[发明专利]一种铝合金熔体含气量智能控制系统

权利要求书

1.一种铝合金熔体含气量智能控制系统，其特征在于，该系统包括含气量快速分析系统、熔体品质修正系统、自动精炼系统；含气量快速分析系统实时采集铝合金熔体的氢含量，将数据输入熔体品质修正系统，修正系统经计算对比，确定是否满足质量指标要求，满足则定时测氢，否则将比对结果传输至熔体品质修正系统，生成匹配的精炼参数，将精炼参数输入自动精炼系统，对熔体进行修正，循环控制、直至含气量合格；自动精炼系统是精炼执行机构；

熔体品质修正系统将获得的含气量实时数据，结合熔体重量、熔体温度，计算获得品质修正工艺参数，并将工艺参数输入自动精炼系统；

熔体品质修正工艺参数计算过程如下；

预知参数：W_Al：铝液重量，单位为kg；C_H：实测氢含量，单位为mL /g；C_Ht：目标氢含量，单位为mL /g；P_ra：精炼剂单价，单位为元/kg；P_r：精炼综合成本单价，单位为元/min；V₁：铝液中氢含量随精炼时间变化的下降速率，单位为mL /min；V₂：铝液中氢含量随搅拌速度变化的下降速率，单位为mL /(r/min*min)；V₃：铝液中氢含量随精炼剂浓度变化的下降速率，单位为mL /(kg*min)；

决策变量：T_r：精炼时间，单位为min；S_s：搅拌速度，单位为r/min；W_r：精炼剂加入量，单位为kg；

目标函数：

minC＝C_ra+C_r＝P_ra×W_r×P_r×T_r

式中：C：精炼总成本，单位为元；C_ra：精炼剂成本，单位为元；C_r：精炼综合成本，单位为元；

精炼总成本由精炼剂成本与精炼综合成本两部分组成，其中精炼剂成本C_ra等于精炼剂单价P_ra乘以精炼剂加入量W_r，精炼综合成本C_r等于精炼综合成本单价P_r乘以精炼时间T_r；

约束条件：

C_H×1000×W_Al-f₁(T_r)-f₂(S_s)-f₃(W_r)≤C_Ht×1000×(W_Al+W_r)

可知：

式中f₁(T_r)，f₂(S_s)，f₃(W_r)分别为铝液中氢含量随精炼时间、搅拌速度、精炼剂加入量变化的函数；

通过预知参数，结合目标函数、约束条件，计算获得精炼时间、搅拌速度、精炼剂加入量等具体工艺参数。

2.如权利要求1所述的铝合金熔体含气量智能控制系统，其特征在于，含气量快速分析系统通过机械手从熔体中取样，并检测含气量，获取熔体含气量实时数据，并将数据输入熔体品质修正系统。

3.如权利要求1所述的铝合金熔体含气量智能控制系统，其特征在于，自动精炼系统获得工艺参数后，启动精炼机，对熔体进行精炼；粉料精炼剂通过流量计，结合漏斗振动加入，氩气通过气体流量计按固定速度密度加入，通过自动精炼机频率控制搅拌速度，当达到工艺要求的精炼时间，精炼机自动停止；通过循环控制，直至铝合金熔体含气量达到工艺要求值，含气量智能控制系统停止工作，熔体静置后浇注。