一種快速、準確、簡潔的鋁合金配料計算方法
2023-05-29 15:41:46 4
專利名稱：：一種快速、準確、簡潔的鋁合金配料計算方法
技術領域：
：本發明涉及鋁合金配料
技術領域：
，具體說是一種快速、準確、簡潔的鋁合金配料計算方法。
背景技術：
：現有技術中鋁合金配料1)正常情況下配料計算方法通常情況下，國家標準或企業內部標準對合金生產中的合金元素規定了一個控制範圍(下限和上限)，計算時一般取其中值。如某元素控制範圍為3%-6%，則取中值為4>=4.5%。計算的依據就是要使配鋁物料的各控制元素的含量達到標準的要求。設標準要求的合金控制元素有A、B、C、…，而全部需要入爐的物料為n種，加入量分別為X,、X2、…Xn，各種物料所含合金元素量為AhA2、…、An和Bi、B2、…、Bn等，對於合金元素A有(XiXA一X2XA2+."+X。XAn)+(Xi+X2十…十Xn)=d>A，式中^A為A元素的控制範圍的中值。同樣，對合金元素B有(XiXB一X2XB2+-+XnXB。)+(Xl+X2++Xn)=4)B，式中小B為B元素的控制範圍的中值。2)異常情況下配料計算方法實際生產中當核實雜質超標或在爐前分析中出現某元素含量低於或高於標準成分時，均要調整其化學成分達標，辦法是採用補加料或衝淡兩種方法(1)補充合金元素計算按下式P=Q(al-a2)+(bl-al)式中P——補充元素用中間合金質量(kg)al——標準中規定的合金成分(％)含量a2——爐前分析所得到的合金成分(％)含量Q——爐料總質量(kg)bl——中間合金中該合金成分的(％)含量如為純金屬，則11=100%(2)衝淡某合金元素所需純金屬的計算公式P=QU2-al)+al式中P——所需衝淡用純金屬質量(kg)al——該合金元素在標準中上限要求的(％)含量a2——某合金元素的分析值(％)3)正常情況下配料計算方法的缺點是-①當加入物料中合金元素超過2種(含2種)時，該方法的使用需要具備一定的數學基礎知識，能熟練地解二元一次方程組或三元一次方程組，甚至四元一次方程組，對生產操作人員要求較高。②在計算過程中，計算繁瑣，時間較長，對提高生產效率不利。③計算過程中若存在簡化現象(保留小數點位數不同)，累計誤差對計算結果偏差會很大。4)異常情況下配料計算方法的缺點①當同時所需調整的合金元素超過2種(含2種)時，該方法的使用對計算結果會產生較大偏差，尤其是加入的中間合金元素含量較低時。②在計算過程中，計算繁瑣，時間較長，對提高生產效率不利。③若調整配料計算過程中，未充分考慮所需添加或衝淡物料的順序，也會對計算結果產生很大偏差。④調整配料過程相對較長，金屬損耗大，能源消耗大，對生產成本降低不利。
發明內容本發明的目的是克服現有配料計算方法中存在的問題，提供一種快速、準確、簡潔的鋁合金配料計算方法。本發明的方法理論依據是運用物質的溶質與溶劑的比例關係，一定條件下，同比例放大或縮小，比值不變的原理，簡稱為係數法。其核心是當給出一種鋁合金的化學成分要求時，每種合金元素與純鋁之間都存在一個比例關係，選定每種元素的配料比例後，求出每種合金元素的配比係數，再根據需要求出每種元素所需添加的量，從而得到應加入的合金元素配料每種元素所需添加的量二配比係數x鋁液重量+中間合金中該合金元素的百分比含量。該方法特點將一種合金元素的係數應用於生產實踐中，計算過程中不直接體現該合金元素的燒損和實收率，而是將該合金元素的燒損和實收率體現在理論控制值(也稱目標值)的選擇上，計算方法簡便、快捷，將繁瑣的解方程組轉化為簡單的加減乘除計算，而且對同一種牌號或成分範圍相近的鋁合金，其配比係數可以固定下來，計算更為簡單、快捷，且精確度極高。當需加入的中間合金元素超過2種，並且中間合金中合金元素的含量較低(《10%)時，該方法簡單、快捷、準確的優點體現尤為明顯。生產實際中，由技術人員將所要生產的各種牌號鋁合金的配比係數計算出來，以表格形式下發到生產現場，操作人員只需按照所生產牌號查找係數，做簡單的加減乘除計算便可生產出穩定合格的產品，對操作人員的數學基礎知識要求明顯降低。具體實施例方式實施例係數法配料現有純鋁14820kg(Si:0.05%，Fe:0.07%，其餘雜質元素含均《0.01%)，需配製A356鋁合金，成分要求為Si:6.57.5%，Mg:O.300.肌Ti:O.100.2(m，Fe《0.12%,Mn、Cu、Zn等雜質元素單個《0.03%，總和《0.15%。現場有原料成份Si》99y。，鎂錠Mg^99.5%，鈦劑Ti:75%，Si、Mg、Ti等原料的雜質含量均《0.03y。，不會對產品質量造成影響。結合生產實際及各金屬元素的燒損情況，選定各種合金成分的實際控制值為Si:7.3%，Mg:O.35%，Ti:O.14%。Fe、.Mn、Cu、Zn等雜質元素含量很低，在整個計算過程中忽略不計，不予考慮。假設現有100kg已配製好的A356鋁合金，其成份為Si:7.3%，Mg:O.35%，Ti:O.14%，Fe、Mn、Cu、Zn等雜質元素均滿足規定要求，用係數計算如下1)求100kg合格的A356合金的元素質量組成為(如GSi表示Si的質量，下同)Si:GSi:100X7.3%=7.3kgMg:GMg=100X0.35%=0.35kgTi:GTi=100X0.14%=0.14kgAl:GA1二100-GSi-GMg-GTi=100-7.3-0.35-0.14=92.21kg2)計算各合金元素(指純金屬)與A1的質量比例關係(即係數)Si的係數:GSi/GAl=7.3+92.21=0.07917，近似取0.079Mg的係數:GMg/GAl=0.35+92.21=0.00380，近似取0.0038Ti的係數:GTi/GAl=0.14+92.21=0.00152，近似取0.00153)實際配料現實際生產中(以16噸爐為例)，進鋁水14820kg，原料成份見上所述，則配料計算如下應加入Si:GSi=0.079X14820=1170.8kg應加入Mg:GMg=0.0038X14820=56.3kg應加入Ti劑GTi劑=0.0015X14820+75%=29.6kg4)計算總爐量總爐量為G總=GA1+GSi+GMg+GTi劑二14820+1170.8+56.3+29.6=16073.5kg5)驗算Si%=1170.8+16073.5X100%=7.284%Mg%=56.3+16073.5X100%=0.35%Ti%=29.6X75%+16073.5X100%=0.138%6)判斷tableseeoriginaldocumentpage6通過驗算得出，計算結果與目標值誤差極小，配料通過。以上所選鋁合金元素的理論控制值(如Si取7.3%，最終產品的Si含量一般在7.00%左右，達到技術要求的中限)，是根據鋁合金成分範圍和實際生產中鋁合金元素的燒損和實收率而定。當所需生產的鋁合金成分發生更改時，必須重新計算Si，Mg，Ti等的"係數"。舉例中"鋁液"包含新金屬和各種添加料中所含的純鋁。實施效果1.快捷準確，將繁瑣的解方程組轉化為簡單的加減乘除計算，對生產更具指導作用，實用性更強。2.縮短配料過程，實現簡易化操作，減少熔體在高溫下的停留時間，降低金屬損耗及能源消耗。3.該方法易於在生產實踐中推廣普及，利於工業化生產。4.實際生產中，不同的操作者按同一配比係數配料，減少質量波動，過程穩定可靠，Cpk>1.33。權利要求1、一種快速、準確、簡潔的鋁合金配料計算方法，其特徵在於運用物質的溶質與溶劑的比例關係，同比例放大或縮小，比值不變，當給出一種鋁合金的化學成分要求時，選定每種元素的配料比例後，由每種合金元素與純鋁之間的比例關係求出每種合金元素的配比係數，每種元素所需添加的量＝配比係數×鋁液重量÷中間合金中該合金元素的百分比含量。全文摘要本發明是一種快速、準確、簡潔的鋁合金配料計算方法。其特徵在於運用物質的溶質與溶劑的比例關係，同比例放大或縮小，比值不變，當給出一種鋁合金的化學成分要求時，選定每種元素的配料比例後，由每種合金元素與純鋁之間的比例關係求出每種合金元素的配比係數，每種元素所需添加的量＝配比係數×鋁液重量÷中間合金中該合金元素的百分比含量。該方法簡單、快捷、準確。操作人員只需按照所生產牌號查找係數，做簡單的加減乘除計算便可生產出穩定合格的產品，對操作人員的數學基礎知識要求明顯降低。文檔編號C22B21/00GK101358288SQ20081005895公開日2009年2月4日申請日期2008年9月25日優先權日2008年9月25日發明者劉惠軍,張曉群,飛李,李順祥,麗楊,楊慶喜,王作師,袁東平,袁崇勝,陳曉雲申請人:雲南鋁業股份有限公司