Application pour fours continus et discontinus de cémentation gazeuse

Fonctions de diagnostic de la sonde d'atmosphère
Alarme d'encrassement

Par une analyse précise de la température du four et du potentiel carbone, il est possible de déterminer quand les conditions d'atmosphère sont telles que le carbone se dépose en suie sur toutes les surfaces à l'intérieur du four, ainsi que sur les pièces à traiter. Il est de toute évidence souhaitable d'éviter cette situation, et c'est pourquoi dans les solutions Eurotherm une alarme est préconfigurée et peut être utilisée pour déclencher un événement four.

Eviter l'encrassement permet de protéger le revêtement réfractaire du four, de maintenir la précision de la sonde zirconium et de stopper la formation d'une barrière de suie sur les pièces, susceptible d'empêcher la diffusion du carbone.

Nettoyage automatique de la sonde

Une stratégie de nettoyage et de restitution de mesure de la sonde peut être programmée pour se déclencher entre deux charges ou sur demande de l'opérateur. On utilise une injection rapide de gaz à haut débit pour éliminer la suie ou toute autre particule ayant pu s'accumuler sur la sonde. Pendant le cycle de nettoyage et de restitution, la valeur %CP mesurée est figée pour garantir la continuité de service du four.

Surveillance de l'impédance de la sonde

Lorsque l'impédance de sortie d'une sonde zirconium dépasse un certain niveau, cela

indique que la performance de la sonde s'est détériorée et qu'elle doit être remplacée. Grâce à un module d'entrée zirconium spécialisé, les régulateurs T2550 PAC peuvent mesurer l'impédance de la sonde raccordée à leur entrée et,

avec les alarmes utilisateur, permettent de créer une stratégie d'alarme pour alerter l'opérateur d'une défaillance imminente de la sonde. Cette fonctionnalité peut être rajoutée aux installations existantes
 
où le client est satisfait du système de contrôle en place, mais souhaite l'enrichir de fonctions supplémentaires de diagnostic de la sonde.
 
Contrôle de la trempe
La trempe des pièces fait partie intégrante du processus de transformation, et y joue même un rôle essentiel.

Cette recette, qui fait normalement partie du profil global de procédé, doit contenir les options de trempe à l'huile ou à l'air, de température de l'huile de trempe, de durée et de vitesse et sens de circulation du débit. La recette peut également prévoir un paramétrage de la durée d'égouttage. Des mesures de sécurité doivent être envisagées concernant la position de défaut de l'élévateur de trempe et les interverrouillages de pression entre la pression d'huile et la pression d'eau dans l'échangeur du radiateur d'huile.

Le systême de contrôle doit être conçu pour garantir une exploitation asynchrone du profil thermique/carbone et du profil de trempe. Ainsi, il est possible de mener à son terme le cycle de traitement d'un produit dans le bac de trempe, tandis qu'une nouvelle charge est déjà en cours de traitement dans le four.

 
Mesure du potentiel carbone
La mesure précise de l'atmosphère du four est cruciale pour l'application. En général, on utilise une sonde zirconium pour mesurer le potentiel carbone. La sonde zirconium produit un signal en tension (mV) proportionnel au rapport de concentration en oxygène entre l'air de référence à l'extérieur du four et la quantité d'oxygène effectivement présente à l'intérieur du four.

La température est mesurée au moyen d'un thermocouple placé à l'extrémité de la sonde.

Ensemble, les signaux de tension et de température sont utilisés par un bloc de fonction Zirconium pour calculer le pourcentage de carbone effectivement présent dans l'atmosphère du four.

Là encore, l'état de la sonde constitue un aspect critique pour les performances du four, et c'est pourquoi Eurotherm utilise de nombreuses techniques pour assurer la continuité et le diagnostic des performances de la sonde in-situ.

Calculateur de carbone
Un calculateur de carbone hors ligne permet à la simulation des profils des fours sur un PC de déterminer le profil correspondant le mieux à un lot quelconque.

Avantages

Aucune perturbation de l'utilisation des fours 

Calcule soit :

          - La durée de fonctionnement du four

          - La profondeur de cémentation

          - Le profil

Plusieurs variantes à saisir par l'utilisateur :

         - Caractéristiques de l'acier

         - Température du four

         - Atmopshère du four

         - Potentiel carbone

         - Facteur d'agitation

Correction du gaz cémentant
On peut utiliser un analyseur de gaz pour calculer la concentration en CO du gaz de cémentation et envoyer ces informations au régulateur pour qu'il modifie automatiquement la lecture du % carbone calculé.
Séquencement gazeux
Dans le cas de la carbonitruration, il est nécessaire d'introduire d'autres gaz dans le four, de l'azote par exemple, pendant le processus de cémentation. Ceci peut être commandé par séquençage ou commande du flux de masse.

Contrôle des séquences dans le four
Le système de commande doit tenir compte ou entrer en interface avec le séquenciel du four. Le séquençage est nécessaires pour le transfert des pièces dans le four, la commande du cycle, la séquence du trempage et la commande des brûleurs ou de l'énergie. Les solutions de commande discrètes entrent souvent en interface avec un automate externe mais, dans les solutions intégrées, il est possible de réaliser la totalité du séquenciel du four dans un seul environnement de commande.

Alarme liée au four
Les événements suivants peuvent faire l'objet d'une alarme :

Dépassement de température du four
Dépassement de température de l'huile de trempe
Alarme du système de brûleurs
Alarmes de température marquant l'activation du processus, à 600°C et 750°C
 
 
Alarmes de diagnostic sonde
Alarme d'atmosphère hors-tolérance
Alarme de déséquilibre ventilateur de four (option)
Alarmes de débit et de pression de trempe
Alarmes de débit et de pression dans l'échangeur du radiateur d'huile de trempe