Маркировка горячих металлических материалов

Маркировка горячих металлических материалов
1
Несколько слов о фирме InfoSight Corporation
Фирма InfoSight Corporation, США является передовой всемирной фирмой,
которая занимается развитием и аппликациями новых технологий маркировки
материалов.
В широкой отрасли промышленной маркировки центр тяжести активностей
фирмы находится в области поставок оборудования для металлопромышленности,
где маркировочное оборудование предназначено, главным образом для
маркировки стальных полуфабрикатов и изделий.
Фирма InfoSight достигла наибольших успехов в области маркировки горячих
материалов, где ее изделия представляют собой мировые современные изделия.
2
Несколько слов о фирме KMC Group s.r.o.
Фирма KMC Group s.r.o., Чешская Республика является исключительным
представителем и дистрибутором фирмы InfoSight на территории Чешской
Республики, Словакии, Польши, Украины и европейской части России.
В некоторых торговых сделках фирма KMC Group выступает в качестве фирмы,
которая реализует поставки маркировочных систем фирмы InfoSight под ключ.
В данных случаях затем решает интеграцию маркировочного оборудования в
окружающее производственное оборудование, решает конструкцию
манипуляционного оборудования для манипуляции с маркировочной установкой и
обеспечивает монтаж оборудования и его ввод в эксплуатацию. Составной частью
услуг, предоставляемых заказчику, является, конечно, обучение обслуживающего
персонала и гарантийный сервис.
3
Методы маркировки горячих материалов
Очень трудной задачей в области маркировки является надежная маркировка
горячих металлических материалов. Фирма InfoSight справилась с широким
спектром требований металлургических цехов к маркировке в горячем состоянии,
а оборудование фирмы успешно используется для маркировки следующих
материалов:
•
•
•
•
Стальные полуфабрикаты, разливаемые на МНЛЗ (заготовки, блюмы, слябы)
Горячекатаные плоские изделия (толстолистовая сталь, полосовая сталь)
Горячекатаные длинные изделия (заготовки, прутки, трубы)
Горячекатаная проволока
4
Методы маркировки горячих материалов
При подборе оптимального метода маркировки для конкретной аппликации
исходит фирма InfoSight из долговременного опыта. При данном подборе, в
случаях маркировки продукции из непрерывно работающих производственных
линий, фирма применяет главным образом следующие критерии:
1.
2.
3.
Достижение требуемой разборчивости и стойкости обозначения
Достижение надежности работы оборудования и обеспечение
маркировки всей продукции линии
Достижение дешевизны эксплуатации.
Оборудование фирмы InfoSight использует для маркировки разные технологии:
·
штамповка
·
маркировка краской
·
маркировка лазером прямо на материал
·
маркировка с помощью табличек.
5
Метод маркировки штамповкой
Метод штамповки является одним из самых распространенных методов,
главным преимуществом которого является образование несмываемого
обозначения, которое очень хорошо разборчивое также на неровной
поверхности обозначаемого материала.
Более широкого расширения данный метод достиг при маркировке горячих
материалов, разливаемых на МНЛЗ, при маркировке толстолистовой стали и
маркировке изделий из цехов горячей прокатки.
Буквенно-цифровые знаки в форме матрицы точек образуются падением
пневматически выстреливаемых игл, изготовленных из металлокерамического
сплава, на материал. Управление образованием знаков электронное, что
приносит большую гибкость свободного программирования текста
обозначения.
6
Примеры маркировки штамповкой
7
Примеры маркировки штамповкой
8
Примеры маркировки штамповкой
9
Метод маркировки краской
Метод маркировки всевозможных материалов нанесением знаков краской
известен уже долгое время. Главным образом в легкой промышленности,
упаковочной технике и в электронной промышленности метод достиг большого
распространения благодаря маркерам типа IMAJE и DOMINO. Данное
оборудование использует маркировочные головки с соплами, которые образуют
буквенно-цифровые знаки в форме матрицы цветных точек.
В сложных условиях металлургических цехов, когда должен быть
маркирован горячий материал, однако данный тип оборудования не нашел
применения. Ограничения данного метода заключаются в применении краски.
Соблюсти всегда подходящие условия для надежной работы тонких сопл
маркировочной головки в металлургических условиях является тяжелым.
Влияния окружающей среды (жарко, мороз, высокая запыленность) не
позволяют сохранить оборудование в постоянной и безаварийной эксплуатации.
10
Методы маркировки краской
Неподходящий характер поверхности металлургических материалов
(неровности, окалина, пыль, вода и т.д.) является в целом ряду случаев причиной
низкого срока службы обозначения краской. Большая масштабность работ,
связанных с подготовкой краски, очисткой засоренных сопл и уходом за целым
оборудованием, приводит к нарастанию эксплуатационных затрат. У
производственных линий непрерывного действия затем часто возникают
экономические убытки на основании плохо или вообще необозначенной
продукции.
Вышеуказанные факты ограничивают пригодность применения данного метода
маркировки в условиях, когда маркируется скорее холодный материал и когда его
поверхность дает предпосылки для хорошего прилипания краски.
11
Пример маркировки краской
12
Маркировка лазером прямо на материал
Метод заключается в нанесении специальной белой краски на поверхность
маркируемого материала, в которую затем с помощью лазера выжигается
требуемое обозначение. Данная технология, разработанная фирмой InfoSight,
оправдалась себя во многих промышленных аппликациях, как, например
маркировка керамических деталей, блоков двигателей и других
машиностроительных деталей. У металлопродукции данная технология
оправдалась себя при маркировке толстолистовой стали, когда на кромку листа
проведено обозначение штрих кодом.
С помощью сопла и или штепсельной подушки на материал наносится белое
«пятно» керамической краски, в котором с помощью лазера образуется
обозначение в форме буквенно-цифровых знаков, штрих кода или логотипа.
Большим преимуществом данной технологии является способность образовать на
маркируемом материале с подходящей поверхностью высоко контрастные
обозначения даже малых размеров.
13
Маркировка лазером прямо на материал
Ограничения применения данного метода вытекают из факта, что метод
требует применения краски. То есть, например, что краска должна в течение
короткого времени засохнуть, и она должна хорошо прилипнуть к основанию,
которым является маркируемый материал. Главным образом выполнение
последнего требования является решающим для успешного или менее успешного
применения данного метода.
Последний опыт фирмы InfoSight показывает, что данная технология для
маркировки горячих металлургических материалов зачастую не является самым
выгодным решением. Например, раньше установленное оборудование, которое
маркирует горячие рулоны с помощью краски и лазера, в последнее время
заменяются автоматическими системами маркировки рулонов с помощью
табличек.
14
Примеры использования маркировки лазером прямо на материал
Hot Coil
15
Примеры использования маркировки лазером прямо на материал
16
Маркировка с помощью табличек
Технология маркировки с помощью табличек в последнее время становится
превышающей тенденцией маркировки везде там, где необходимо выполнять
наивысшие требования с точки зрения надежной автоматической идентификации
горячих металлургических материалов в процессе их последующей обработки,
транспортировки и складирования. Успешность данного метода необходимо
заметить в следующем:
⇒ Носителем обозначения является предварительно подготовленная
металлическая табличка, которая после прикрепления к материалу образует
всегда хорошо разборчивое обозначение, не смотря на неблагоприятные
влияния окружающей среды, а также не смотря на часто для маркировки
неподходящий характер поверхности материала.
⇒ Табличка всегда хорошо обозначена качественным штрих кодом, что позволяет
автоматическую идентификацию материала без проблем.
⇒ Использование с первого взгляда дорогостоящей таблички является во многих
случаях единым надежным решением, которое в конечном результате приносит
значительные экономические эффекты.
17
Маркировка с помощью табличек
Требуемое содержание обозначения в виде человеком разборчивых
буквенно-цифровых знаков и в штрих коде закодированной информации
формируется на металлической табличке бесконтактным методом с помощью
лазерного луча, который падает на белую, керамическую пленку таблички.
Таблички, маркируемые с помощью лазерного принтера, прикрепляются к
маркируемому материалу вручную и или с помощью автоматически
работающего оборудования для приварки.
Для крепления табличек применяются следующие технологии:
⇒ забивка с помощью гвоздей
⇒ приварка с помощью технологии MIG
⇒ приварка с помощью контактной сварки или дуговой сваркой
⇒ заправка на перевязочную ленту или на проволочную вязку
18
Маркировка с помощью табличек
Подбор оптимального метода прикрепления табличек должен всегда
учитывать все критерии безопасной и гигиенической работы обслуживающего
персонала.
Для маркировки металлопродукции в настоящее время используются
одномерные штрих коды (1D), которые образованы черными линиями на белом
основании. Данные закодированы в ширину линий и в расстояния между
линиями.
Применяются разные стандартные символы штрих кодов, которые способны
сканировать стандартные промышленные сканеры.
Подбор оптимального символа (Code 128, 39, 2 of 5 и т.д.) зависит от
требований данной аппликации штрих кода. Диапазон кодированной
информации, необходимость применения цифровых или буквенно-цифровых
кодов и требуемое сопротивление штрих кода повреждению оказывает влияние
на данный подбор.
19
Примеры использования табличек
20
Примеры использования табличек
21
Маркировочное оборудование фирмы InfoSight
Для маркировки горячих металлических материалов фирма InfoSight
разработала несколько типов оборудования, которые работают с технологиями
маркировки указанными выше.
Подбор маркировочного оборудования зависит от конкретных требований к
маркировке и от условий данной аппликации. Ниже указано краткое описание
основных типов маркировочного оборудования и главные области их применения.
22
Маркировочное оборудование фирмы InfoSight
InfoDent® - Штамповочная система ID8400
Оборудование обыкновенно используется для маркировки изделий, разливаемых на МНЛЗ,
для маркировки толстолистовой стали и горячекатаных заготовок и прутков. Штамповочное
оборудование состоит из следующих частей:
• Штамповочная головка с пневматически выстреливаемыми штамповочными иглами и
механизмом для координатной манипуляции с кассетой с иглами. Штамповочная головка
образует собой полностью закрытую единицу, с внутренним охлаждением воздухом.
• Управляющая электроника, которая находится в самостоятельном закрытом шкафу.
• Терминал оператора, предназначенный для задания данных маркировки с помощью
клавиатуры.
• Манипулятор, который перемещает штамповочную головку к обозначаемому материалу.
• Панель пневматики с элементами для привода штамповочной головки и манипулятора.
• Пульт управления и сервисная панель для управления оборудованием при эксплуатации и
уходу.
Необходимые данные для маркировки в большинстве случаев задаются из вышестоящей
информационной системы производственного оборудования, и маркер затем работает полностью
автоматически. В случае необходимости может текст задать оператор из терминала.
23
Маркировочное оборудование фирмы InfoSight
I-Dent® - Оборудование для маркировки краской
Оборудование данного типа обыкновенно применяется для маркировки
холодных материалов и материалов с низшей температурой. В металлургии
оборудование I-Dent® с хорошими результатами используется, например, для
маркировки горячекатаных труб, когда их маркировка осуществляется на
выходных участках прокатного стана и когда у них низшая температура.
Система I-Dent® состоит из маркировочной головки с соплами (7 или 9
специальных сопл), панели для подготовки краски, электронной системы
управления, пульта управления и терминала оператора для ручного задания
данных для маркировки. Маркировочная головка в положение маркировки
перемещается с помощью манипуляционных механизмов.
24
I-Dent® - Оборудование для маркировки краской
Сопла со способностью самоочищения имеют расширенные отверстия, чтобы
понизить риск их засорения на минимум. Конструкция данных сопл позволяет
напыление знаков минимальной высотой 19 мм, что в некоторых случаях
представляет собой препятствие для применения этого оборудования. При низких
температурах маркируемого материала работает это оборудование надежно.
Однако необходимо иметь достаток времени для иссушения краски, чтобы не
происходило повреждение маркировки при следующей манипуляции с
материалом.
Чем температура маркируемого материала выше, тем больше повышаются
требования к уходу за оборудованием, повышаются расходы на краску, а также
общие эксплуатационные затраты.
Оборудование I-Dent® способно с помощью напыления краски маркировать
изделия также штрих кодом. Однако необходимо использовать так называемый
бинарный штрих код, который можно сканировать только с помощью специальных
сканеров. Фирма InfoSight для данного назначения выпускает сканер OptiCode®,
который, однако, дороже, чем стандартные сканеры штрих кодов. Применение
бинарного кода позволяет кодировать только малое количество информации.
25
Маркировочное оборудование фирмы InfoSight
InfoMark®, LabeLase® - Оборудование для маркировки лазером прямо на материал
Данное оборудование работает с технологиями маркировки, когда знаки образуются
лазером в пленке краски, нанесенной прямо на материал. Определенные ограничения
аппликации метода в металлургии вытекают из необходимости использовать краску для
образования цветного «пятна» на обозначаемом материале.
Собственно маркировочная система образована оборудованием для складирования и
нанесения краски, лазером СО2, системой управления и терминалом оператора. Размещение
маркировочной системы в определенное положение относительно обозначаемому материалу
обеспечивает манипуляционное оборудование, которое работает автоматически и которое
индивидуально сконструировано для данной аппликации.
Большим преимуществом данной технологии является ее способность образовать на
обозначаемом материале с подходящей поверхностью высоко контрастные обозначения.
Линейные штрих коды (1D) или двухмерные (2D) достигают высокой степени разборчивости
даже при использовании дешевых, стандартных скенеров. Очень хороших результатов с
помощью данного оборудования достигается главным образом в легкой промышленности,
например при маркировке телевизионных трубок в горячем состоянии, маркировке
пластмассовых изделий, а также при маркировке машиностроительных изделий.
26
Маркировочное оборудование фирмы InfoSight
Оборудование для маркировки с помощью табличек
Каждая маркировочная система фирмы InfoSight, которая работает с металлическими
табличками, содержит лазерный принтер табличек. Принтер образует на предварительно
подготовленной поверхности табличек требуемые буквенно-цифровые знаки, штрих коды и
также логотипы. Данные для печати задаются из вышестоящей системы управления
производственной линии или цеха и или из клавиатуры терминала оператора.
Для ручного прикрепления табличек на горячие стальные изделия фирма InfoSight
поставляет рукоятки для забивки пистолетом или для наплавки, включая сварочную машину.
Для механизированного прикрепления табличек на материал выпускает фирма
автоматически работающее оборудование, которое табличку закрепит с помощью сварных
швов методом MIG и или с помощью контактных сварных швов.
Подбор подходящего лазерного принтера из выпускаемых принтеров ряда КЕ28ХХ
необходимо осуществить на основании конкретных требований к выполнению таблички.
Решающие требования следующие:
•
размер таблички (ширина 3“ или 4“, длина 3“ - 17“)
•
размер объема данных и требуемый размер знаков
•
необходимая скорость печати таблички.
27
Оборудование для маркировки с помощью табличек
Самым современным изделием фирмы в данной области является настольное исполнение
лазерного принтера металлических табличек LabeLase® 1000. Данный принтер вне
конкуренции спроектирован так, чтобы работал как каждый другой принтер, который можно
подключить к каждому РС. Бесплатно поставляемое программное обеспечение позволяет
любое распределение обозначения на металлической табличке шириной 3“ (76 мм). Длину
таблички можно выбирать от 9,5 мм вплоть до 610 мм.
Усовершенствованная электроника и новая конфигурация оптики принтера приносит
высшую надежность в эксплуатации, простой уход и повышенную скорость печати. Принтер
может использовать все шрифты, установленные в РС и может печатать высоко
качественные штрих коды (1D и 2D) с использованием всевозможных стандартных
символов.
Принтер можно с большим преимуществом использовать, например, в любом месте в
отделении отгрузки изделий, потому что принтер высоко универсальный и занимает на столе
возле РС минимальное место. Как у всех принтеров фирмы InfoSight также здесь в качестве
исходного материала для образования таблички используется металлическая лента, которая
снабжена специальным белым или цветным покрытием. Рулон металлической ленты длиной
прибл. 90 м по бокам снабжен прорезами, чтобы просто было отломить табличку после ее
маркировки.
28
Оборудование для маркировки с помощью табличек
Более подробные информации о лазерном принтере металлических табличек
LabeLase® 1000
указаны на http://www.infosight.com/labelaseproducer/labelase_1000_brochure_b.pdf
29
Оборудование для маркировки с помощью табличек
Для маркировки стальных материалов температурой вплоть до 1000°С
с помощью табличек с точки зрения работника, проводимого маркировку, является
самой сложной операцией прикрепления табличек.
В некоторых случаях, для создания сносных условий работы, достаточно
применение с помощью ручной крепежной рукоятки и необходимых средств
индивидуальной защиты.
Во многих случаях, однако, маркировка материалов не требует применения
полностью автоматического маркировочного оборудования, которое не только
маркирует таблички, но также прикрепляет их к изделию.
Для этих случаев поставляет фирма InfoSight оборудование InfoTagger®.
Типичным применением данного оборудования - применение для маркировки
слябов, разливаемых на МНЛЗ.
30
Оборудование для маркировки с помощью табличек
-
Оборудование InfoTagger® состоит из следующего:
оборудование для подготовки табличек (принтер, ножницы) и для его
транспортировки к слябу
оборудование для приварки таблички к слябу (метод MIG)
шкаф с управляющей электроникой
пульт управления с терминалом оператора
сервисный панель управления
Оборудование выполняет все операции автоматически на основании импульсов
от датчиков, идентифицирующих положение слябов, а также на основании данных,
задаваемых от вышестоящей системы непрерывного литья – сталеплавильного
цеха. Учитывая надежность маркировки и последующую безупречную
идентификацию слябов в течение их дальнейшей обработки, не существует более
совершенной системы.
31
Примеры методов крепления табличек
32
Примеры методов крепления табличек
33
НЕСТИРАЕМОЕ КЛЕЙМЕНИЕ ГОРЯЧИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ
Маркировка алюминиевых чушек
В 2002 г. фирма KMC Group s.r.o. поставила в фирму SLOVALCO a.s., Словакия,
оборудование для маркировки алюминиевых чушек. Оборудование было в
разливочном цеху смонтировано, подвергнуто комплектным испытаниям и успешно
введено в эксплуатацию в течение 5 дней.
После исчерпывающего анализа условий работы будущего маркера и всех
требований к маркировке горячих алюминиевых чушек была подобрана технология
штамповки.
Была подобрана штамповочная система фирмы InfoSight - InfoDent® ID8400, так
как система была на практике уже многократно успешно проверена при работе в
самых сложных условиях сталеразливочного цеха.
Однако, новая аппликация в разливочном цеху алюминия принесла с собой
специфическое требование к экстремально высокой цикличности работы
маркировочного оборудования. Было принято решение маркировать чушки
немедленно после их затвердения прямо на разливочной линии, что обеспечивает
маркировку всей продукции линии без возможности каких-либо замен. Каждая чушка
маркируется перед ее укладкой до штабеля номером плавки, качества
алюминиевого сплава и сокращением наименования фирмы.
34
Маркировка алюминиевых чушек
Оборудование сегодня работает надежно больше трех лет, а за данное время обозначило свыше
9,5 миллионов алюминиевых чушек. Разборчиво и несмываемо маркируемые чушки
представляют собой для фирмы SLOVALCO конкурентное преимущество.
В чем заключается успешность реализации проекта? В следующем:
В сотрудничестве с заказчиком было разработано качественное техническое задание, в
котором было понято большинство опасных мест реализации, и был подобран оптимальный
метод маркировки.
Был использован подходящий и проверенный тип штамповочной системы от известной
фирмы.
Была подобрана правильная концепция целого маркера, которая принесла с собой несложность
конструкции оборудования, надежность его работы, легкий уход и быстрый ремонт решающей
детали – штамповочной головки методом узловой смены.
Подходящей конструкцией маркера удалось выполнить главное определенное требование –
надежно маркировать целую продукцию разливочной линии при нормальных, переходных и
экстренных состояниях производственного процесса.
35
Маркировочное оборудование при работе
у разливочной линии в фирме SLOVALCO a.s.
36
Обозначенные чушки в изложницах и в штабеле
37
•
•
•
•
•
•
•
•
•
НЕСТИРАЕМОЕ КЛЕЙМЕНИЕ ГОРЯЧИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ
Маркировка заготовок/блоков
В 2005 г. фирма KMC Group s.r.o. поставила в фирму Železiarne Podbrezova,
Словакия оборудование для маркировки заготовок/блоков литых на машине
непрерывного литья заготовок.
Оборудование было поставлено взамен физически и морально устаревших
маркеров, размещенных в отдельных литейных ручьях разливочной машины.
Главным критерием для решения нового метода маркировки было
достижение надежного обозначения целой продукции непрерывного литья
заготовок. Подобранная концепция маркировочного оборудования, которое
использует штамповочную систему фирмы InfoSight - InfoDent® ID8400, принесла
с собой выполнение следующих целей проекта:
Хорошо разборчивое и нестираемое обозначение заготовок/блоков на неравном
торце, который возникает после огневой резки
Надежная работа оборудования в диапазоне рабочих температур -10ºС - +50ºС
Простая конструкция маркера с минимальными требованиями к уходу
Резкое снижение эксплуатационных расходов
38
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Маркировка заготовок/блоков
Основные характеристики проекта
Маркируемый материал
заготовки/блоки, литые на 4-ручьевой
МНЛЗ
Размеры заготовок/блоков
150 - 280 мм
∅ 150 - ∅ 280 мм
Температура заготовок/блоков
400°C - 1000°C
Спецификация обозначения
количество строчек
2
количество знаков в строчке
8
Размеры знаков
мин. высота (мин/макс)
12,7 мм (10/14 мм)
мин. ширина (мин/макс)
7,2 мм (5,6/7,6 мм)
8
Количество штамповочных игл
Время штамповки
матрица точек 5x7
прибл. 5,0 с
(в зависимости от содержания
матрица точек 7x9
прибл. 6,5 с
обозначения)
Требования к энергии
эл. питание – маркер
230В/50Гц, 5A
эл. питание – компрессор 400В/50Гц, 15A
сжатый воздух – для штамповки
макс. 8,5 бар
сжатый воздух – для охлаждения
макс. 6,0 бар
39
Маркер при работе у холодильника МНЛЗ
• Foto 1, 2
40
Блюмы, обозначенные с помощью клеймовочной системы ID 8400
• Foto 3, 4
41
Блюмы, обозначенные с помощью клеймовочной системы ID 8400
• Foto 5, 6
42
Несколько слов в заключение
Презентация технологий и изделий фирмы InfoSight служит для предоставления
основной информации о возможностях фирмы решить разные задания из области
маркировки, главным образом горячих стальных полуфабрикатов и изделий.
Вышеуказанные методы маркировки можно в различных модификациях
использовать также в других отраслях промышленности. Фирма имеет в своем
распоряжении также другие технологии, которые в данном перечне не указаны, она
готова решить каждое, даже полностью новое требование на маркировку.
В случае необходимости получить более подробные информации, просим
обратиться в фирму KMC Group s.r.o. или прямо в InfoSight Corporation.
Необходимые информации можно также найти на WWW сайте.
43