Some aspects of monitoring of foundry moulding sands preparation process

• Autorzy: Ziółkowski E. , Wrona R. , Smyksy K.

Warianty tytułu

PL

Wybrane aspekty monitoringu procesu sporządzania odlewniczych mas formierskich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study outlines the basic features of a newly-designed computer-supported system for monitoring and recording the instantaneous power consumption, used to control the operating parameters of foundry mixers as well as moulding sand preparing process course. Basic idea of monitoring of power demand treated as the factor of quality evaluation of moulding sand preparation process have been described. The main coefficients and factors characterizing electric power demand by mixer drive are recalled. Comparison of values of the indicators of power consumption by various types of mixers has been done. The study has also summarized the preliminary test data of power consumption during moulding sand preparation process in a paddle mixer drive and roller mixer (Simpson type). Process parameters were varied during the tests: moisture content in moulding sand, load of the mixers pan and mixing time. Electric power demand is expressed by effective values, assuming the balanced load. As the mixing levels change, the technological parameters will change, too, and this fact might be utilized in monitoring of the mixing process. The power factor of the mixer drive cos would vary considerably during the mixer’s operation under loading. The selected results of tests performed to find the relationship between the technological and operational parameters and power consumption by a mixer drive have been presented. Two aspects of the monitoring system are considered to be of major importance: potential optimization of the mixing process in the function of energy consumption and control of the mixing process and its impacts on the properties and quality of thus prepared moulding sand. Potential following applications of the module for fast recording of instantaneous currents and voltages in a single or triple phase power supply system in other foundry machines and devices have been pointed out. Further research areas are indicated, to extend the system and the range of its using.

PL

Praca przedstawia w zarysie podstawową charakterystykę nowego, komputerowego systemu przeznaczonego do monitorowania i rejestracji chwilowego zapotrzebowania mocy, przeznaczonego do kontroli parametrów pracy mieszarek stosowanych w odlewnictwie jak również przebiegu procesu sporządzania masy formierskiej. Opisano podstawowa idee monitoringu poboru mocy przez mieszarkę traktowanego jako wskaźnik oceny jakości procesu sporządzania masy. Przedstawiono główne współczynniki i parametry charakteryzujace zapotrzebowanie mocy elektrycznej przez napęd mieszarki. Porównano wskaźniki charakteryzujące pobór mocy elektrycznej przez mieszarki różnych typów. Zaprezentowano także wyniki wstępnych badań poboru mocy przez mieszarkę łopatkową i krążnikową (typu Simpson). Badania prowadzono przy zmiennych parametrach, takich jak : wilgotność masy formierskiej, wielkość załadunku misy mieszarki oraz czas mieszania. Zapotrzebowanie mocy scharakteryzowano wartościami skutecznymi, uwzględniając załadunek mieszarki. Podczas procesu mieszania ulegają także zmianie parametry technologiczne, co może byc wykorzystane w kontroli procesu sporzadzania masy. Zaobserwowano istotna zmiane współczynnika mocy poboru mocy – cos, podczas pracy mieszarki przy zmiennym załadunku. Przedstawiono wybrane wyniki przeprowadzonych badan majacych na celu określenie zależności pomiędzy parametrami technologicznymi a parametrami pracy mieszarki oraz zapotrzebowaniem mocy. Podkreślono dwa podstawowe, ważne aspekty monitoringu poboru mocy: możliwość optymalizacji procesu mieszania z punktu widzenia jego energochłonnosci oraz kontrole procesu uwzgledniająca właściwości i jakość sporządzanej masy formierskiej. Wskazano możliwe, kolejne zastosowania szybkiej rejestracji chwilowych wartości natężenia i napięcia prądu w jedno i trójfazowych systemach zasilania maszyn i urządzeń odlewniczych. Zasygnalizowano obszary dalszych prac zmierzających do rozbudowy systemu i rozszerzenia jego zakresu zastosowania.

Słowa kluczowe

EN

foundry processes; preparing of moulding sand; monitoring of moulding sand preparing process

PL

procesy odlewnicze; odlewnicze masy formierskie

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 54, iss. 2
• Strony: 399--411
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys.

Twórcy

autor

Ziółkowski E.

autor

Wrona R.

autor

Smyksy K.

• FACULTY OF FOUNDRY ENGINEERING, AGH-UST, REYMONTA 23, 30-059 KRAKÓW, POLAND

Bibliografia

• [1] B. Baron, A. Pasierbek, M. Maciążek, Numerical algorithms in DELPHI. Experts book.HELION, Gliwice, (in Polish).
• [2] L. Bodzoń, J. Dańko, L. Żurawski, BASIC of foundry machinery theory. Machines for preparing of moulding materials and moulding sand. University lectures No. 919, AGH-UST Publishers, Cracow 1984, (in Polish)
• [3] S. Ciskowski et al., Selected applications of ultrasonic method for moulding sand examination. Archives of Foundry 7, 2, 101-106 (2007).
• [4] L. S. Czarnecki, Power in electrical circuits with non sine course of voltage and current. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa 2005(in Polish).
• [5] A. Fedoryszyn, Cz. Rudy, Parameters and processes of synthetic sand rebonding in turbine mixers. Archives of Metallurgy and Materials 52, 3, 415-419 (2007).
• [6] E. Fleming, W. Tilch, Formstoffe und Formverfahren. DVfG, Leipzig-Stuttgard 1993.
• [7] J. Gaede, T. Gołąb, Modern installations for preparing moulding sands. Przeglad Odlewnictwa 56, 7-8, 348-350 (in Polish) (2006).
• [8] M. Gregoraszczuk, Foundry Machinery. WND AGH, Kraków 2002 (in Polish).
• [9] Z. Kowalski, The Quality of electrical energy. Technical University of Lodz Publishers, Łódz 2007 (in Polish).
• [10] R. G. Lyons, Understanding Digital Signal Processing - 2nd Edition, Prentice Hall PTR, 2004.
• [11] S. Piróg, Power electronics : systems with network and hard commutations. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH. Kraków 2006 (in Polish).
• [12] A. M. Plamitzer, Electric machines. Wyd. 2. WNT, Warszawa 1963 (in Polish).
• [13] W. H. Press, B. P. Flannery, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, Numerical Recipes in Pascal. The Art of Scientific Computing. Cambridge University Press. Cambridge 1989.
• [14] J. Szopa et al., Possibilities of application of mixer power consumption measurements for control of the moulding sand preparation process of with using of Amstrad CPC 6128. Proceedings of XIV Scientific Symposium on the occasion of The Foundryman Day ‘88. Part II. AGH-UST Publishers, Cracow 1988, p. 207.
• [15] W. Qiang et al., Greensand control: a new method of the online determination of the moulding sand moisture with infra-red spectrum. Foundry Trade Journal 180, 3631, 37-38 (2006).
• [16] R. Wrona, A. Fedoryszyn, K. Smyksy, E. Ziółkowski, The principle of technological model creation of moulding sand preparing subsystem. Proceedings of XXV Scientific Conference on the occasion of The Foundryman Day ‘2001. Faculty of Foundry Engineering AGH-UST, Cracow 2001, pp. 65-69 (in Polish).
• [17] R. Wrona, E. Ziółkowski, W. Ptak, An analysis of selected systems of continous power consumption measurement in casting devices. Archives of Foundry. 4, 18 (2/2), 521-526 (2006).
• [18] R. Wrona, E. Ziółkowski, K. Smyksy, Monitoring of power demand of foundry machinery, using the example of paddle mixers. Archives of Foundry Engineering. 2008, Vol. 8, No.1, pp. 177-182.
• [19] R. Wrona, E. Ziółkowski, K. Smyksy, Relationship between power factors of mixer drive and selected technological parameters. Archives of Foundry Engineering, 8 spec. iss. 1 343-346 (2008).
• [20] T. P. Zieliński T. P., Digital processing of signals. From theory to applications. WKŁ, Warszawa, 2007(in Polish).
• [21] E. Ziółkowski, R. Wrona, K. Smyksy, Economical and ecological results of the incorrect compensation of the power consumption in casting machines and devices. Archives of Foundry 4, 13, 247-252 (2004).
• [22] J. Zych, Monitoring the thixotropic effect in water-clay slurry system used as a binder for moulding sands. Archives of Metallurgy and Materials. 52, 3, 435-440 (2007).
• [23] http//www. dozamet.pl
• [24] http//www.eirich.com
• [25] http//www.simpsongroup.com
• [26] http//www.technical.com.pl
• [27] http://www.kuenkel-wagner.com
• [28] http//www.disagroup.com
• [29] Webac GmbH brochures
• [30] www.cirrus.com
• [31] www.lemusa.com