам. Изотермическая закалка в ряде случаев исключают операцию отпуска, что сокращает на 35-40% цикл термической обработки.

Изотермической закалке подвергают детали и инструмент, изготовляемые из легированных сталей марок: 6ХС, 9ХС, 65Г, ХВГ и т.д.

  Светлая закалка. При этом способе закалки детали нагревают в нейтральной безокислительной атмосфере или в расплавленных нейтральных солях. При светлой закалке нагрев деталей или инструмента осуществляют в жидких солях, не вызывающих окисления металла, с последующим охлаждением их в расплавленных едких щелочах; в нагревательных печах с применением контролируемой защитной газовой  амтосферы , позволяющей регулировать взаимодействие печных газов со сталью при нагреве ; в вакуумных (10^-1-10^-4мм рт.ст.) закалочных печах. В результате выполнения любого из этих процессов  можно получать детали  с чистой светло-серого цвета поверхностью.

2.10 Аппаратные и программные компоненты комплекса

Компания ДЭП (Дизайн, Электроника, Программирование) была образована в 1993 г. Основной профиль работы на тот момент – автоматизация электрофизических установок (ускорители, мощная лазерная техника и др.). Большинство автоматизируемых установок обладали двумя характерными свойствами – большая территориальная протяженность (до нескольких километров) и мощные электромагнитные помехи в широком спектре частот.

Идея разработать распределенную систему управления и сбора данных – в противовес традиционной централизованной – показали, что молодой коллектив на правильном пути. Принципы распределенной модульной системы оказались эффективными и при решении задач автоматизации в других отраслях и объектах – прежде всего с территориально-рассредоточенными технологическими процессами (ТП). Таким образом, вырабатывалась концепция создания оригинальных, адаптированных к российскому рынку систем, отличительными свойствами которых и по сей день являются: децентрализованная распределенная модульная схема; повышенная помехоустойчивость; дополнительная защита по перегрузкам; расширенный температурный диапазон; разнообразные каналы передачи данных.

Сегодня компания ДЭП  объединяет группу отечественных предприятий, включающих разработчиков, производителей, проектировщиков, а также подразделения монтажно-наладочного характера. С 1999 г. основным многофункциональным изделием компании является программно-технический комплекс ДЕКОНТ. Комплекс в полной мере отвечает современным тенденциям применения распределенных систем сбора/управления и позволяет создавать разнообразные системы телемеханики, АСУТП и энергоучета.

Главная цель компании –  широкотиражный выпуск надежных программно-технических средств универсального применения по приемлемым для российского покупателя ценам. Основные усилия компании сосредоточены по 4 направлениям

 Основу компании составляют группы по разработке программного и аппаратного обеспечения. Большинство специалистов – выпускники МИФИ и МФТИ, поддерживающие высокий уровень оригинальных технических решений. Изделия компании ДЭП не уступают по характеристикам аналогичным изделиям ведущих мировых фирм.

При разработке любого изделия  параллельно с ним обязательно  проектируются соответствующие автоматизированные стендовые средства, призванные в максимальной степени устранить “человеческий фактор” на этапах последующего монтажа и наладки изделий.

Собственное производство широкотиражных изделий сосредоточено на первой (комплектация) и последней (тестирование и наладка) производственных операциях – все остальные материалоемкие и человекоемкие стадии размещаются на производственных мощностях проверенных ДЭП-партнеров.

Именно такая техническая  политика, базирующаяся на “трех китах” (оригинальные технические решения, максимальное использование кооперации с отечественными и зарубежными партнерами, автоматизированное тестирование и наладка), позволяет обеспечивать высокую надежность изделий, максимально снизить издержки собственного производства, а следовательно – предложить заказчикам современные технические средства по оптимальной цене.

Изначально первые “ДЭП-средства”  задумывались как инструмент для собственных внедрений. Однако, принципы открытости программно-технические решений, заложенных в продукцию, на практике зарекомендовали ее как удобный и понятный инструмент успешно применяемый проектировщиками, системными интеграторами и конечными потребителями. В настоящий момент примерно более двух третей валового объема выпускаемой продукции закупается системными интеграторами и конечными потребителями .Часть проектов внедряется «под ключ» собственными силами компании.

 Специалисты фирмы в любой момент готовы оказать оперативную и доброжелательную техническую поддержку пользователю. Компания практикует бесплатные черновые технико-коммерческие предложения, т.е. составление предварительной схемы автоматизации объекта и ориентировочную калькуляцию ее стоимости.

В 2000 г. фирма ДЭП открыла  собственный учебный центр, на базе которого проводит первые курсы повышения квалификации для специалистов, пожелавших научиться работать с ПТК “ДЕКОНТ”.

На сегодняшний день компания ДЭП занимает прочные позиции на российском рынке промышленной автоматизации.

ДЕКОНТ это программно-технический  комплекс (ПТК), состоящий из набора унифицированных аппаратных и программных модулей, позволяющий, как в конструкторе, собирать практически любые системы автоматизации.

Скомпоновав несколько  модулей, можно получить, например, блок управления кондиционером. Добавлением еще одного элемента создается автоматический регулятор насосной станции, теплопункта. Комбинация с другим модулем превратит предыдущий блок локальной автоматики в контрольный пункт (КП) телемеханики, готовый передавать наверх телеметрию и принимать команды диспетчерского управления (не теряя при этом функций автономного регулирования) по практически любому каналу связи - радио, выделенным или коммутируемым линиям связи, аппаратуре уплотнения данных. Комплекс с успехом применяется как база для создания современных автоматизированных систем в таких отраслях как: теплоснабжение, водоснабжение, электроснабжение, нефте- и газоснабжение, на предприятиях машиностроительной, металлургической, химической, горнодобывающей промышленности и связи, в жилом фонде и других объектах городского хозяйства (гостиницы, вокзалы, аэропорты).

ДЕКОНТ –  открытая система. Пользователь способен добавить свои собственные программные элементы для уникальных алгоритмов обработки, управления или интерфейса с другими системами.

ДЕКОНТ прежде всего  применяется там, где требуется  собирать технологическую информацию со множества территориально-распределенных объектов, где надо управлять удаленными объектами, где необходим учет производства или потребления энергоресурсов. Понятие “множество территориально-распределенных объектов” применительно к ДЕКОНТ имеет чрезвычайно широкое значение. Это может быть технологическое помещение, в котором нужно “обвязать” датчики и исполнительные устройства в единую систему. Это может быть отдельное здание или группа зданий, в которых требуется контролировать и управлять инженерным оборудованием, обеспечить энергоучет.

Благодаря практически  неограниченной информационной емкости комплекса и простоте его наращивания решение компании ДЭП остается простым и эффективным для любого объекта. Малые размеры и распределенная модульная архитектура комплекса позволяют сделать это с минимальными затратами на сигнальные и управляющие кабели.

Возможности предлагаемого  комплекса позволяют создавать  как простейшие системы, включающие в себя консольный компьютер с группой распределенных контроллеров, объединенных локальной технологической сетью, так и сложные иерархические системы, объекты которых распределены по территории в сотни квадратных километров и объединяемые разнообразными каналами связи – локальной технологической сетью, телефонной связью и радиоканалом.

Продуманные технические  решения, многократно апробированные российской действительностью, обеспечивают наилучший показатель соотношения функциональной мощности к стоимости. Сотни реально действующих проектов, базирующихся на оборудовании компании ДЭП, заслуженно пользуются репутацией надежных, простых в применении и гибких в использовании систем.

Комплекс зарегистрирован  в Государственном реестре средств  измерений под №-18835-99 и рекомендован к применению в РФ. Дополнительно, ПТК ДЕКОНТ имеет также экспертное заключение ВНИИЭ для РАО ЕЭС России, рекомендующее применение комплекса в энергетике.

Комплекс ДЕКОНТ позволяет  создавать:

• системы диспетчеризации и телемеханики;
• системы локальной автоматики и регулирования;
• системы архивирования технологической информации и регистрации событий;
• системы технического и коммерческого учета энергоресурсов;
• комбинированные системы.

Исходя из критерия «функциональные возможности/стоимость» ДЕКОНТ является одним из наиболее привлекательных отечественных  комплексов. На протяжении последних нескольких лет компания ДЭП вышла на уровень продаж, превышающий 5 тысяч микропроцессорных ДЕКОНТ-изделий в год. Эффективность использования комплекса по праву оценили как в Москве, так и во многих регионах России.

Микропроцессорные изделия  комплекса изначально проектировались для длительной и надежной работы в непредсказуемых условиях российской действительности.

Минимизация размеров печатных плат, SMD-монтаж, повсеместный отказ от промежуточных соединений и подстроечных элементов, специальные мероприятия по отбору наиболее надежных компонентов, автоматизированное тестирование и термопрогон выпускаемых изделий позволяют достичь времени наработки на отказ одного устройства не менее 100000 часов. Все без исключения аппаратные компоненты комплекса имеют гарантийный срок 3 года.

Высокая надежность комплекса также обеспечивается применением комплектующих от мировых лидеров производства электронных компонентов, таких как: ANALOG DEVICES, ZILOG, SIMENS, NATIONAL SEMICONDUCTOR, MICROCHIP, AMD и др.

Все основные аппаратные компоненты комплекса предназначены для круглосуточного непрерывного режима работы в температурном диапазоне -40…70 °C. Это позволяет устанавливать наше оборудование на промышленных объектах без дополнительного подогрева или охлаждения.

Все изделия проходят испытания на работоспособность  при -43 °C и термоиспытания при +70 °C в течение 72 часов.

Основу каждого из модулей ввода-вывода составляет однокристальная микроЭВМ индустриального исполнения и высокой степени интеграции. Поэтому входные сигналы преобразуются, кодируются и в дальнейшем транспортируются в защищенном цифровом виде.

Модули не содержат подстроечных элементов – необходимая коррекция  преобразователей осуществляется программно.