CN103489130A - 一种铸造熔炼配料计算方法 - Google Patents

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宋长运
李金龙
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    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Abstract

本发明公开了一种铸造熔炼配料计算方法，建立数学模型，制定铸造熔炼配料计算的流程如下：①设定废钢的加入量，生铁的加入量，回炉料的加入量；②核算P、S；③核算成本；④配料是否适当，重新配料；⑤根据上述数学模型，利用MicrosoftExcel工作表中单元格自动根据公式计算的功能，输入计算公式就可以实现简单实用的计算机配料，满足冲天炉、中频感应电炉等实际生产需要。

Description

一种铸造熔炼配料计算方法
技术领域
本发明涉及冶金配料技术领域，特别是涉及一种铸造熔炼配料方法。 
背景技术
铸造合金配料的准确与否是熔炼优质铁液的关键一环。目前实际生产中，铸造合金熔炼配料，大都采用分析法及估算法配料、手工计算，计算速度慢，只能近似满足化学成分要求，且都不能实现炉料最低成本，在金属炉料成分随机波动和炉况不稳的状态下，很难迅速计算出满足铁液化学成分要求的金属炉料配比。 
发明内容
本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种铸造熔炼配料方法。本发明利用计算机中普通的MicrosoftExcel，就可以实现简单实用的计算机配料，满足冲天炉、中频感应电炉等实际生产需要。
本发明的一种铸造熔炼配料方法技术方案为，建立数学模型，制定铸造熔炼配料计算的流程如下：
①设定废钢的加入量，生铁的加入量，回炉料的加入量；
②核算P、S；
③核算成本；
④配料是否适当，重新配料；
⑤根据上述数学模型，利用MicrosoftExcel工作表中单元格自动根据公式计算的功能，输入计算公式。
建立模型前需输入的数据有：
铁液化学成分要求的质量百分数：C目、Si目、Mn目、P目、S目、Cr目
各种化学成分的增减率：Czj、Sizj、Mnzj、Pzj、Szj、Crzj
各种金属炉料及铁合金化学成分的质量百分数：包括生铁、废钢、回炉料、硅铁、锰铁；
各种金属炉料及铁合金单价（元/吨）：包括生铁、废钢、回炉料、硅铁、锰铁、电解铜、球化剂。
步骤①中废钢的加入量X%，生铁的加入量Y%，回炉料的加入量Z%
Figure 2013104409836100002DEST_PATH_IMAGE001
。
步骤②中核算P、S:
。
步骤③中核算成本：
Figure 2013104409836100002DEST_PATH_IMAGE003
。
步骤④中核算配料是否适当，重新配料：
Figure 2013104409836100002DEST_PATH_IMAGE004
。
步骤⑤中根据上述数学模型，利用MicrosoftExcel工作表中单元格自动根据公式计算的功能，输入计算公式，配料结果界面如下表：
 
Figure 2013104409836100002DEST_PATH_IMAGE005
。
根据生产实际制定铸造熔炼配料计算的流程如下：
（1）在计算机中，由生产实际要求、炉料库存和成本设定废钢加入量；
（2）输入炉料、铁合金成分和元素熔化增减率，配碳计算回炉料、生铁加入量；
（3）核算硫磷含量是否超出要求范围，如果超出，则返回步骤①重新计算;如果硫磷含量符合要求，进入下一步计算；
（4）根据炉前孕育量，计算各种铁合金的加入量；
（5）计算完成铸造熔炼配料百分比。
本发明的有益效果为：熔炼铸铁的生产实践中，废钢的主要作用是降低含碳量，其在炉料中所占的比例较少，但对成分的调整作用比回炉料或生铁更大，因此精确确定废钢的加入量十分关键，一旦废钢重量确定，计算回炉料和生铁重量的过程可以通过一元一次方程先后得到解决，最终可以归结为单变量求解。
    对于客户指定的强度、硬度范围，指定对应的成分组成的方法比要求成分在要求范围内的估算法要可靠的多。因为符合要求范围的成分组合，实际性能不一定满足客户的要求，同时由于省去校核，使得配料简捷的多。由生产实验可以得到强度与成分的实际的对应记录，因此指定成分满足性能要求，并将力学性能限定在狭窄的范围或指定数值附近是可行的。比利用专门计算软件配料的穷举法更加实用。
本发明克服了采用分析法及估算法配料、手工计算，计算速度慢，只能近似满足化学成分要求，且都不能实现炉料最低成本的缺陷，能够迅速计算出满足铁液化学成分要求的金属炉料配比。利用计算机中普通的MicrosoftExcel，就可以实现简单实用的计算机配料，满足冲天炉、中频感应电炉等实际生产需要。
附图说明：
图1所示为本发明根据生产实际制定铸造熔炼的配料计算的流程图。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
本发明的一种铸造熔炼配料方法，建立数学模型，制定铸造熔炼配料计算的流程如下：
建立模型前需输入的数据有：
铁液化学成分要求的质量百分数：C目、Si目、Mn目、P目、S目、Cr目
各种化学成分的增减率：Czj、Sizj、Mnzj、Pzj、Szj、Crzj
各种金属炉料及铁合金化学成分的质量百分数：包括生铁、废钢、回炉料、硅铁、锰铁；
各种金属炉料及铁合金单价（元/吨）：包括生铁、废钢、回炉料、硅铁、锰铁、电解铜、球化剂。
①设定废钢的加入量，生铁的加入量，回炉料的加入量，废钢的加入量X%，生铁的加入量Y%，回炉料的加入量Z%
Figure 261273DEST_PATH_IMAGE001
。
②核算P、S：
。
③核算成本：
。
④配料是否适当，重新配料：
Figure 477993DEST_PATH_IMAGE004
。
⑤根据上述数学模型，利用MicrosoftExcel工作表中单元格自动根据公式计算的功能，输入计算公式：
。
实施例1
表1、表2所示为通过本发明的一种铸造熔炼配料方法进行实际计算的输入界面实施例。
表1
Figure 2013104409836100002DEST_PATH_IMAGE006
表2
Figure DEST_PATH_IMAGE007
。
实施例2
表3、表4所示为通过本发明的一种铸造熔炼配料方法进行实际计算的输入界面实施例。
表3
Figure 2013104409836100002DEST_PATH_IMAGE008
表4
Figure 2013104409836100002DEST_PATH_IMAGE009
。
实施例3
表5所示为各种原材料的成分。
表5
Figure 2013104409836100002DEST_PATH_IMAGE010
。
表6所示为产品70031430384材质要求HT250：
表6
Figure DEST_PATH_IMAGE011
。
通过本发明方法计算各种原材料加入量百分比：
废钢20%，生铁19%，回炉料61%，硅铁0.5%，锰铁0.12%，铬铁0.12%。
铁水熔化后，通过光谱仪测量各种成分如表7所示,满足客户要求：
表7
Figure 2013104409836100002DEST_PATH_IMAGE012
。
实施例4
原材料成分同表5所示。
 表8所示为产品Y-60841材质要求QT450-12：
表8
Figure DEST_PATH_IMAGE013
。
通过本发明方法计算各种原材料加入量百分比：
废钢5%，生铁33%，回炉料62%，硅铁0.7%，锰铁0.03%。
铁水熔化后，通过光谱仪测量各种成分如表9所示,满足客户要求：
表9
。

Claims (8)

1.一种铸造熔炼配料方法，其特征在于，建立数学模型，制定铸造熔炼配料计算的流程如下：
①设定废钢的加入量，生铁的加入量，回炉料的加入量；
②核算P、S；
③核算成本；
④配料是否适当，重新配料；
⑤根据上述数学模型，利用MicrosoftExcel工作表中单元格自动根据公式计算的功能，输入计算公式。
2.根据权利要求1所述的一种铸造熔炼配料方法，其特征在于，建立模型前需输入的数据有：
铁液化学成分要求的质量百分数：C目、Si目、Mn目、P目、S目、Cr目
各种化学成分的增减率：Czj、Sizj、Mnzj、Pzj、Szj、Crzj
各种金属炉料及铁合金化学成分的质量百分数：包括生铁、废钢、回炉料、硅铁、锰铁；
各种金属炉料及铁合金单价：包括生铁、废钢、回炉料、硅铁、锰铁、电解铜、球化剂。
3.根据权利要求2所述的一种铸造熔炼配料方法，其特征在于，步骤①中废钢的加入量X%，生铁的加入量Y%，回炉料的加入量Z%
Figure 120810DEST_PATH_IMAGE001
。
4.根据权利要求2所述的一种铸造熔炼配料方法，其特征在于，步骤②中核算P、S:
Figure 2013104409836100001DEST_PATH_IMAGE002
。
5.根据权利要求2所述的一种铸造熔炼配料方法，其特征在于，步骤③中核算成本：
Figure 51857DEST_PATH_IMAGE003
。
6.根据权利要求2所述的一种铸造熔炼配料方法，其特征在于，步骤④中配料是否适当，重新配料：
Figure 2013104409836100001DEST_PATH_IMAGE004
。
7.根据权利要求2所述的一种铸造熔炼配料方法，其特征在于，步骤⑤中根据上述数学模型，利用MicrosoftExcel工作表中单元格自动根据公式计算的功能，输入计算公式，配料结果界面如下表：
Figure 2013104409836100001DEST_PATH_IMAGE005
。
8.根据权利要求1-7任一所述一种铸造熔炼配料方法，其特征在于，根据生产实际制定铸造熔炼配料计算的流程如下：
（1）在计算机中，由生产实际要求、炉料库存和成本设定废钢加入量；
（2）输入炉料、铁合金成分和元素熔化增减率，配碳计算回炉料、生铁加入量；
（3）核算硫磷含量是否超出要求范围，如果超出，则返回步骤①重新计算;如果硫磷含量符合要求，进入下一步计算；
（4）根据炉前孕育量，计算各种铁合金的加入量；
（5）计算完成铸造熔炼配料百分比。
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