CN111690835A - 一种铝合金精炼系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝合金精炼系统，包括精炼搅拌炉、底座、尾气处理装置和带有单片机的控制箱。本发明通过在精炼搅拌炉内设置质量检测器，使所述系统在每次运行前均能够检测精炼原料质量M，单片机能够根据质量检测器测得的质量M与预设质量矩阵M0中各项参数的比对结果从预设精炼矩阵组A0中的各矩阵选取对应的参数，并通过所述参数建立运行参数矩阵Ci，单片机能够根据Ci矩阵中的参数依次调节对应部件的运行参数以使系统内形成最适合该质量M的精炼原料的精炼环境，从而对精炼原料进行高效精炼，提高了所述系统的运行效率。

Description

一种铝合金精炼系统

技术领域

本发明涉及铝合金精炼技术领域，尤其涉及一种铝合金精炼系统。

背景技术

铝合金熔体中的非金属夹杂物，既有原材料带入的，也有熔炼过程中金属与炉气它物质相互作用生成的化合物。同时，铝合金在加热和熔炼过程中有吸气性，会吸收H₂、氧化物等非金属夹杂物的存在会破坏金属基体的连续性，降低铝合金的塑性、韧性和耐蚀性，使金属的工艺性能和表面质量更差。溶解于铝合金中的氢会使铸锭产生气孔、疏松，进而使加工产品起泡及分层，甚至使产品产生氢脆。因此，对铝合金熔体进行净化处理，降低金属熔体中非金属夹杂物和去除溶解于铝熔体中的气体，特别是氢，获得高纯洁度的铝合金熔体，为铸造出高品质的铸锭创造条件，是铝合金熔炼的一个重要目的，也是生产高纯铝合金材料的关键步骤；

生产高纯铝合金时需要采用炉内精炼和在线处理的联合净化工艺，而炉内精炼是铝合金熔体净化的重要环节，在精炼过程中需要将主要成分为氯盐等的粉状精炼剂喷射进入精炼搅拌炉内与铝液进行反应，现有技术中主要采用人工进行控制阀门的开关，增加了劳动强度，降低了精炼效果；且现有的铝合金精炼装置在精炼过程中产生的有害气体是直接排放到室外，恶化工作环境，对工人具有危害；由于精炼搅拌炉在冶炼过程中为密封结构，在高压喷头不断向精炼搅拌炉喷射氯盐内喷射时会导致精炼搅拌炉内压强增大而导致无法喷射。同时，由于各次精炼时精炼原料的质量均不相同，因此，不同质量的精炼原料在精炼时所需的精炼环境存在差异，而现有技术中的铝合金精炼装置在运行时各设备仅能够使用单一的运行参数，因此，在使用同一精炼装置对精炼原料进行精炼时，很容易出现精炼后铝合金纯度不高或精练过度导致的精炼后铝合金不符合使用标准，从而降低了精炼装置的精炼效率。

发明内容

为此，本发明提供一种铝合金精炼系统，用以克服现有技术中精炼装置内各部件运行参数无法根据精炼原料质量不同进行对应调节导致的精炼效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种铝合金精炼系统，包括精炼搅拌炉、底座和尾气处理装置，其中：

所述精炼搅拌炉和尾气处理装置分别固定安装在底座的上端，且精炼搅拌炉的上端固定安装有转动电机；所述转动电机的输出轴上设置有第一锥齿轮，且第一锥齿轮与设置在搅拌轴上端的第二锥齿轮相互啮合；所述搅拌轴的下端贯穿精炼搅拌炉的上顶板并延伸到精炼搅拌炉，且搅拌轴的下端固定安装有搅拌叶；所述精炼搅拌炉上端远离转动电机的一侧开设有进料口，且进料口上螺纹连接有密封盖；所述精炼搅拌炉的一侧上下两端分别安装有粉状精炼剂进口管和铝液出口管；且粉状精炼剂进口管和铝液出口管上分别设置有第一电磁阀和第二电磁阀；所述精炼搅拌炉内设置有高压喷头，且高压喷头与粉状精炼剂进口管相通；所述精炼搅拌炉底部设置有质量检测器；

所述尾气处理装置包括溶解槽和设置在溶解槽内的氢氧化钠溶液；在所述溶解槽侧壁设有液位计；所述精炼搅拌炉的另一侧上端安装有出气管，且出气管上安装有第三电磁阀；所述出气管内远离第三电磁阀的一侧设置有排风扇，且排风扇的出风口通过管线与氢氧化钠溶液连通；

所述精炼搅拌炉的内顶端设置有压强传感器和计时器；所述精炼搅拌炉的侧端设置有控制箱，且控制箱内设置有操控屏、单片机和蓄电池，且操控屏与单片机之间为双向电性连接；所述压强传感器和蓄电池的输出端分别与单片机的输入端电性连接，且单片机的输出端分别与转动电机、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和排风扇的输入端电性连接；

所述单片机分别与所述转动电机、第一电磁阀、第二电磁阀、质量检测器、液位计、第三电磁阀、排风扇、压强传感器和操控屏相连，用以接收质量检测器的检测参数并根据检测结果调节所述溶解槽内氢氧化钠溶液的液位、所述精炼搅拌炉内的压强、各所述电磁阀的开度以及所述转动电机和排风扇的运行参数；

在所述单片机中设有预设质量矩阵M0和预设精炼矩阵组A0，对于预设质量矩阵M0，M0(M1，M2，M3，M4)，其中，M1为第一预设精炼原料质量，M2为第二预设精炼原料质量，M3为第三预设精炼原料质量，M4为第四预设精炼原料质量，各预设精炼原料质量值按照顺序逐渐增加；对于预设精炼矩阵组A0，A0(Ra0，Rb0，Ka0，Kb0，P0，H0，L0，T0)，其中，Ra0为转动电机预设转速矩阵，Rb0为排风扇预设转速矩阵，Ka0为第一电磁阀预设开度矩阵，Kb0为第三电磁阀预设开度矩阵，P0为精炼搅拌炉预设压强矩阵，H0为氢氧化钠溶液预设水位矩阵，L0为精炼剂预设用量矩阵，T0为预设精炼时间矩阵；

对于转动电机预设转速矩阵Ra0，Ra0(Ra1，Ra2，Ra3，Ra4)，其中，Ra1为转动电机第一预设转速，Ra2为转动电机第二预设转速，Ra3为转动电机第三预设转速，Ra4为转动电机第四预设转速，各预设转速值按照顺序逐渐增加；

对于排风扇预设转速矩阵Rb0，Rb0(Rb1，Rb2，Rb3，Rb4)，其中，Rb1为排风扇第一预设转速，Rb2为排风扇第二预设转速，Rb3为排风扇第三预设转速，Rb4为排风扇第四预设转速，各预设转速值按照顺序逐渐增加；

对于第一电磁阀预设开度矩阵Ka0，Ka0(Ka1，Ka2，Ka3，Ka4)，其中，Ka1为第一电磁阀第一预设开度，Ka2为第一电磁阀第二预设开度，Ka3为第一电磁阀第三预设开度，Ka4为第一电磁阀第四预设开度，各预设开度值按照顺序逐渐增加；

对于第三电磁阀预设开度矩阵Kb0，Kb0(Kb1，Kb2，Kb3，Kb4)，其中，Kb1为第三电磁阀第一预设开度，Kb2为第三电磁阀第二预设开度，Kb3为第三电磁阀第三预设开度，Kb4为第三电磁阀第四预设开度，各预设开度值按照顺序逐渐增加；

对于精炼搅拌炉预设压强矩阵P0，P0(P1，P2，P3，P4)，其中，P1为精炼搅拌路第一预设压强，P2为精炼搅拌路第二预设压强，P3为精炼搅拌路第三预设压强，P4为精炼搅拌路第四预设压强，各预设压强值按照顺序逐渐增加；

对于氢氧化钠溶液预设水位矩阵H0，H0(H1，H2，H3，H4)，其中，H1为氢氧化钠溶液第一预设水位，H2为氢氧化钠溶液第二预设水位，H3为氢氧化钠溶液第三预设水位，H4为氢氧化钠溶液第四预设水位，各预设水位值按照顺序逐渐增加；

对于精炼剂预设用量矩阵L0，L0(L1，L2，L3，L4)，其中，L1为精炼剂第一预设用量，L2为精炼剂第二预设用量，L3为精炼剂第三预设用量，L4为精炼剂第四预设用量，各预设用量的质量值按照顺序逐渐增加；

对于预设精炼时间矩阵T0，T0(T1，T2，T3，T4)，其中T1为第一预设精炼时间，T2为第二预设精炼时间，T3为第三预设精炼时间，T4为第四预设精炼时间，各预设精炼时间的时长按照顺序逐渐增加；

当精炼原料通过所述进料口进入精炼搅拌炉内部时，所述质量检测器检测精炼搅拌炉内精炼原料质量M并将检测值输送至所述单片机，单片机会将M与M0矩阵中的各项参数依次进行比对：

当M≤M1时，单片机依次从Ra0矩阵中选取Ra1、从Rb0矩阵中选取Rb1、从Ka0矩阵中选取Ka1、从Kb0矩阵中选取Kb1、从Kc0矩阵中选取Kc1、从P0矩阵中选取P1、从H0矩阵中选取H1、从L0矩阵中选取L1、从T0矩阵中选取T1，建立运行参数矩阵C1(Ra1，Rb1，Ka1，Kb1，Kc1，P1，H1，L1，T1)，将所述转动电机的初始转速设置为Ra1，将所述排气扇的初始转速设置为Rb1，将所述第一电磁阀的初始开度调节为Ka1，将所述第三电磁阀的初始开度调节为Kb1，将所述精炼搅拌炉内的运行压强设置为P1，将所述溶解槽内氢氧化钠溶液水位设置为H1，将所述精炼剂的用量调节为L1，将所述系统的精炼时间设置为T1；

当M1＜M≤M2时，单片机依次从Ra0矩阵中选取Ra2、从Rb0矩阵中选取Rb2、从Ka0矩阵中选取Ka2、从Kb0矩阵中选取Kb2、从Kc0矩阵中选取Kc2、从P0矩阵中选取P2、从H0矩阵中选取H2、从L0矩阵中选取L2、从T0矩阵中选取T2，建立运行参数矩阵C2(Ra2，Rb2，Ka2，Kb2，Kc2，P2，H2，L2，T2)，将所述转动电机的初始转速设置为Ra2，将所述排气扇的初始转速设置为Rb2，将所述第一电磁阀的初始开度调节为Ka2，将所述第三电磁阀的初始开度调节为Kb2，将所述精炼搅拌炉内的运行压强设置为P2，将所述溶解槽内氢氧化钠溶液水位设置为H2，将所述精炼剂的用量调节为L2，将所述系统的精炼时间设置为T2；

当M2＜M≤M3时，单片机依次从Ra0矩阵中选取Ra3、从Rb0矩阵中选取Rb3、从Ka0矩阵中选取Ka3、从Kb0矩阵中选取Kb3、从Kc0矩阵中选取Kc3、从P0矩阵中选取P3、从H0矩阵中选取H3、从L0矩阵中选取L3、从T0矩阵中选取T3，建立运行参数矩阵C3(Ra3，Rb3，Ka3，Kb3，Kc3，P3，H3，L3，T3)，将所述转动电机的初始转速设置为Ra3，将所述排气扇的初始转速设置为Rb3，将所述第一电磁阀的初始开度调节为Ka3，将所述第三电磁阀的初始开度调节为Kb3，将所述精炼搅拌炉内的运行压强设置为P3，将所述溶解槽内氢氧化钠溶液水位设置为H3，将所述精炼剂的用量调节为L3，将所述系统的精炼时间设置为T3；

当M3＜M≤M4时，单片机依次从Ra0矩阵中选取Ra4、从Rb0矩阵中选取Rb4、从Ka0矩阵中选取Ka4、从Kb0矩阵中选取Kb4、从Kc0矩阵中选取Kc4、从P0矩阵中选取P4、从H0矩阵中选取H4、从L0矩阵中选取L4、从T0矩阵中选取T4，建立运行参数矩阵C4(Ra4，Rb4，Ka4，Kb4，P4，H4，L4，T4)，将所述转动电机的初始转速设置为Ra4，将所述排气扇的初始转速设置为Rb4，将所述第一电磁阀的初始开度调节为Ka4，将所述第三电磁阀的初始开度调节为Kb4，将所述精炼搅拌炉内的运行压强设置为P4，将所述溶解槽内氢氧化钠溶液水位设置为H4，将所述精炼剂的用量调节为L4，将所述系统的精炼时间设置为T4；

当M＞M4时，单片机判定精炼搅拌炉内精炼原料质量超出系统单次精炼的最大精炼原料质量，单片机发出错误警报并通过所述操控屏显示错误原因。

进一步地，当所述单片机建立运行参数矩阵Ci时，i＝1，2，3，4，单片机会将所述质量检测器测得的精炼原料质量M和Ci矩阵中的各项参数分别显示在所述操控屏上，所述液位计检测所述溶解槽内氢氧化钠溶液的液位H并将检测值输送至所述单片机，单片机会将H与Ci矩阵中的Hi进行比对：

当H＜Hi时，单片机判定氢氧化钠溶液储量不足，单片机发出错误警报并通过所述操控屏显示错误原因；

当H≥Hi时，单片机判定所述溶解槽符合运行环境所需标准；

当所述溶解槽符合运行环境所需标准时，所述系统对精炼原料进行精炼，单片机将所述第一电磁阀的开度调节为Kai、关闭所述第二电磁阀、将所述第三电磁阀的开度调节为Kbi、控制计时器启动以记录系统运行时间T、控制所述转动电机以Rai转速旋转并带动转轴旋转以使搅拌叶对精炼原料进行搅拌，在精炼过程中，所述压强检测器实时检测精炼搅拌炉内压强P并将检测值输送至所述单片机，单片机将P与Ci矩阵中的Pi进行比对：

当P＜Pi时，单片机对所述第三电磁阀进行调节以减小第三电磁阀开度Kbi；

当P＝Pi时，单片机不对第三电磁阀的开度Kbi进行调节；

当P＞Pi时，单片机对所述第三电磁阀进行调节以增加第三电磁阀开度Kbi；

在所述出气管内还设有与所述单片机相连的气体流量检测器，所述单片机中还设有预设气体流量矩阵Q0(Q1，Q2，Q3，Q4)，其中，Q1为第一预设气体流量，Q2为第二预设气体流量，Q3为第三预设气体流量，Q4为第四预设气体流量，各预设气体流量的流量值按照顺序逐渐增加；

当所述单片机建立运行参数矩阵Ci时，单片机会根据Ci矩阵从Q0矩阵中选取对应的第i预设流量矩阵Qi，当所述系统运行时，所述气体流量检测器会检测所述出气管中在单位时间内的气体流量Q并将检测值输送至单片机，单片机会将Q与Qi进行比对：

当Q＜Qi时，单片机对所述排风扇进行调节以增加排风扇转速Rbi；

当Q＝Qi时，单片机不对所述排风扇的转速Rbi进行调节；

当Q＜Qi时，单片机对所述排风扇进行调节以降低排风扇转速Rbi；

当所述计时器记录时间T＝Ti时，所述单片机判定系统精炼完成，单片机关闭所述第一电磁阀，打开所述第二电磁阀以通过所述铝液出口管将精炼完成的铝合金输出系统。

进一步地，所述搅拌叶上均匀开设有若干个通孔。

进一步地，所述搅拌轴与精炼搅拌炉顶部的连接处设置有轴承。

进一步地，所述溶解槽的侧端开设有出水管，且出水管上设置有手动阀。

进一步地，所述底座的底端设置有若干个支腿，且若干个支腿的底端设置有刹车轮。

进一步地，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的型号均为JY2303。

进一步地，所述单片机为SMC62型号单片机，所述压强传感器为HL-51型号压强传感器。

进一步地，所述操控屏为电容式触摸操控屏。

进一步地，所述系统中还设有防尘罩，防尘罩设置在所述底座上并罩设在所述精炼搅拌炉和所述尾气处理装置外侧，用以防止精炼搅拌炉和尾气处理装置上表面堆积灰尘。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过在精炼搅拌炉内设置质量检测器，使所述系统在每次运行前均能够检测精炼原料质量M，单片机能够根据质量检测器测得的质量M与预设质量矩阵M0中各项参数的比对结果从预设精炼矩阵组A0中的各矩阵选取对应的参数，并通过所述参数建立运行参数矩阵Ci，单片机能够根据Ci矩阵中的参数依次调节对应部件的运行参数以使系统内形成最适合该质量M的精炼原料的精炼环境，从而对精炼原料进行高效精炼，提高了所述系统的运行效率。

进一步地，当所述质量检测器检测到的M值大于M0矩阵中最大值M4时，单片机会判定该次精炼原料过多并通过所述操控屏显示错误，从而有效防止由于原料过多导致的原料精练不完全的情况发生，进一步提高了所述系统的运行效率。

进一步地，当所述单片机建立运行参数矩阵Ci时，所述液位计能够在系统运行前检测所述溶解槽内氢氧化钠溶液的液位高度H，单片机会根据检测值H与Ci矩阵中的预设液位值Hi的比对结果判定氢氧化钠溶液的含量是否足够，当氢氧化钠溶液含量达到预设值Hi时，单片机控制系统启动，通过对氢氧化钠含量的控制，能够使所述精炼搅拌炉在精炼时产生的废气全部与氢氧化钠溶液发生反应，从而有效杜绝所述系统对有害气体的排出，进一步提高了所述系统的运行效率。

进一步地，所述单片机在所述精炼搅拌炉精炼时实时检测精炼搅拌炉内的压强P并根据P与Ci矩阵中预设压强值Pi的大小关系对第一电磁阀和第三电磁阀的开度进行调节以将所述精炼搅拌炉内的压强维持在指定值，从而使精炼搅拌炉内的压强环境能够使对应质量的精炼原料高效精炼，从而进一步提高了所述系统的运行效率。

进一步地，所述出气管内还设有气体流量检测器，在所述单片机内还设有预设气体流量矩阵Q0(Q1，Q2，Q3，Q4)，所述单片机会根据建立的Ci矩阵从Q0矩阵中选取对应的预设气体流量Qi，并根据流量检测器的检测值Q与预设气体流量值Qi的大小关系调节所述排气扇的转速Rbi，通过根据流量的大小关系调节排气扇转速，能够有效调节精炼搅拌炉中有害气体的的浓度，从而为精炼原料的精炼提供了一个更加高效的精炼环境，进一步提高了所述系统的运行效率。

进一步地，所述搅拌叶上还设有多个通孔，在搅拌叶对精炼原料进行搅拌时，能够有效保证精炼原料的流动性，以使精料原料在搅拌后材质分布更加均匀，从而进一步提高了所述系统的运行效率。

进一步地，所述系统中还设有防尘罩，通过设置防尘罩，能够防止所述精炼搅拌炉和尾气处理装置上表面堆积灰尘并对系统的运行效率造成影响，提高了所述系统的使用寿命。

附图说明

图1为本发明所述铝合金精炼系统的侧面剖视图；

图2为本发明所述带有防尘罩的铝合金精炼系统侧面剖视图；

图3为图2中所述防尘罩的主视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明所述铝合金精炼系统的侧面剖视图。本发明所述铝合金精炼系统包括精炼搅拌炉1、底座2和尾气处理装置3。其中，所述底座2的底端设置有若干个支腿29，且各支腿29的底端设置有刹车轮30。所述精炼搅拌炉1和尾气处理装置3分别固定安装在底座2的上端，且精炼搅拌炉1的上端固定安装有转动电机4。所述转动电机4的输出轴上设置有第一锥齿轮5，且第一锥齿轮5与设置在搅拌轴6上端的第二锥齿轮7相互啮合。所述搅拌轴6与精炼搅拌炉1顶部的连接处设置有轴承26。所述搅拌轴6的下端贯穿精炼搅拌炉1的上顶板并延伸到精炼搅拌炉1，且搅拌轴6的下端固定安装有搅拌叶8，所述搅拌叶8上均匀开设有若干个通孔25。所述精炼搅拌炉1上端远离转动电机4的一侧开设有进料口9，且进料口9上螺纹连接有密封盖10。所述精炼搅拌炉1的一侧上下两端分别安装有粉状精炼剂进口管11和铝液出口管12，且粉状精炼剂进口管11和铝液出口管12上分别设置有第一电磁阀13和第二电磁阀14。所述精炼搅拌炉1内设置有高压喷头31，且高压喷头31与粉状精炼剂进口管11相通。所述精炼搅拌炉底部设置有质量检测器(图中未画出)。

请继续参阅图1所示，所述尾气处理装置3包括溶解槽15和设置在溶解槽内的氢氧化钠溶液16，在所述溶解槽侧壁设有液位计(图中未画出)。所述溶解槽15的侧端开设有出水管27，且出水管27上设置有手动阀28。所述精炼搅拌炉1的另一侧上端安装有出气管17，且出气管上安装有第三电磁阀18。所述出气管17内远离第三电磁阀18的一侧设置有排风扇19，且排风扇19的出风口通过管线与氢氧化钠溶液16连通。

所述精炼搅拌炉1的内顶端设置有压强传感器20和计时器(图中未画出)；所述精炼搅拌炉1的侧端设置有控制箱21，且控制箱21内设置有操控屏22、单片机23和蓄电池24，且操控屏22与单片机23之间为双向电性连接；所述压强传感器20和蓄电池24的输出端分别与单片机23的输入端电性连接。

具体而言，所述第一电磁阀13、第二电磁阀14和第三电磁阀18的型号均为JY2303。

具体而言，所述单片机23为SMC62型号单片机，所述压强传感器20为HL-51型号压强传感器。

具体而言，所述操控屏20为电容式触摸操控屏。

具体而言，所述单片机分别与所述转动电机4、第一电磁阀13、第二电磁阀14、质量检测器、液位计、第三电磁阀18、排风扇19、压强传感器20和操控屏22相连，用以接收质量检测器的检测参数并根据检测结果调节所述溶解槽内氢氧化钠溶液16的液位、所述精炼搅拌炉1内的压强、各所述电磁阀的开度以及所述转动电机4和排风扇19的运行参数。

具体而言，在所述单片机23中设有预设质量矩阵M0和预设精炼矩阵组A0，对于预设质量矩阵M0，M0(M1，M2，M3，M4)，其中，M1为第一预设精炼原料质量，M2为第二预设精炼原料质量，M3为第三预设精炼原料质量，M4为第四预设精炼原料质量，各预设精炼原料质量值按照顺序逐渐增加。对于预设精炼矩阵组A0，A0(Ra0，Rb0，Ka0，Kb0，P0，H0，L0，T0)，其中，Ra0为转动电机预设转速矩阵，Rb0为排风扇预设转速矩阵，Ka0为第一电磁阀预设开度矩阵，Kb0为第三电磁阀预设开度矩阵，P0为精炼搅拌炉预设压强矩阵，H0为氢氧化钠溶液预设水位矩阵，L0为精炼剂预设用量矩阵，T0为预设精炼时间矩阵。

对于转动电机预设转速矩阵Ra0，Ra0(Ra1，Ra2，Ra3，Ra4)，其中，Ra1为转动电机第一预设转速，Ra2为转动电机第二预设转速，Ra3为转动电机第三预设转速，Ra4为转动电机第四预设转速，各预设转速值按照顺序逐渐增加。

对于排风扇预设转速矩阵Rb0，Rb0(Rb1，Rb2，Rb3，Rb4)，其中，Rb1为排风扇第一预设转速，Rb2为排风扇第二预设转速，Rb3为排风扇第三预设转速，Rb4为排风扇第四预设转速，各预设转速值按照顺序逐渐增加。

对于第一电磁阀预设开度矩阵Ka0，Ka0(Ka1，Ka2，Ka3，Ka4)，其中，Ka1为第一电磁阀第一预设开度，Ka2为第一电磁阀第二预设开度，Ka3为第一电磁阀第三预设开度，Ka4为第一电磁阀第四预设开度，各预设开度值按照顺序逐渐增加。

对于第三电磁阀预设开度矩阵Kb0，Kb0(Kb1，Kb2，Kb3，Kb4)，其中，Kb1为第三电磁阀第一预设开度，Kb2为第三电磁阀第二预设开度，Kb3为第三电磁阀第三预设开度，Kb4为第三电磁阀第四预设开度，各预设开度值按照顺序逐渐增加。

对于精炼搅拌炉预设压强矩阵P0，P0(P1，P2，P3，P4)，其中，P1为精炼搅拌路第一预设压强，P2为精炼搅拌路第二预设压强，P3为精炼搅拌路第三预设压强，P4为精炼搅拌路第四预设压强，各预设压强值按照顺序逐渐增加。

对于氢氧化钠溶液预设水位矩阵H0，H0(H1，H2，H3，H4)，其中，H1为氢氧化钠溶液第一预设水位，H2为氢氧化钠溶液第二预设水位，H3为氢氧化钠溶液第三预设水位，H4为氢氧化钠溶液第四预设水位，各预设水位值按照顺序逐渐增加。

对于精炼剂预设用量矩阵L0，L0(L1，L2，L3，L4)，其中，L1为精炼剂第一预设用量，L2为精炼剂第二预设用量，L3为精炼剂第三预设用量，L4为精炼剂第四预设用量，各预设用量的质量值按照顺序逐渐增加。

对于预设精炼时间矩阵T0，T0(T1，T2，T3，T4)，其中T1为第一预设精炼时间，T2为第二预设精炼时间，T3为第三预设精炼时间，T4为第四预设精炼时间，各预设精炼时间的时长按照顺序逐渐增加。

当精炼原料通过所述进料口进入精炼搅拌炉内部时，所述质量检测器检测精炼搅拌炉内精炼原料质量M并将检测值输送至所述单片机，单片机会将M与M0矩阵中的各项参数依次进行比对：

当M≤M1时，单片机依次从Ra0矩阵中选取Ra1、从Rb0矩阵中选取Rb1、从Ka0矩阵中选取Ka1、从Kb0矩阵中选取Kb1、从Kc0矩阵中选取Kc1、从P0矩阵中选取P1、从H0矩阵中选取H1、从L0矩阵中选取L1、从T0矩阵中选取T1，建立运行参数矩阵C1(Ra1，Rb1，Ka1，Kb1，Kc1，P1，H1，L1，T1)，将所述转动电机的初始转速设置为Ra1，将所述排气扇的初始转速设置为Rb1，将所述第一电磁阀的初始开度调节为Ka1，将所述第三电磁阀的初始开度调节为Kb1，将所述精炼搅拌炉内的运行压强设置为P1，将所述溶解槽内氢氧化钠溶液水位设置为H1，将所述精炼剂的用量调节为L1，将所述系统的精炼时间设置为T1；

当M1＜M≤M2时，单片机依次从Ra0矩阵中选取Ra2、从Rb0矩阵中选取Rb2、从Ka0矩阵中选取Ka2、从Kb0矩阵中选取Kb2、从Kc0矩阵中选取Kc2、从P0矩阵中选取P2、从H0矩阵中选取H2、从L0矩阵中选取L2、从T0矩阵中选取T2，建立运行参数矩阵C2(Ra2，Rb2，Ka2，Kb2，Kc2，P2，H2，L2，T2)，将所述转动电机的初始转速设置为Ra2，将所述排气扇的初始转速设置为Rb2，将所述第一电磁阀的初始开度调节为Ka2，将所述第三电磁阀的初始开度调节为Kb2，将所述精炼搅拌炉内的运行压强设置为P2，将所述溶解槽内氢氧化钠溶液水位设置为H2，将所述精炼剂的用量调节为L2，将所述系统的精炼时间设置为T2；

当M2＜M≤M3时，单片机依次从Ra0矩阵中选取Ra3、从Rb0矩阵中选取Rb3、从Ka0矩阵中选取Ka3、从Kb0矩阵中选取Kb3、从Kc0矩阵中选取Kc3、从P0矩阵中选取P3、从H0矩阵中选取H3、从L0矩阵中选取L3、从T0矩阵中选取T3，建立运行参数矩阵C3(Ra3，Rb3，Ka3，Kb3，Kc3，P3，H3，L3，T3)，将所述转动电机的初始转速设置为Ra3，将所述排气扇的初始转速设置为Rb3，将所述第一电磁阀的初始开度调节为Ka3，将所述第三电磁阀的初始开度调节为Kb3，将所述精炼搅拌炉内的运行压强设置为P3，将所述溶解槽内氢氧化钠溶液水位设置为H3，将所述精炼剂的用量调节为L3，将所述系统的精炼时间设置为T3；

当M3＜M≤M4时，单片机依次从Ra0矩阵中选取Ra4、从Rb0矩阵中选取Rb4、从Ka0矩阵中选取Ka4、从Kb0矩阵中选取Kb4、从Kc0矩阵中选取Kc4、从P0矩阵中选取P4、从H0矩阵中选取H4、从L0矩阵中选取L4、从T0矩阵中选取T4，建立运行参数矩阵C4(Ra4，Rb4，Ka4，Kb4，P4，H4，L4，T4)，将所述转动电机的初始转速设置为Ra4，将所述排气扇的初始转速设置为Rb4，将所述第一电磁阀的初始开度调节为Ka4，将所述第三电磁阀的初始开度调节为Kb4，将所述精炼搅拌炉内的运行压强设置为P4，将所述溶解槽内氢氧化钠溶液水位设置为H4，将所述精炼剂的用量调节为L4，将所述系统的精炼时间设置为T4；

当M＞M4时，单片机判定精炼搅拌炉内精炼原料质量超出系统单次精炼的最大精炼原料质量，单片机发出错误警报并通过所述操控屏显示错误原因。

具体而言，当所述单片机建立运行参数矩阵Ci时，i＝1，2，3，4，单片机会将所述质量检测器测得的精炼原料质量M和Ci矩阵中的各项参数分别显示在所述操控屏上，所述液位计检测所述溶解槽内氢氧化钠溶液的液位H并将检测值输送至所述单片机，单片机会将H与Ci矩阵中的Hi进行比对：

当H＜Hi时，单片机判定氢氧化钠溶液储量不足，单片机发出错误警报并通过所述操控屏显示错误原因；

当H≥Hi时，单片机判定所述溶解槽符合运行环境所需标准。

当所述溶解槽符合运行环境所需标准时，所述系统对精炼原料进行精炼，单片机将所述第一电磁阀的开度调节为Kai、关闭所述第二电磁阀、将所述第三电磁阀的开度调节为Kbi、控制计时器启动以记录系统运行时间T、控制所述转动电机以Rai转速旋转并带动转轴旋转以使搅拌叶对精炼原料进行搅拌，在精炼过程中，所述压强检测器实时检测精炼搅拌炉内压强P并将检测值输送至所述单片机，单片机将P与Ci矩阵中的Pi进行比对：

当P＜Pi时，单片机对所述第三电磁阀进行调节以减小第三电磁阀开度Kbi；

当P＝Pi时，单片机不对第三电磁阀的开度Kbi进行调节；

当P＞Pi时，单片机对所述第三电磁阀进行调节以增加第三电磁阀开度Kbi。

在所述出气管内还设有与所述单片机相连的气体流量检测器，所述单片机中还设有预设气体流量矩阵Q0(Q1，Q2，Q3，Q4)，其中，Q1为第一预设气体流量，Q2为第二预设气体流量，Q3为第三预设气体流量，Q4为第四预设气体流量，各预设气体流量的流量值按照顺序逐渐增加。

当所述单片机建立运行参数矩阵Ci时，单片机会根据Ci矩阵从Q0矩阵中选取对应的第i预设流量矩阵Qi，当所述系统运行时，所述气体流量检测器会检测所述出气管中在单位时间内的气体流量Q并将检测值输送至单片机，单片机会将Q与Qi进行比对：

当Q＜Qi时，单片机对所述排风扇进行调节以增加排风扇转速Rbi；

当Q＝Qi时，单片机不对所述排风扇的转速Rbi进行调节；

当Q＜Qi时，单片机对所述排风扇进行调节以降低排风扇转速Rbi。

当所述计时器记录时间T＝Ti时，所述单片机判定系统精炼完成，单片机关闭所述第一电磁阀，打开所述第二电磁阀以通过所述铝液出口管将精炼完成的铝合金输出系统。

请参阅图2所示，其为本发明所述带有防尘罩的铝合金精炼系统侧面剖视图和图2中所述防尘罩的主视图。所述防尘罩32设置在所述底座2上并罩设在所述精炼搅拌炉1和所述尾气处理装置3外侧，用以防止精炼搅拌炉1和尾气处理装置3上表面堆积灰尘。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝合金精炼系统，其特征在于，包括精炼搅拌炉、底座和尾气处理装置，其中：

所述精炼搅拌炉和尾气处理装置分别固定安装在底座的上端，且精炼搅拌炉的上端固定安装有转动电机；所述转动电机的输出轴上设置有第一锥齿轮，且第一锥齿轮与设置在搅拌轴上端的第二锥齿轮相互啮合；所述搅拌轴的下端贯穿精炼搅拌炉的上顶板并延伸到精炼搅拌炉，且搅拌轴的下端固定安装有搅拌叶；所述精炼搅拌炉上端远离转动电机的一侧开设有进料口，且进料口上螺纹连接有密封盖；所述精炼搅拌炉的一侧上下两端分别安装有粉状精炼剂进口管和铝液出口管；且粉状精炼剂进口管和铝液出口管上分别设置有第一电磁阀和第二电磁阀；所述精炼搅拌炉内设置有高压喷头，且高压喷头与粉状精炼剂进口管相通；所述精炼搅拌炉底部设置有质量检测器；

所述尾气处理装置包括溶解槽和设置在溶解槽内的氢氧化钠溶液；在所述溶解槽侧壁设有液位计；所述精炼搅拌炉的另一侧上端安装有出气管，且出气管上安装有第三电磁阀；所述出气管内远离第三电磁阀的一侧设置有排风扇，且排风扇的出风口通过管线与氢氧化钠溶液连通；

所述精炼搅拌炉的内顶端设置有压强传感器和计时器；所述精炼搅拌炉的侧端设置有控制箱，且控制箱内设置有操控屏、单片机和蓄电池，且操控屏与单片机之间为双向电性连接；所述压强传感器和蓄电池的输出端分别与单片机的输入端电性连接，且单片机的输出端分别与转动电机、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和排风扇的输入端电性连接；

所述单片机分别与所述转动电机、第一电磁阀、第二电磁阀、质量检测器、液位计、第三电磁阀、排风扇、压强传感器和操控屏相连，用以接收质量检测器的检测参数并根据检测结果调节所述溶解槽内氢氧化钠溶液的液位、所述精炼搅拌炉内的压强、各所述电磁阀的开度以及所述转动电机和排风扇的运行参数；

在所述单片机中设有预设质量矩阵M0和预设精炼矩阵组A0，对于预设质量矩阵M0，M0(M1，M2，M3，M4)，其中，M1为第一预设精炼原料质量，M2为第二预设精炼原料质量，M3为第三预设精炼原料质量，M4为第四预设精炼原料质量，各预设精炼原料质量值按照顺序逐渐增加；对于预设精炼矩阵组A0，A0(Ra0，Rb0，Ka0，Kb0，P0，H0，L0，T0)，其中，Ra0为转动电机预设转速矩阵，Rb0为排风扇预设转速矩阵，Ka0为第一电磁阀预设开度矩阵，Kb0为第三电磁阀预设开度矩阵，P0为精炼搅拌炉预设压强矩阵，H0为氢氧化钠溶液预设水位矩阵，L0为精炼剂预设用量矩阵，T0为预设精炼时间矩阵；

对于转动电机预设转速矩阵Ra0，Ra0(Ra1，Ra2，Ra3，Ra4)，其中，Ra1为转动电机第一预设转速，Ra2为转动电机第二预设转速，Ra3为转动电机第三预设转速，Ra4为转动电机第四预设转速，各预设转速值按照顺序逐渐增加；

对于排风扇预设转速矩阵Rb0，Rb0(Rb1，Rb2，Rb3，Rb4)，其中，Rb1为排风扇第一预设转速，Rb2为排风扇第二预设转速，Rb3为排风扇第三预设转速，Rb4为排风扇第四预设转速，各预设转速值按照顺序逐渐增加；

对于第一电磁阀预设开度矩阵Ka0，Ka0(Ka1，Ka2，Ka3，Ka4)，其中，Ka1为第一电磁阀第一预设开度，Ka2为第一电磁阀第二预设开度，Ka3为第一电磁阀第三预设开度，Ka4为第一电磁阀第四预设开度，各预设开度值按照顺序逐渐增加；

对于第三电磁阀预设开度矩阵Kb0，Kb0(Kb1，Kb2，Kb3，Kb4)，其中，Kb1为第三电磁阀第一预设开度，Kb2为第三电磁阀第二预设开度，Kb3为第三电磁阀第三预设开度，Kb4为第三电磁阀第四预设开度，各预设开度值按照顺序逐渐增加；

对于精炼搅拌炉预设压强矩阵P0，P0(P1，P2，P3，P4)，其中，P1为精炼搅拌路第一预设压强，P2为精炼搅拌路第二预设压强，P3为精炼搅拌路第三预设压强，P4为精炼搅拌路第四预设压强，各预设压强值按照顺序逐渐增加；

对于氢氧化钠溶液预设水位矩阵H0，H0(H1，H2，H3，H4)，其中，H1为氢氧化钠溶液第一预设水位，H2为氢氧化钠溶液第二预设水位，H3为氢氧化钠溶液第三预设水位，H4为氢氧化钠溶液第四预设水位，各预设水位值按照顺序逐渐增加；

对于精炼剂预设用量矩阵L0，L0(L1，L2，L3，L4)，其中，L1为精炼剂第一预设用量，L2为精炼剂第二预设用量，L3为精炼剂第三预设用量，L4为精炼剂第四预设用量，各预设用量的质量值按照顺序逐渐增加；

对于预设精炼时间矩阵T0，T0(T1，T2，T3，T4)，其中T1为第一预设精炼时间，T2为第二预设精炼时间，T3为第三预设精炼时间，T4为第四预设精炼时间，各预设精炼时间的时长按照顺序逐渐增加；

当精炼原料通过所述进料口进入精炼搅拌炉内部时，所述质量检测器检测精炼搅拌炉内精炼原料质量M并将检测值输送至所述单片机，单片机会将M与M0矩阵中的各项参数依次进行比对：

当M≤M1时，单片机依次从Ra0矩阵中选取Ra1、从Rb0矩阵中选取Rb1、从Ka0矩阵中选取Ka1、从Kb0矩阵中选取Kb1、从Kc0矩阵中选取Kc1、从P0矩阵中选取P1、从H0矩阵中选取H1、从L0矩阵中选取L1、从T0矩阵中选取T1，建立运行参数矩阵C1(Ra1，Rb1，Ka1，Kb1，Kc1，P1，H1，L1，T1)，将所述转动电机的初始转速设置为Ra1，将所述排气扇的初始转速设置为Rb1，将所述第一电磁阀的初始开度调节为Ka1，将所述第三电磁阀的初始开度调节为Kb1，将所述精炼搅拌炉内的运行压强设置为P1，将所述溶解槽内氢氧化钠溶液水位设置为H1，将所述精炼剂的用量调节为L1，将所述系统的精炼时间设置为T1；

当M1＜M≤M2时，单片机依次从Ra0矩阵中选取Ra2、从Rb0矩阵中选取Rb2、从Ka0矩阵中选取Ka2、从Kb0矩阵中选取Kb2、从Kc0矩阵中选取Kc2、从P0矩阵中选取P2、从H0矩阵中选取H2、从L0矩阵中选取L2、从T0矩阵中选取T2，建立运行参数矩阵C2(Ra2，Rb2，Ka2，Kb2，Kc2，P2，H2，L2，T2)，将所述转动电机的初始转速设置为Ra2，将所述排气扇的初始转速设置为Rb2，将所述第一电磁阀的初始开度调节为Ka2，将所述第三电磁阀的初始开度调节为Kb2，将所述精炼搅拌炉内的运行压强设置为P2，将所述溶解槽内氢氧化钠溶液水位设置为H2，将所述精炼剂的用量调节为L2，将所述系统的精炼时间设置为T2；

当M2＜M≤M3时，单片机依次从Ra0矩阵中选取Ra3、从Rb0矩阵中选取Rb3、从Ka0矩阵中选取Ka3、从Kb0矩阵中选取Kb3、从Kc0矩阵中选取Kc3、从P0矩阵中选取P3、从H0矩阵中选取H3、从L0矩阵中选取L3、从T0矩阵中选取T3，建立运行参数矩阵C3(Ra3，Rb3，Ka3，Kb3，Kc3，P3，H3，L3，T3)，将所述转动电机的初始转速设置为Ra3，将所述排气扇的初始转速设置为Rb3，将所述第一电磁阀的初始开度调节为Ka3，将所述第三电磁阀的初始开度调节为Kb3，将所述精炼搅拌炉内的运行压强设置为P3，将所述溶解槽内氢氧化钠溶液水位设置为H3，将所述精炼剂的用量调节为L3，将所述系统的精炼时间设置为T3；

当M3＜M≤M4时，单片机依次从Ra0矩阵中选取Ra4、从Rb0矩阵中选取Rb4、从Ka0矩阵中选取Ka4、从Kb0矩阵中选取Kb4、从Kc0矩阵中选取Kc4、从P0矩阵中选取P4、从H0矩阵中选取H4、从L0矩阵中选取L4、从T0矩阵中选取T4，建立运行参数矩阵C4(Ra4，Rb4，Ka4，Kb4，P4，H4，L4，T4)，将所述转动电机的初始转速设置为Ra4，将所述排气扇的初始转速设置为Rb4，将所述第一电磁阀的初始开度调节为Ka4，将所述第三电磁阀的初始开度调节为Kb4，将所述精炼搅拌炉内的运行压强设置为P4，将所述溶解槽内氢氧化钠溶液水位设置为H4，将所述精炼剂的用量调节为L4，将所述系统的精炼时间设置为T4；

当M＞M4时，单片机判定精炼搅拌炉内精炼原料质量超出系统单次精炼的最大精炼原料质量，单片机发出错误警报并通过所述操控屏显示错误原因。

2.根据权利要求1所述的铝合金精炼系统，其特征在于，当所述单片机建立运行参数矩阵Ci时，i＝1，2，3，4，单片机会将所述质量检测器测得的精炼原料质量M和Ci矩阵中的各项参数分别显示在所述操控屏上，所述液位计检测所述溶解槽内氢氧化钠溶液的液位H并将检测值输送至所述单片机，单片机会将H与Ci矩阵中的Hi进行比对：

当H＜Hi时，单片机判定氢氧化钠溶液储量不足，单片机发出错误警报并通过所述操控屏显示错误原因；

当H≥Hi时，单片机判定所述溶解槽符合运行环境所需标准；

当所述溶解槽符合运行环境所需标准时，所述系统对精炼原料进行精炼，单片机将所述第一电磁阀的开度调节为Kai、关闭所述第二电磁阀、将所述第三电磁阀的开度调节为Kbi、控制计时器启动以记录系统运行时间T、控制所述转动电机以Rai转速旋转并带动转轴旋转以使搅拌叶对精炼原料进行搅拌，在精炼过程中，所述压强检测器实时检测精炼搅拌炉内压强P并将检测值输送至所述单片机，单片机将P与Ci矩阵中的Pi进行比对：

当P＜Pi时，单片机对所述第三电磁阀进行调节以减小第三电磁阀开度Kbi；

当P＝Pi时，单片机不对第三电磁阀的开度Kbi进行调节；

当P＞Pi时，单片机对所述第三电磁阀进行调节以增加第三电磁阀开度Kbi；

在所述出气管内还设有与所述单片机相连的气体流量检测器，所述单片机中还设有预设气体流量矩阵Q0(Q1，Q2，Q3，Q4)，其中，Q1为第一预设气体流量，Q2为第二预设气体流量，Q3为第三预设气体流量，Q4为第四预设气体流量，各预设气体流量的流量值按照顺序逐渐增加；

当所述单片机建立运行参数矩阵Ci时，单片机会根据Ci矩阵从Q0矩阵中选取对应的第i预设流量矩阵Qi，当所述系统运行时，所述气体流量检测器会检测所述出气管中在单位时间内的气体流量Q并将检测值输送至单片机，单片机会将Q与Qi进行比对：

当Q＜Qi时，单片机对所述排风扇进行调节以增加排风扇转速Rbi；

当Q＝Qi时，单片机不对所述排风扇的转速Rbi进行调节；

当Q＜Qi时，单片机对所述排风扇进行调节以降低排风扇转速Rbi；

当所述计时器记录时间T＝Ti时，所述单片机判定系统精炼完成，单片机关闭所述第一电磁阀，打开所述第二电磁阀以通过所述铝液出口管将精炼完成的铝合金输出系统。

3.根据权利要求1所述的铝合金精炼系统，其特征在于，所述搅拌叶上均匀开设有若干个通孔。

4.根据权利要求1所述的铝合金精炼系统，其特征在于，所述搅拌轴与精炼搅拌炉顶部的连接处设置有轴承。

5.根据权利要求1所述的铝合金精炼系统，其特征在于，所述溶解槽的侧端开设有出水管，且出水管上设置有手动阀。

6.根据权利要求1所述的铝合金精炼系统，其特征在于，所述底座的底端设置有若干个支腿，且若干个支腿的底端设置有刹车轮。

7.根据权利要求1所述的铝合金精炼系统，其特征在于，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的型号均为JY2303。

8.根据权利要求1所述的铝合金精炼系统，其特征在于，所述单片机为SMC62型号单片机，所述压强传感器为HL-51型号压强传感器。

9.根据权利要求1所述的铝合金精炼系统，其特征在于，所述操控屏为电容式触摸操控屏。

10.根据权利要求1所述的铝合金精炼系统，其特征在于，所述系统中还设有防尘罩，防尘罩设置在所述底座上并罩设在所述精炼搅拌炉和所述尾气处理装置外侧，用以防止精炼搅拌炉和尾气处理装置上表面堆积灰尘。

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