Aiuto per forno

[Steel]

Grazie a tutti.

Allora, do' quache altra informazione.
Il forno servirebbe per eseguire operazioni di tempra e rinvenimento di acciai da utensili per lavorazioni a freddo (AISI O1, O2, D2, D3, A2, A8, Sleipner, Calmax, Vanadis 4, Vanids 4E, CPM 3 V, ecc). In fase di austenizzazione dovrei eseguire dalle due alle te soste di equalizzazione della temperatura, per minimizzare i gradienti termici e quindi i rischi di disotrsione sia in fase di riscaldo che in fase di spegnimento.

Eseguirei anche rinvenimenti multipli consecutivi, pr cui, in alcuni casi, è necessaria un alta precisione della temperatura, pena l'ottenimento di durezze diverse da quelle preventivate.

La precisione quindi è un parametro essenziale.

Infatti volevo usare un regolatore discreto o una programmatore tassativamente PID abbinati ad un relè a stato solido.
Quest'ultimo non con semplice ON-OFF ma possibilmente che permetta un treno di implusi, eventualmente non al 100% di potenza. Per questo il Revo 1 M PH della CD automation ( http://www.cdautomation.it/index.php?op ... &Itemid=79 ) mi sembra una buona scelta, ma magari voi potreste dari consigli migliori. Tenete conto che lo pagherei 350 euro circa.

Le resistenze sarebbero "a vista" all'interno della muffola. Pensavo di inserirle in un portaresistenze mullitico, se riesco a trovarli della misura giusta.

Le temperature massime di lavoro sarebbero di 1080°C circa, le minime di 200°C circa. Non escludo però, in futuro di usare acciai super rapidi, per cui sia necessario raggiungere temprature di austenizzazione superiori ai 1100°C.

Ciao.

[Gattomom]

Ciao,
dividerei il mio intervento in 2 fasi, la prima relativa al trattamento termico, la seconda alla parte elettrica.
Conosco tutti gli acciai che hai citato,e mi permetto di non essere d'accordo con te quando citi" In fase di austenizzazione dovrei eseguire dalle due alle te soste di equalizzazione della temperatura". La prima sosta, a mio avviso, devi eseguirla ben al disotto di quella fase strutturale, io la eseguirei fra i 550/600 °C. La seconda sosta fra i 750/850 °C, dopo di che salirei il più velocemente possibile alla temperatura di tempra. Se non devi trattare acciai rapidi, 2 soste sono più che sufficienti. Un altro accorgimento che puoi prendere per minimizzare la differenza di temperatura cuore/superficie, può essere quella di salire molto lentamente (diciamo non oltre i 300 °C/h) fino al primo preriscaldo. Dopo di che aumentare il gradiente di salita fino al secondo preriscaldo e una volta uniformata la temperatutra del cuore con quella della superfice, salire il più rapidamente possibile alla temp. di tempra.
Una soluzione per verificare, durante le soste, quando il cuore ha raggiunto la temperatura della superficie può essere quella di inserire una termocoppia al centro del pezzo (se il pz lo permette), oppure di ricorrere alle formule empiriche dettate dall'esperienza.
Quasi tutti gli acciai che hai citato, ormai, si temprano nei forni sotto vuoto per evitare alla radice fenomeni di ossidazione e, quindi, di decarburazione. In fase di progetto del tuo forno, quindi, dovresti prevedere un'adeguato mezzo di protezione dall 'ossidazione, perche a quelle temperature l'aspetto esterno del pezzo non sarebbe più accettabile, soprattutto se devi trattare acciai da utensili praticamente finiti.
Quale mezzo di spegnimento intendi usare? Ti sconsiglio l'olio perché in molti casi avresti delle deformazioni inaccettabili, in special modo sui pz di forma complessa, vanificando le soste di equalizzazione della temperatura in fase di riscaldo.

[Steel]

Ciao,
si, due soste sono sufficienti, ma ne eseguirei, per sicurezza, 3, almeno per certi acciai. A 400-450, a 600-650°C e a 800-850°C circa. Due, tutte al di sotto Ac1 ( Ac3 per gli ipoeutettoidi) per acciai bassolegati. E' un indicazione di massima comunque. Non escludo di usare in futuro acciai rapidi e superapidi.

Niente geometrie complicate, si tratta di coltelli (ah, ti ho mandato una e-mail). Spegnimento in acqua, oli rapidi vegetali, oli vegetali a bassa drasticità o aria forzata, in base al tipo di acciaio. Niente polimeri organici, almeno per ora, perché dovrei controllare con attenzione temperatura, grado di agitazione e concentrazione della soluzione e per i primi due parametri non sono attrezzato adeguatamente . Niente bagni di sali.

Si coltelli si possono usare anche oli a media e bassa drasticità per lo spegnimento di acciai ad alta temprabilità come D2, Nilox, Becut, 440C, ecc senza particolari rischi di distorsioni (a patto che l'austenizzazione sia eseguita correttamente). L'uso di olio a bassa o media drasticità su acciai aad alta temprabilità verrebeb fatto, in alcuni casi, per diminuire la quantità di austenite residua dopo lo spegimento e, per acciai ad alto tenore di cromo, evitare la precipitazione di carburi K1 e K2 durante lo spegnimento (linea tratteggiata nel diagramma CCT).

Atmosfera ossidante nella muffola. I pezzi verrebbero avvolti in un foglio di acciai austenitico (AISI 310) per evitare fenomeni di decarburazione. Niente tempra in cassetta con carboni neutri ne, per ora, atomosfere neutre (tipo N2).

Ciao.

[Poirot]

Se un PID viene collegato a un interruttore, si introduce una quantizzazione a 1 bit: acceso o spento. E questo mi lascia un po' perplesso su come funzioni, perche' tutta la risoluzione del compensatore viene persa nell'attuazione.

Ma una miriade di termoregolatori da quadro con uscita a relé, permettono la regolazione on-off oppure PID.
Certo, esistono quelli con uscita analogica o comando +/- di un servomeccanismo, ma anche vent' anni e passa anni fa era normale trovare termoregolatori con uscita a relè o statica che permettevano la regolazione PID.
Non capisco le perplessità di questo modalità di regolazione. A me sembra che nei processi industriali siano frequenti.

[g.schgor]

(x Poirot)
Facciamo un ragionamento terra-terra.
Con un PID che controlla la parzializzazione di un triac possiamo avere
sia un'immediatezza che una "continuità" del controllo della potenza che
riscalda le resistenze del forno.

Se l'uscita PID controlla un SSR, abbiamo ancora immediatezza ma perdiamo
la continuità (gli SSR inseriscono o no l'intera semionda, non possono parzializzarla).
Se poi ci mettiamo un relè, oltre alla continuità perdiamo l'immediatezza (un
relè impiega decine di ms ad attivarsi e poi disattivarsi).
L'obiezione può essere: ma la differenza pratica è poca!
Risposta: ma allora anche la differenza con un controllo On-Off è poca.

[Poirot]

Boh.
Ripeto, sono anni e anni che esistono termoregolatori con uscità relé e scelta fra regolazione on-off o PID.
Che tutte le marche vendano termoregolatori con un "falso" PID, che non dia vantaggi sulla semplice regolazione on-off e che serva solo a far vendere un prodotto più costoso, mi sembra strano.

[Paolino]

Credo che i termoregolatori cui si riferisce Poirot siano quelli impiegati su sistemi con inerzie termiche elevate. Pertanto l'immediatezza osservata da g.schgor diventa un parametro ininfluente.

Ciao.

Paolo.

[g.schgor]

Si, Paolino, hai ragione: l'inerzia termica rende "lenti" la maggior parte dei
controlli di temperatura, ma questo non impedisce che una regolazione PID (se non
messa a punto accuratamente) possa essere soggetta a "sovraelongazioni" (overshooting)
durante i transitori (e questo può influenzare negativamente il "processo" controllato).

[Steel]

Quindi se ho ben capito per sfruttare al massimo le potenzialità del PID serve un triac.

Con un relè a stato solido si perderebbe in continuità con uno elettromeccanico in continuità ed immediatezza (ed in durata).

Giusto?

Ma un triac adatto alle mi esigenze (ovvero alla potenza e tensione che utilizzerei) quanto costerebbe?
Ed inoltre, se i pogranmmatori e regolatori in commercvio hanno uscita per Relè o SSR (relè a stato solido, giusto?), come faccio ad usare il triac?

Ciao.

[g.schgor]

Non ho proposto l'impiego di Triacs: il discorso era per spiegare che
un regolatore PID sembra in contraddizione con un attuatore On-Off.

Se in commercio si è però diffusa questa pratica (e penso riducendo
in pratica il regolatore alla semplice azione proporzionale) puoi
seguire questa strada. Vedo infatti che non viene preso in considerazione
l'errore di temperatura accettabile per i trattamenti, quindi qualsiasi
tipo di regolazione potrebbe andar bene!