[發明專利]一種鋁合金熔鑄配料系統

在審

• 申請號: 201910969664.1
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN110669963A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 蘇暢;孫勇;蘇子寧;凌云漢;袁超
• 申請（專利權）人: 北京機電研究所有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/03;G16C20/10
• 代理公司: 12107 天津市三利專利商標代理有限公司
• 代理人: 韓新城

本發明公開一種鋁合金熔鑄配料系統，包括配料目標決策層，用于提供鋁熔鑄配料生產線中的鋁合金配料標準；熔鑄配料優化層，在鋁合金配料標準的約束基礎上，提供滿足質量指標的最優原料初始配比和成分調整配比方案；智能料倉執行層，根據熔鑄配料優化層提供的配料數據，自動識別下料數據到投料明細，完成料倉下料稱重任務。本發明優化了傳統鋁合金熔鑄配料方法，為企業提供快速、高效、優質的鋁合金產品配料方案。

技術領域

本發明涉及鋁合金熔鑄技術領域，特別是涉及一種鋁合金熔鑄配料系統。

背景技術

鋁合金熔鑄作為鋁合金材料生產制造的第一道工序，為后續工序，如擠壓、軋制、鍛造，提供原料。在鋁合金鑄錠產品上，不僅鑄錠的尺寸、外形要滿足不同廠家后續加工工序以及產品質量規范的要求，更重要的是鑄錠的內部質量及其性能要滿足不同廠家的要求。鑄錠內部質量及其性能的保證主要取決于熔體內的含氣量與含渣量、雜質的含量以及晶粒細化的程度，其質量與性能的不足是后續工序難以補救的，也會影響產品的成品率以及使用效果；而其內部的缺陷在加工過程中暴露越晚，所占用生產設備的時間就越長，延長產品交付時間周期，提高生產成本。想要盡可能發揮鋁合金材料的潛力，獲得低成本、高性能、高質量的鋁合金鑄錠，就要將重點放在鑄錠的生產與質量控制上，熔鑄過程中的質量控制既取決于熔鑄工藝與熔鑄設備，也取決于原材料的選取與配料得出的方案。

鋁合金熔鑄過程智能配料方法的研究是為生產低成本、高質量鑄錠而生。早期鋁合金產品因配料比不確定，冶煉質量不合格而反復熔煉，導致熔煉時間過長，生產成本增大，限制了企業效益提高。想在最短的時間配出高質產品從而提高效益，這就只能使用有限的原材料種類并且對配料專家的經驗要求更加苛刻。鋁合金錠的主要原材料(廢雜鋁)品種總要有所變化，專家的經驗如果不能保留、配方如果不能加以改進，那么將會對鋁合金產品的質量及廠家效益造成嚴重影響。

鋁合金熔鑄傳統配料方法存在的下問題：

1)大數據

鋁合金熔鑄車間目前生產的產品種類有三十多種，按照所用原材料的不同可分為兩大類：純鋁系列和再生鋁系列。而且再生鋁系列的鋁材的種類繁多，按生產工藝可分為：變形類鋁合金、鑄造類鋁合金、鍛造類鋁合金、電線電纜等。近百種的原材料，每種原材料都有20多種成分。不同廠家的同類型再生鋁，其成分含量可能不同。

2)多目標

出爐的鋁合金錠也是由很多成分組成的，對每種成分都有最大值、最小值、檢查標準等限定范圍。要求產品的化學成分合格：包括主要合金成分和雜質成分含量；想要成本最低：包括所用原料的自身價格和熔煉過程的成本；希望熔煉任務最小：如造渣次數和類別最少，添加其他輔助材料最少等。

3)多因素交叉與熔煉過程中各個成分變化

在熔煉的過程中，一種成分存在于多種物料中，為了配一個成分的目標含量，可能帶入了需要減少的另一個成分，于是又需要核算其他代入成分的含量是否合格；各成分有的是燒損，有的是增加，變化量隨加入方式和加入時間而變。比如想提高鋁硅比，方法分為增加鋁成分的含量和減少硅成分的含量，鋁成分的增加引發堿比降低，硅成分的減少造成鈣硅比提升。

鋁合金熔鑄配比具備多變量、化學成分復雜、波動量大、強耦合、非線性等特點。各原材料的配比由配料技術人員根據原鋁、廢雜鋁通過質檢儀器得到的成分檢測數據，配料技術人員長時間的配料經驗以及各種原材料的質量數據確定，由于產品及原料種類繁多，廢雜鋁的成分不確定性和批料的成分波動，及熔煉過程的金屬成分“燒損”，使得人工確定鋁合金熔鑄過程配比方案的準確性低、工作量擴大，造成成品性能質量的波動[。因此，如何解決傳統配料方法存在的大數據、多目標、多因素交叉與熔煉過程中各個成分變化問題，解放人的腦力勞動，讓配料專家將更多的精力放在如何配出高質量的產品上，是必須解決的問題。