专利名称：：一种快速、准确、简洁的铝合金配料计算方法
技术领域：
：本发明涉及铝合金配料
技术领域：
，具体说是一种快速、准确、简洁的铝合金配料计算方法。
背景技术：
：现有技术中铝合金配料1)正常情况下配料计算方法通常情况下，国家标准或企业内部标准对合金生产中的合金元素规定了一个控制范围(下限和上限)，计算时一般取其中值。如某元素控制范围为3%-6%，则取中值为4>=4.5%。计算的依据就是要使配铝物料的各控制元素的含量达到标准的要求。设标准要求的合金控制元素有A、B、C、…，而全部需要入炉的物料为n种，加入量分别为X,、X2、…Xn，各种物料所含合金元素量为AhA2、…、An和Bi、B2、…、Bn等，对于合金元素A有(XiXA一X2XA2+."+X。XAn)+(Xi+X2十…十Xn)=d>A，式中^A为A元素的控制范围的中值。同样，对合金元素B有(XiXB一X2XB2+-+XnXB。)+(Xl+X2++Xn)=4)B，式中小B为B元素的控制范围的中值。2)异常情况下配料计算方法实际生产中当核实杂质超标或在炉前分析中出现某元素含量低于或高于标准成分时，均要调整其化学成分达标，办法是采用补加料或冲淡两种方法(1)补充合金元素计算按下式P=Q(al-a2)+(bl-al)式中P——补充元素用中间合金质量(kg)al——标准中规定的合金成分(％)含量a2——炉前分析所得到的合金成分(％)含量Q——炉料总质量(kg)bl——中间合金中该合金成分的(％)含量如为纯金属，则11=100%(2)冲淡某合金元素所需纯金属的计算公式P=QU2-al)+al式中P——所需冲淡用纯金属质量(kg)al——该合金元素在标准中上限要求的(％)含量a2——某合金元素的分析值(％)3)正常情况下配料计算方法的缺点是-①当加入物料中合金元素超过2种(含2种)时，该方法的使用需要具备一定的数学基础知识，能熟练地解二元一次方程组或三元一次方程组，甚至四元一次方程组，对生产操作人员要求较高。②在计算过程中，计算繁琐，时间较长，对提高生产效率不利。③计算过程中若存在简化现象(保留小数点位数不同)，累计误差对计算结果偏差会很大。4)异常情况下配料计算方法的缺点①当同时所需调整的合金元素超过2种(含2种)时，该方法的使用对计算结果会产生较大偏差，尤其是加入的中间合金元素含量较低时。②在计算过程中，计算繁琐，时间较长，对提高生产效率不利。③若调整配料计算过程中，未充分考虑所需添加或冲淡物料的顺序，也会对计算结果产生很大偏差。④调整配料过程相对较长，金属损耗大，能源消耗大，对生产成本降低不利。
发明内容本发明的目的是克服现有配料计算方法中存在的问题，提供一种快速、准确、简洁的铝合金配料计算方法。本发明的方法理论依据是运用物质的溶质与溶剂的比例关系，一定条件下，同比例放大或縮小，比值不变的原理，简称为系数法。其核心是当给出一种铝合金的化学成分要求时，每种合金元素与纯铝之间都存在一个比例关系，选定每种元素的配料比例后，求出每种合金元素的配比系数，再根据需要求出每种元素所需添加的量，从而得到应加入的合金元素配料每种元素所需添加的量二配比系数x铝液重量+中间合金中该合金元素的百分比含量。该方法特点将一种合金元素的系数应用于生产实践中，计算过程中不直接体现该合金元素的烧损和实收率，而是将该合金元素的烧损和实收率体现在理论控制值(也称目标值)的选择上，计算方法简便、快捷，将繁琐的解方程组转化为简单的加减乘除计算，而且对同一种牌号或成分范围相近的铝合金，其配比系数可以固定下来，计算更为简单、快捷，且精确度极高。当需加入的中间合金元素超过2种，并且中间合金中合金元素的含量较低(《10%)时，该方法简单、快捷、准确的优点体现尤为明显。生产实际中，由技术人员将所要生产的各种牌号铝合金的配比系数计算出来，以表格形式下发到生产现场，操作人员只需按照所生产牌号查找系数，做简单的加减乘除计算便可生产出稳定合格的产品，对操作人员的数学基础知识要求明显降低。具体实施例方式实施例系数法配料现有纯铝14820kg(Si:0.05%，Fe:0.07%，其余杂质元素含均《0.01%)，需配制A356铝合金，成分要求为Si:6.57.5%，Mg:O.300.肌Ti:O.100.2(m，Fe《0.12%,Mn、Cu、Zn等杂质元素单个《0.03%，总和《0.15%。现场有原料成份Si》99y。，镁锭Mg^99.5%，钛剂Ti:75%，Si、Mg、Ti等原料的杂质含量均《0.03y。，不会对产品质量造成影响。结合生产实际及各金属元素的烧损情况，选定各种合金成分的实际控制值为Si:7.3%，Mg:O.35%，Ti:O.14%。Fe、.Mn、Cu、Zn等杂质元素含量很低，在整个计算过程中忽略不计，不予考虑。假设现有100kg已配制好的A356铝合金，其成份为Si:7.3%，Mg:O.35%，Ti:O.14%，Fe、Mn、Cu、Zn等杂质元素均满足规定要求，用系数计算如下1)求100kg合格的A356合金的元素质量组成为(如GSi表示Si的质量，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)计算各合金元素(指纯金属)与A1的质量比例关系(即系数)Si的系数:GSi/GAl=7.3+92.21=0.07917，近似取0.079Mg的系数:GMg/GAl=0.35+92.21=0.00380，近似取0.0038Ti的系数:GTi/GAl=0.14+92.21=0.00152，近似取0.00153)实际配料现实际生产中(以16吨炉为例)，进铝水14820kg，原料成份见上所述，则配料计算如下应加入Si:GSi=0.079X14820=1170.8kg应加入Mg:GMg=0.0038X14820=56.3kg应加入Ti剂GTi剂=0.0015X14820+75%=29.6kg4)计算总炉量总炉量为G总=GA1+GSi+GMg+GTi剂二14820+1170.8+56.3+29.6=16073.5kg5)验算Si%=1170.8+16073.5X100%=7.284%Mg%=56.3+16073.5X100%=0.35%Ti%=29.6X75%+16073.5X100%=0.138%6)判断<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>通过验算得出，计算结果与目标值误差极小，配料通过。以上所选铝合金元素的理论控制值(如Si取7.3%，最终产品的Si含量一般在7.00%左右，达到技术要求的中限)，是根据铝合金成分范围和实际生产中铝合金元素的烧损和实收率而定。当所需生产的铝合金成分发生更改时，必须重新计算Si，Mg，Ti等的"系数"。举例中"铝液"包含新金属和各种添加料中所含的纯铝。实施效果1.快捷准确，将繁琐的解方程组转化为简单的加减乘除计算，对生产更具指导作用，实用性更强。2.縮短配料过程，实现简易化操作，减少熔体在高温下的停留时间，降低金属损耗及能源消耗。3.该方法易于在生产实践中推广普及，利于工业化生产。4.实际生产中，不同的操作者按同一配比系数配料，减少质量波动，过程稳定可靠，Cpk>1.33。权利要求1、一种快速、准确、简洁的铝合金配料计算方法，其特征在于运用物质的溶质与溶剂的比例关系，同比例放大或缩小，比值不变，当给出一种铝合金的化学成分要求时，选定每种元素的配料比例后，由每种合金元素与纯铝之间的比例关系求出每种合金元素的配比系数，每种元素所需添加的量＝配比系数×铝液重量÷中间合金中该合金元素的百分比含量。全文摘要本发明是一种快速、准确、简洁的铝合金配料计算方法。其特征在于运用物质的溶质与溶剂的比例关系，同比例放大或缩小，比值不变，当给出一种铝合金的化学成分要求时，选定每种元素的配料比例后，由每种合金元素与纯铝之间的比例关系求出每种合金元素的配比系数，每种元素所需添加的量＝配比系数×铝液重量÷中间合金中该合金元素的百分比含量。该方法简单、快捷、准确。操作人员只需按照所生产牌号查找系数，做简单的加减乘除计算便可生产出稳定合格的产品，对操作人员的数学基础知识要求明显降低。文档编号C22B21/00GK101358288SQ20081005895公开日2009年2月4日申请日期2008年9月25日优先权日2008年9月25日发明者刘惠军,张晓群,飞李,李顺祥,丽杨,杨庆喜,王作师,袁东平,袁崇胜,陈晓云申请人:云南铝业股份有限公司