用于优化工艺过程中的温度调节的方法 本申请是申请日为2004年4月14日、中国专利申请号为200480042738.9、发明名称为“在工艺过程中用于优化温度调节的方法”一案的分案申请。
【技术领域】
本发明涉及用于优化工艺过程中的温度调节的方法。
背景技术
在铸造产品过程中存在两个循环：第一循环-预热阶段-用于将模具加热到在第二循环中使用的正常的热运行状态。在随后的第二循环中引入用于铸造产品的热熔材料之前，必须在第一循环结束时在模具上喷射脱模剂。第一循环仅仅用于为第二循环准备模具。在第一循环中不进行铸造。第二循环用于在达到正常的热运行状态之后，铸造多个要铸造的产品。在第二循环中，在铸造过程中，由于引入熔化材料，模具被加热。结果，模具达到比正常的热运行状态高的温度。因此，使用传统的水基脱模剂液体将模具冷却到正常的热运行状态。通常，传统的水基脱模剂液体会使出自该模具的下一个铸造产品变形。在冷却之后，在模具中引入热熔材料，以便铸造将被铸造的另一个产品。换言之，传统液体被用于喷射脱模剂并且用于冷却，直到达到正常的热运行状态。这个循环被继续以便生产多个铸造产品。
根据现有技术，使用传统的水基脱模剂液体为开始第二循环准备模具。然而，模具将由于喷射被冷却。因此，在第一循环内，在向模具上喷射传统的水基脱模剂液体之前，由于传统的水基脱模剂液体的冷却作用，模具必须被加热到比正常的热运行状态高得多的温度。
与此相反，通过使用很少冷却或不冷却模具的第二脱模剂液体，本发明避免在第一循环中使用这种传统的水基脱模剂液体。第二脱模剂液体用于在模具表面上提供脱模剂。然而，与现有技术相反，第二脱模剂液体避免以类似于传统的水基脱模剂液体的方式冷却模具。因此，模具不必为了在向模具表面喷射脱模剂之后达到正常的热运行状态，而被加热到比正常的热运行状态高得多的温度。
具体地，根据本发明，传统的水基脱模剂液体(第一脱模剂)以及第二脱模剂液体两者被用于在模具的表面上提供脱模剂。然而，仅有传统的水基脱模剂液体用于冷却模具的温度。在第二循环中使用传统的水基脱模剂液体，但在第一循环(预热阶段)中不使用。第二脱模剂液体仅被用于预热阶段内，并且不冷却模具或对模具的冷却小于传统脱模剂液体。
在这种工艺过程中，在用于铸造产品的模具上，通常喷射溶于水的润滑剂，它是“传统的水基脱模剂液体(第一脱模剂液体)”。在该工艺过程中，传统的水基脱模剂液体起冷却和润滑模具两个作用。本领域的技术人员知道在例如文献“Measurement of Heat Flux DuringLubricant Application for the Die Casting Process”，Adrian S.Sabau，ZhuoxiWu，CastExpo 05，NADCA，2005中给出了这种过程。第二脱模剂见文献：“Influence of abnormal structure on the reliability ofsqeeze castings”，R.Kimura，etc，Journal of Materials ProcessingTechnology 130-131，pp.299-303，2002、“CSA ILLUMINA，Abstract”，Die Casting Engineer，Vol.47，No.4，pp.58-59，July 2003和“Technology Transfer Report-The Die-Cast Copper Motor Rotor”，Revision number 4，April 2004，page 38 and title page等等。
本申请的发明人认识到，由于在加热过程中冷却是对生产不利的，在加热过程中将传统的水基脱模剂液体用于冷却和润滑铸造中的模具是不利的。
因此，发明人提出使用第二脱模剂液体，在预热阶段中(并且不是在铸造过程中)使用第二脱模剂液体，与传统的水基脱模剂液体相比从模具带走更少的热量。第二脱模剂液体是仅从模具带走很少的热或不带走热量的润滑剂。因此，尤其是在预热阶段结束时，模具被以第二脱模剂喷射，而不被冷却或仅被很少地冷却。这与使用传统的水基脱模剂液体形成对比。
在预热阶段过程中，使用基于应用水载体中的脱模剂的标准润滑系统没有用处并且甚至对生产不利。实际上，该处理降低了重置正常生产模具温度的效力，产生了热冲击并且呈现能量和花费的显著浪费。
一旦达到了正常产生状态，必须并且适合于使用水作为脱模剂的载体有效成分，以便减少熔化的合金在凝固过程中传递给模具的热。
因此，使用根据本发明的处理的系统能够给铸造处理带来如下优点：
-能够记录模具温度数据的对处理的更高级控制；
-缩短的加热循环时间；
-减少的由于启动产生的不合格品(-50％)；
-节省能量；
-增加模具寿命。
众所周知，可以在必要时利用传感器检测涉及工艺过程中的热参数。
【发明内容】
本发明提供了一种优化工艺过程中地温度调节的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
通过探测性偏移检测模具的热参数，这是借助于连接到有闸门的保护性结构的可调节设备完成的，该保护性结构包含指示装置和辐射传感器；
传输被检测的数据到计算机设备，计算机设备处理、显示和记录这些参数作为温度值；在每个循环中，比较这些温度值与预定的样本值，用于得到执行反向作用控制的信号，该反向作用控制作用到运行的工艺过程中；
使用第一脱模剂液体和第二脱模剂液体，第一脱模剂液体是传统的水基脱模剂液体，第二脱模剂液体对模具产生很少冷却或不产生冷却；
利用第二脱模剂液体对运行的工艺过程实施暂时的反向作用，其目的是在预热阶段从模具中取出很少的热量，为的是减小所需的循环数目而使模具达到正常的热运行状态，并减少工艺过程中单个循环的时间；和
在实现正常的热运行状态之后，通过发送另一个控制信号，在计算机设备的控制下自动进行从所述第二脱模剂液体转换到传统的水基脱模剂液体。
本发明提出在工艺过程的预热阶段中用于优化温度调节的改进，其中检测工作温度的分布是通过自动和可编程执行探索性偏移实现的，这是借助于连接到有闸门的保护性结构的可调节设备进行的，该保护性结构包含指示装置和辐射传感器，在完成检测热过程参数之后，发送这些参数到计算机，该计算机处理、显示和记录这些参数以控制和调节在该过程进行中的工作温度分布。
【附图说明】
现在参照附图描述本发明，这些附图不是作为限制性例子。
图1是闸门(3)处在闭合位置的保护性结构示意图。
图2是闸门(3)处在开放位置的保护性结构示意图。
我们可以注意到，在保护性结构内包含指示装置(5)和辐射传感器(4)，在完成检测该过程的热参数之后，发送这些参数到计算机设备(9)，计算机设备(9)处理和记录这些参数，用于控制和调节壁表面(8)的工作温度分布。
图2a表示第二脱模剂(release agent)液体(12)的介入示意图，其目的是从模具(8)中取出很少的热量以减小预热阶段，
图2b表示一般的(第一)脱模剂液体(11)的介入示意图，用于正确地执行工艺过程。
在附图中每个单独的细节标记如下：
数字1表示可调节设备，自动地完成由计算机(9)编程的可调节设备探索性偏移(explorative excursion)；
数字2是保护性结构；
数字3是闸门；
数字4是辐射传感器，用于检测被检查的过程的热参数；
数字5是用于检测的指示装置；
数字6是计算机设备的连接电缆；
数字7是气压管路连接，用于引入空气到保护性结构中；
数字8是壁，应当检测该壁表面上的工作温度分布；
数字9是计算机设备；
数字10是一种装置，在每个循环中用于插入喷雾器到两个对接模具(die halves)之间；
数字11是普通的水基脱模剂液体(第一脱模剂液体)喷雾器；
数字12是用于预热阶段的第二脱模剂液体喷雾器。
【具体实施方式】
该设备按照如下工作：
在该工艺过程的连续运行期间：
-管理可调节设备(1)的自动偏移程序；
-采集和处理由传感器(4)检测的热参数及其温度值的转换；
-显示和映射被探测的表面(8)上的温度值分布；
-控制和调节该工艺过程以优化工作温度的分布。
在预热阶段：
通过探测性偏移检测模具(8)的热参数，这是借助于连接到保护性结构的可调节设备(1)完成的，该保护性结构(1)包含指示装置(5)和辐射传感器(4)。
传输被检测的数据到计算机设备(9)，该计算机设备(9)处理、显示和记录这些参数作为温度值。在每个循环中，比较这些温度值与预定的样本值，用于得到执行反向作用控制的信号，该反向作用控制作用到运行的工艺过程中。
利用第二脱模剂液体(12)对运行的工艺过程实施暂时的反向作用(retroaction)，其目的是在预热阶段从模具(8)中取出很少的热量，为的是减小所需的循环数目而使模具(8)达到正常的热运行状态，并减少工艺过程中单个循环的时间。
在实现正常的热运行状态之后，通过发送另一个控制信号，实现由计算机设备(9)控制的从第二脱模剂液体(12)到普通水基脱模剂液体(11)的转换。
展示的这些附图强调该工艺过程的简单性和可靠性，它可应用于冶炼厂，特别是在模铸和模压工厂或在类似的工艺过程中。
应当指出这样一个重要的事实，只有在进行检测时才打开闸门(3)，总是可以保护传感器(4)和指示装置(5)免遭冶炼过程中的环境影响。
此外，还应当指出，过程温度值的结果映射可以对现有的过程状态有一个概要的观察。它还可以同时检测可能的临界区域，该区域要求更多地注意冷却系统的调节。
实现本发明可以有各种技术方案以及结构比例和尺寸，它们符合不同的技术需要。
用于检测工艺过程中工作温度分布的所有方法都涉及此处描述的基本特征，它们都应当属于本发明的保护范围。