金属液的随流孕育方法与流程

1.本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种熔炼金属液的方法。


背景技术：

2.现存熔炼炉炉前出铁随流孕育设备基本使用情况为：人工手动输入孕育参数或由上层软件下发孕育重量，孕育时间根据人工经验大概预估时间进行下发。出铁开始后，由工人手动点击开始按钮使孕育开始，整个过程流速一定。此种情况，存在的问题是：整个熔炼过程人工干预程度大，各个判定节点多由人工发出，例如开始孕育信号、过程流速等关键参数。由于人的因素在关键节点上的干预，造成了整个熔炼过程的确定性和不稳定性，使得熔炼过程的复现性较差，造成同样的金属液会熔炼出不同的结果。


技术实现要素：

3.有鉴于以上熔炼过程人为干预程度过高造成的随流孕育作业的可控性差造成的熔炼过程不稳定、熔炼结果一致性差的问题，有必要提出一种金属液的随流孕育方法，实现了熔炼过程的自动化和随流孕育的准确性。
4.一种金属液的随流孕育方法，包括：
5.判定出液开始状态，采用实时判定熔炼炉重量的方法，以实现自动判定金属液的出液开始状态的目的；
6.检测出液流速，是对一定时间段内熔炼炉的若干当前重量值组成的数据组d进行线性拟合，得到孕育阶段的金属液重量变化率，依据所述孕育阶段的金属液重量变化率判定孕育剂的加入量是否需要增加或者减少。
7.进一步地，所述金属液的随流孕育方法，还包括启动出液工序，所述启动出液工序的方法可以为人工启动，也可以为来自上位机的指令；也即在金属液熔炼和检测合格后，使熔炼作业进入出液工序；所述出液工序用以将熔炼合格的金属液倾倒至浇包中，以方便铸件的浇铸。
8.进一步地，所述判定出液开始状态的方法，包括：
9.每秒内以一定的频次检测和记录当前熔炼炉的重量值，并形成数据组c；
10.对所述数据组c进行处理，获得数据组a；
11.对所述数据组a进行处理，获得数据组b；
12.依据数据组b的情况判定是否进入出液开始状态。
13.更进一步地，所述数据组c由一秒内获取的6次-8次当前熔炼炉的重量值组成。
14.更进一步地，所述数据组a的获得方法是，
15.记录连续十秒内的十组所述数据组c，以避免数据在传输过程中的不稳定和可能发生的丢失、错误等问题造成的可能的错误判定；
16.去掉每组所述数据组c中的最大值和最小值，再对所述数据组c中剩余的数据求取平均值，即形成所述数据组a中的一个数据。
17.更近一步地，所述数据组b由数据组a中的后一位与前一位数据之差组成，也即b[i]＝a[i+1]-a[i]，由作差形成的数据组b有效地限定了数据的变化规律，增强了数据的稳定性，也即提升了判定出液开始状态的正确率和可靠率。
[0018]
更进一步地，所述数据组a和所述数据组b遵循先进先出原则，所述数据组c遵循自动排序原则。
[0019]
更进一步地，所述数据组b的满足一下条件时，判定熔炼炉进入出液开始状态：数据组b中有百分之七十以上的数据大于零，且所述数据组b中有百分之六十以上大于零的数据为连续的数据；也即当熔炼炉的重量值处于稳定递减的趋势时，则认为进入出液开始状态。
[0020]
进一步地，为了降低实时变化的所述孕育阶段的金属液重量变化率对加入孕育剂量的实时调整的难度，可以将所述孕育阶段的金属液重量变化率划分为若干档位，每个档位对应一个孕育剂量，从而方便孕育剂的加入，简化操作难度，提升可实现度。
[0021]
本发明技术方案的有益效果：通过采集、记录和处理一定时间段内的熔炼炉的重量值，实现了准确判定出液初始状态和出液流速，从而可以精准的确定随流孕育的开始和过程中孕育剂量的调整，提升了随流孕育的精准性。
附图说明
[0022]
图1是随流孕育流程框架示意图；
[0023]
图2是数据组处理示意图。
具体实施方式
[0024]
为了更清楚地说明本发明的技术方案，结合附图对发明内容的技术方案进行详细说明，显而易见地，以下描述是本发明的一些典型实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的解决方案。
[0025]
为了避免和减少人为因素对随流孕育准确性判定的影响，采用了本发明的金属液的随流孕育方法。
[0026]
一种金属液的随流孕育方法，包括判定出液开始状态和检测出液流速，
[0027]
所述判定出液开始状态的方法，是采用实时判定熔炼炉重量的方法，以实现自动判定金属液的出液开始状态的目的；
[0028]
所述检测出液流速的方法，是对一定时间段内熔炼炉的若干当前重量值组成的数据组d进行线性回归拟合，得到孕育阶段的金属液重量变化率，依据所述孕育阶段的金属液重量变化率判定孕育剂的加入量是否需要增加或者减少。
[0029]
现以金属液的随流孕育作业为例，详细阐述本发明的技术方案。
[0030]
一种金属液的随流孕育方法，包括判定出液开始状态和检测出液流速，
[0031]
所述判定出液开始状态的方法，是采用实时判定熔炼炉重量的方法，以实现自动判定金属液的出液开始状态的目的；
[0032]
所述检测出液流速的方法，是对一定时间段内熔炼炉的若干当前重量值组成的数据组d进行线性回归拟合，得到孕育阶段的金属液重量变化率，依据所述孕育阶段的金属液重量变化率判定孕育剂的加入量是否需要增加或者减少。
[0033]
作为本实施例的一种补充，所述金属液的随流孕育方法，还包括启动出液工序，所述启动出液工序的方法可以为人工启动，也可以为来自上位机的指令；所述启动出液工序的目的是使金属液的熔炼作业从熔炼工序切换为出液工序，所述出液工序是指将熔炼和检测合格后的金属液倾倒至浇包中，以方便铸件的浇铸。在金属液倾倒(也即金属液出液)过程中对金属液进行孕育即为本发明所述的随流孕育，也即在倾倒的金属液流中加入孕育剂。具体地，所述人工启动，可以是在熔炼炉的控制台上设置用以启动出液工序的按钮等装置，从而将启动出液工序的信号传递至上位机，从而激活所述出液开始状态判定方法和出液流速的检测方法；所述上位机的指令，可以是来自上位机中的控制熔炼的智能熔炼单元给出的，也即所述智能熔炼单元在接收到金属液检测合格的信息后，即向熔炼炉的控制台下达启动出液工序的指令，从而使得熔炼作业进液出液工序。
[0034]
作为本实施例的一种补充，所述实时判定熔炼炉重量的方法，具体为：
[0035]
在熔炼炉进入出液工序后的十秒内，以每秒7次的频次检测和记录熔炼炉的重量值，形成10组含有7个重量值的数据组c[7]；
[0036]
去掉每组所述数据组c[7]中的最大值和最小值，再对剩余的五个重量值求平均值，形成由十个平均值组成的数据组a[10]；
[0037]
用数据组a[10]中的后一位减去前一位的差值形成数据组b[9]，例如，b[1]＝a[2]-a[1]，b[2]＝a[3]-a[2]，......；
[0038]
依据数据组b[9]中数值的情况，判定金属液是否进入出液开始状态。
[0039]
在本实施例中，没有直接采用数据组c判定金属液的出液状态，而是将数据组c处理为数据组a和数据组b，是为了尽可能减少数据干扰和错误数据造成的数据失真，从而导致出液状态判定错误的风险。
[0040]
作为本实施例的另一种补充，所述判定金属液是否进入出液开始状态的方法是，数据组b[9]的数值有七个以上为大于零、且其中六个相互连续，也即金属液的出液量在连续增加或者保持稳定的出液量。从另一个方面将，所述数据组b即为每十秒钟熔炼炉的重量变化率，通过判定所述每十秒钟熔炼炉的重量变化率是否呈整体增长趋势，则可判定出金属液是否在持续出液，从而保证出液的连续性。
[0041]
作为本实施例的另一种补充，为了能持续的监测出液状态，也即保持金属液始终处于出液状态，或者监测到金属液出液结束状态等，数据组c中的熔炼炉的重量值随着时间在不断更新，也即数据组a和数据组b也在随着时间不断更新，且所述数据组a和所述数据组b遵循先进先出原则，所述数据组c遵循自动排序原则。例如，第十一秒的数据存储时，先将a[2]中的数值存储至a[1]中、将a[3]中的数值存储至a[2]中、
……
将a[9]中的数值存储至a[8]中、将a[10]中的数值存储至a[9]中，再将第十一秒的数据存储至a[10]中。
[0042]
作为本实施例的一种补充，为了实现出液时的随流孕育，需要准确的判定合适加入孕育剂、加入多少孕育剂等。所述出液开始状态确定的出液开始的时间节点，即为加入孕育剂的时间点，也即从熔炼炉向智能熔炼单元发出出液开始信号后，所述智能熔炼单元即发出添加孕育剂指令；而后续孕育过程中，具体需要加入多少孕育剂则需要通过所述出液流速的检测方法来实现，具体为：
[0043]
1)在熔炼炉接收到添加孕育剂指令后，以两秒为单位检测和记录熔炼炉的当前重量值，其每秒内检测和记录7次，形成含有14个重量值的数据组d[14]，其中数值的顺序按照
时间存储，例如，最早检测的重量值计入d[1]中，最后检测的重量值计入d[14]中；
[0044]
2)对数据组d[14]进行线性拟合，得到孕育阶段的金属液重量变化率；
[0045]
3)依据所述孕育阶段的金属液重量变化率判定孕育剂的加入量是否需要增加或者减少，从而实现实时孕育，提升了孕育的效果。
[0046]
作为本实施例的一种补充，所述数据组d与所述数据组a相同，也遵循先进先出原则。
[0047]
作为本实施例的另一种补充，所述在熔炼炉接收到添加孕育剂指令后的步骤中，孕育剂指令的发出时间是金属液流出的重量为金属液总重量的20％时。说明：线性拟合是曲线拟合的一种形式。设x和y都是被观测的量，且y是x的函数：y＝f(x；b)，曲线拟合就是通过x,y的观测值来寻求参数b的最佳估计值，及寻求最佳的理论曲线y＝f(x；b)。当函数y＝f(x；b)为关于b的i线性函数时，称这种曲线拟合为线性拟合。
[0048]
作为本实施例的另一种补充，为了降低随流孕育的难度，将需要实时调整的孕育剂的加入量改变为分阶段调整，使得本技术方案的操作性更强，更容易实现；将所述孕育阶段的金属液重量变化率划分为若干档位。例如，划分所述孕育阶段的金属液重量变化率的方法，可以是按照述孕育阶段的金属液重量变化率每变化十个点设置为一个档位；也可以是依据金属液的总重量需要加入的孕育剂的总量，以可称取的最少孕育剂的加入量为单位，将所述孕育阶段的金属液重量变化率划分为若干档位；也可以是依据推算的孕育时间将所述孕育阶段的金属液重量变化率划分为若干档位；在每个档位中，加入固定量的孕育剂，从而方便了孕育剂的称量，避免了实时称量孕育剂可能造成的孕育时间上的滞后等问题。
[0049]
进一步地，为了降低实时变化的孕育速率对加入孕育剂量的实时调整的难度，可以将所述孕育速率依据具体值的范围划分为若干档位，每个档位对应一个孕育剂量，从而方便孕育剂的加入，简化操作难度，提升可实现度。
[0050]
作为本实施例的另一种补充，孕育剂停止加入的时间是金属液流出的重量为金属液总重量的80％时，也即，可以将与所述孕育阶段的金属液重量变化率相对应的金属液重量的80％的节点之后的变化率划分为一个档位，也即孕育剂加入的最后档位，在所述最后档位上不加入孕育剂，从而实现良好的孕育效果。
[0051]
以上实施例仅是对本发明技术方案的一种典型应用的描述，在合理的、不需要付出创造性劳动的基础上，还可以进行合理的拓展。