COMPUTER SYSTEMS OF THERMAL ANALYSIS FOR MONITORING OF FOUNDRY AND METALLURGICAL PROCESSES

Олена Токова; Володимир Дорошенко; Олександр Янченко

doi:10.31649/1999-9941-2022-54-2-86-93

Автор(и)

Олена Токова Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН та МОН України
Володимир Дорошенко Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
Олександр Янченко Вінницький національний технічний університет

DOI:

https://doi.org/10.31649/1999-9941-2022-54-2-86-93

Ключові слова:

теплові процеси, комп’ютерна техніка, контроль якості, комп’ютерний моніторинг, чавунне лиття, оптимізація, економія металу

Анотація

Описано комп’ютерну систему моніторингу теплових процесів, що відбуваються на ливарних та металургійних заводах. Теплові процеси детально розглядаються як основні процеси, що відбуваються в процесі лиття. Розглянуто два способи контролю якості металу методом термічного аналізу лиття за втраченою піномоделлю. У статті описані характеристики термоаналіза та теплових процесів. Зображено методи контролю якості чавуну шляхом заливання проби рідким металом і виконання комп'ютерного термоаналізу. Перераховано методи термічного аналізу металу, а також методи оптимізації литих конструкцій на основі результатів комп'ютерного порівняння даних від термоаналізу різних частин чи стінок виливка, в яких визначено механічні чи експлуатаційні характеристики металу в цих частинах чи стінках виливка як даних для оптимізації литої конструкції за цими даними. Дано короткий огляд програмного забезпечення для моніторингу теплових процесів. Подано структурну схему обчислювальної техніки, призначеної для моделювання теплових процесів, опис проблем, які вона вирішує, а також її короткий опис. Розроблено програмне забезпечення для підтримки рішень ливарного цеху, яке дозволить автоматизувати окремі етапи процесу лиття, підвищити якість металевих виробів. Це можна розглядати як перші кроки до створення систем штучного інтелекту для управління ливарними та металургійними процесами з точки зору якості металу, оптимізації шихтування і технології його виплавки, оптимізації конструкції виливків на основі даних термічного аналізу, отриманих з багатьох точок виливків. Одночасно цифрові записи, нарощування бази даних від термоаналізу і комп'ютерний аналіз цієї бази, як елемент цифровізації ливарно-металургійної технології, дає можливість коригувати технологію по ходу виплавки он-лайн, що підвищує продуктивність виробництва і якість металопродукції.

Біографії авторів

Олена Токова, Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН та МОН України

кандидат технічних наук, молодший науковий співробітник відділу інформаційних технологій індуктивного моделювання

Володимир Дорошенко, Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України

доктор технічних наук, старший науковий співробітник, провідний науковий співробітник відділу фізико-хімії ливарних процесів

Олександр Янченко, Вінницький національний технічний університет

кандидат технічних наук, доцент кафедри галузевого машинобудування

Посилання

Chemical analysis versus thermal analysis of Cast Iron. Global Casting Magazine, 2016. Vol. 6 (3), pp. 54. [Online] Available at: http://content.yudu.com/web/y5b2/0A1snzj/GlobCastingVol6 No3/flash/resources/index.htm. Accessed 06 Dec. 2020.

A. s. USSR №1636766, IPC G01N 33/20. Method of determination of alloying impurity elements and gases in alloys / N.A. Abramov, B.A. Greshishchev, V.A. Dinershtein, S.A. Kozlov, M.D. Molchanov, A.A. Smulsky, Publ. 1991. Bull. 11 [in Ukrainian].

E. V. Zakharchenko, L. D. Zhukov, E. A. Sirenko, et al., «Improvement of the universal method of thermal express analysis of liquid cast irons, based on the recognition of the shape of the cooling curves», Casting processes, 2, pp. 3–9. 2015 [In Russian].

Patent Of Ukraine № 99968, IPC G01N 33/20, G01N 25/04. Method of thermal analysis of liquid cast iron / E. V. Zakharchenko, K. A. Sirenko, A. L. Goncharov, A. V. Bogdan., Publ. 2015, bul. 12 [in Ukrainian].

Patent 112646 Ukraine, IPC G01N 33/20. Method of thermal analysis of metal and alloy / V. S. Doroshenko, O. V. Tokova, Publ. 2016, Bull. 24 [in Ukrainian].

Patent 131912 Ukraine, IPC G01N 33/20, G01N 25/04. Express method of thermal analysis or (and) sampling of metal or alloy / V. S. Doroshenko, V. O. Shinsky, O. V. Tokova. Publ. 2019, Bull. 3 [in Ukrainian].

MAGMASOFT autonomous engineering. [Online]. Available: http://www.magmasoft.com. Accessed 18 Jan. 2016.

NovaCast Technologies AB. [Online]. Available: http://www.ruscastings.ru/work/168/2130/2984/ 2988. Accessed 27 Feb. 2019.

O. V. Tokova, «An overview of methods and tools for computer modeling of foundry production processes», Inductive modeling of complex systems. Collected research papers, Issue 9, Kyiv: IRTC ITS NASU, pp. 204–213. 2017 [in Ukrainian].

O. V. Tokova, «The Task of the Computer Technology Construction for Thermal Processes Modeling of Foundry Production», Upravlausie sistemy i masiny, 4, pp. 84–95. 2018 [in Ukrainian].

O. Tokova, Ye. Savchenko, V. Stepashko, «Construction of a computer technology for information support of decisions in the foundry production process», Cybernetics and Computer Engineering, 4, pp. 41–55. 2019.

I. V. Varava, «Information technologies of control of a complex scientific experiment in a multiphase environment». Abstract of Ph.D. dissertation: 05.13.06, Kyiv, 2016 [in Ukrainian].