CN112344730A - 一种铝合金大容量熔体均匀化处理装置与处理方法 - Google Patents

Abstract

一种铝合金大容量熔体均匀化处理装置与处理方法，属于铸造装备及工艺领域。本发明解决了现有的通过多个搅拌杆对大容量铝合金熔体进行均匀化处理时坩埚易出现突然的大幅度剧烈晃动的问题。所述支架固定安装在坩埚顶端，搅拌装置包括搅拌主体及用于控制搅拌主体动作的电机，所述搅拌主体竖向布置且转动安装在支架上，数据传输系统分别与计算机、电机、力矩测定装置及控制系统连接，所述控制系统固定安装在支架上且所述力矩测定装置固装在控制系统上，所述卡条竖向布置在坩埚内且其上部同时与力矩测定装置及控制系统固定连接。不需要更换现有的熔化设备，只在原有的坩埚基础上配套设计相应的均匀化处理装置即可。

Description

一种铝合金大容量熔体均匀化处理装置与处理方法

技术领域

本发明涉及一种铝合金大容量熔体均匀化处理装置与处理方法，属于铸造装备及工艺领域。

背景技术

大型的铝合金铸件应用越来愈广泛，为了高质量成形这些铝合金铸件，要求保证成分的均匀性，需要一次性熔化大量铝合金熔体(熔化量超过2吨)，整个大容量铝合金熔体处理过程中均匀化处理是关键环节之一，也是熔体处理的最后工序，因此对铸件的质量有直接的影响，特别是当合金中含有与铝元素密度相差较大的元素时，例如熔体中含有高密度元素(Cu、Ni、Zr、V、RE)时，这些高密度元素在铝合金熔体中下沉的倾向性非常大。熔化过程中由于中间合金与纯铝的熔点不一致，导致金属自然熔化后坩埚中不同高度的金属液密度差异非常大。通常采用搅拌的方法来增加熔体的均匀性，大容量金属熔化时坩埚内熔体深度深，均匀化处理时使用的搅拌杆长度长，加之为了适应大容量熔体搅拌所需的电机功率特别大、转速高，熔体下搅拌杆末端上的叶片与熔体相互作用使搅拌杆末端的震动幅度明显增大，搅拌效果下降，达不到大容量熔体均匀化处理的目的；一般是采用增加坩埚直径，也即本领域通常所说的增加“面宽”，同时增加电机和搅拌杆的数量，这样可以缩短搅拌杆的长度抑制搅拌杆末端大幅晃动，多个搅拌杆同时使用来保证均匀化效率，但是实际生产中经常出现突然的坩埚大幅度剧烈晃动的现象，这会对坩埚以及熔化炉体造成严重损害，严重时会导致均匀化过程被迫停止，并且坩埚的大幅度剧烈晃动存在严重的安全隐患。产生这一现象的原因主要是多个搅拌杆一起工作时坩埚中熔体状态实际上是各个搅拌杆周围熔体状态的叠加，在特定的状态时，由于熔体的传递效应在坩埚上会形成叠加与共振效应，当这种共振效应与坩埚相互作用时导致坩埚的大幅度剧烈晃动。最好的办法就是在形成坩埚的大幅度剧烈晃动之初提前破坏熔体对坩埚的叠加与共振效应。

发明内容

本发明是为了解决现有的通过多个搅拌杆对大容量铝合金熔体进行均匀化处理时坩埚易出现突然的大幅度剧烈晃动的问题，进而提供了一种铝合金大容量熔体均匀化处理装置与处理方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种铝合金大容量熔体均匀化处理装置，它包括支架、卡条、搅拌装置、力矩测定装置、控制系统、数据传输系统及计算机，其中所述支架固定安装在坩埚顶端，搅拌装置包括搅拌主体及用于控制搅拌主体动作的电机，所述搅拌主体竖向布置且转动安装在支架上，数据传输系统分别与计算机、电机、力矩测定装置及控制系统连接，所述控制系统固定安装在支架上且所述力矩测定装置固装在控制系统上，所述卡条竖向布置在坩埚内且其上部同时与力矩测定装置及控制系统固定连接。

进一步地，卡条浸入液面下的深度超过搅拌主体浸入液面下的深度。

进一步地，卡条与搅拌主体之间的最短距离大于卡条摆动的最大幅度的2倍长度。

进一步地，所述卡条为分体式结构，其包括首尾固接的第一杆状结构和第二杆状结构，其中所述第一杆状结构为碳钢或合金钢材质，第二杆状结构为石墨或氮化硼陶瓷材质。

进一步地，第二杆状结构的断面结构为等腰三角形结构。

进一步地，控制系统与支架之间以及支架与坩埚之间均通过螺母紧固式定位销固定连接。

进一步地，所述搅拌主体与所述支架之间安装有轴承。

一种使用上述均匀化处理装置的处理方法，它包括如下步骤：

步骤一、设计：

按照坩埚直径和所熔化熔体的容量确定搅拌装置的数量，再依据此数量确定卡条、力矩测定装置、控制系统及数据传输系统的数量，

步骤二、组装：

a、先将卡条同时与控制系统及力矩测定装置固定连接，然后将力矩测定装置固定安装在控制系统上，再将控制系统固定安装在支架上，然后将控制系统、力矩测定装置分别与数据传输系统连接；

b、将搅拌装置安装到支架上，再通过数据线将数据传输系统与电机及计算机分别连接；

c、将组装好的均匀化处理装置用天车吊至坩埚上方，逐渐将搅拌主体浸入坩埚内的铝合金熔体中，直到将支架固定安装在坩埚顶端的法兰上；

步骤三、归零：

接通计算机电源，通过计算机软件逐台开启各电机，并将各电机的转速及功率调至最小值，保证各电机能匀速转运并稳定1min，然后依次将力矩测定装置及控制系统的数值归零，再设置卡条的摆动极限数值，保证卡条与搅拌主体之间的最短距离大于卡条摆动的最大幅度的2倍长度；

步骤四、搅拌：

启动搅拌调试，控制电机逐渐加速，当液面出现明显晃动时，通过计算机自动处理，记录下此时状态信息，包括各电机的功率、转速、各卡条的力矩数值和摆动的空间状态，并设置此时力矩偏差数值作为本次熔化的限定值，然后计算机通过计算得出力矩偏差控制系数范围，并自动选择最优值，随后，计算机根据该最优值控制各电机的转速逐渐减小，并自动调整各卡条摆动状态，同时记录卡条的摆状态及各电机的转速，使各电机和各卡条保持最佳工作匹配状态，进而保证搅拌过程中不会出现坩埚突然大幅度晃动的情况；

步骤五、数据存储：

当步骤四中的搅拌工序结束后，操作计算机结束搅拌工序并存储数据文件至计算机中的相应位置，关闭计算机；

步骤六、整理：

将支架与坩埚分离，断开数据传输系统与计算机的连接，通过天车吊起均匀化处理装置，移到安全的地方冷却，完全冷却后，清理搅拌主体上带出的铝合金皮，然后将均匀化处理装置各部分结构拆卸后入库存放。

进一步地，步骤四中，在计算机得出力矩偏差控制系数范围后，人为干预选择最优值并录入计算机，随后，计算机根据该最优值控制各电机的转速。

进一步地，力矩偏差控制系数的选择方法，它包括范围的选择及最优值的选择，具体为：

a、力矩偏差控制系数范围的获得：力矩归零后，每个力矩测定装置通过卡条测得的是该位置附近的电机产生的力矩影响，此时测得的力矩随时间的变化曲线是近似于平滑的上升曲线，当电机逐渐加速后其他电机的影响传递过来时测得的力矩随时间的变化曲线会出现不光滑的抖动现象，变成一条不平滑的上升曲线，计算机记录曲线上抖动现象开始时间对应的力矩数值M1；当电机继续逐渐加速时，多个搅拌主体一起工作，各个搅拌主体周围熔体状态叠加，熔体的状态会对卡条形成有规律的影响，此时测得的力矩随时间的变化曲线会出现类三角函数的周期性上下变动，一旦曲线上出现两个相邻的波动周期时，电脑记录下此次波动阶段第一个波动开始时的力矩值波峰值M(2)_max、力矩波谷M(2)_min，此时电脑调整控制系统，通过控制系统来调整卡条的摆动角度逐渐增加，使波峰值M(2)_max、力矩波谷M(2)_min的数值逐渐接近，直到力矩随时间的变化曲线变为毛糙的上升曲线，记录此时的卡条的摆动角度增加值θ(2)，此时的力矩值M(2)；继续增加电机转速，力矩随时间的变化曲线上会再次出现类三角函数的周期性上下变动现象，记录这一段第一个波动的力矩值波峰值M(3)_max、力矩波谷M(3)_min，此时电脑再次调整控制系统，通过控制系统来调整卡条的摆动角度增加，当出现力矩随时间的变化曲线变为毛糙的上升曲线时，记录此时的卡条的摆动角度增加值θ(3)和此时的力矩值M(3)，然后继续增加电机转速重复前述步骤，获得M(k-1)_max、力矩波谷M(k-1)_min，M(k-1)和θ(k-1)；直到第k次调整，卡条的摆动达到极限值还没有将力矩随时间的变化曲线的形态调整回来，结束调试，记录此时卡条的总摆动角度θ；

电脑分别计算所有调整过程的力矩偏差控制系数K(N)，N＝2,......,(k-2),(k-1)的数值,

所有K(N)的范围就是力矩偏差控制系数的范围；

b、通过公式

N＝2.....(k-1)计算选出K(N)值中与对应的F(N)值偏差最小的K(N)值，即计算min{|K(N)-F(N)|},N＝2....(k-1)，对应获得的K(N)就是最优值。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

本申请不需要更换现有的熔化设备，只需要在原有的坩埚基础上配套设计相应的均匀化处理装置即可，均匀化处理阶段开启使用本处理装置即可解决问题；不额外占有场地等资源；可有效消除铝合金大容量熔体均匀化处理时坩埚突然大幅度剧烈晃动。

本申请的处理装置安装、拆卸方便，可固定在电机支架上，也可固定在坩埚边缘，可冷态和热态装拆，各个组成部分之间间通用性强，并且互换好，可以组合使用，可使用数量多，可以回收使用，提高了设备的利用率和使用成本。

附图说明

图1为本申请的均匀化处理装置的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，一种铝合金大容量熔体均匀化处理装置，它包括支架9、卡条1、搅拌装置、力矩测定装置2、控制系统5、数据传输系统6及计算机10，其中所述支架9固定安装在坩埚7顶端，搅拌装置包括搅拌主体4及用于控制搅拌主体4动作的电机8，所述搅拌主体4竖向布置且转动安装在支架9上，数据传输系统6分别与计算机10、电机8、力矩测定装置2及控制系统5连接，所述控制系统5固定安装在支架9上且所述力矩测定装置2固装在控制系统5上，所述卡条1竖向布置在坩埚7内且其上部同时与力矩测定装置2及控制系统5固定连接。

所述控制系统5为智能控制系统5，卡条1的上端部与控制系统5的输出端固接，使得可以通过控制系统5控制卡条1的被动摆动。搅拌装置中的电机8为智能电机8。

控制系统5与支架9之间以及支架9与坩埚7之间均优选通过具有紧固功能的定位销3连接。还可以为任何能够实现其连接的结构。

数据传输系统6分别与计算机10、电机8、力矩测定装置2及控制系统5之间采用有线方式连接。

本申请所采用的搅拌装置、力矩测定装置2、控制系统5及数据传输系统6均为现有技术，此处不再赘述。

卡条1与控制系统5及卡条1与力矩测定装置2之间均可通过螺栓固接。

所述力矩测定装置2即为力矩检测装置。

本申请不需要更换现有的熔化设备，只需要在原有的坩埚7基础上配套设计相应的均匀化处理装置即可，均匀化处理阶段开启使用本处理装置即可解决问题；不额外占有场地等资源；可有效消除铝合金大容量熔体均匀化处理时坩埚7突然大幅度剧烈晃动。

本申请的处理装置安装、拆卸方便，可固定在电机8支架9上，也可固定在坩埚7边缘，可冷态和热态装拆，各个组成部分之间间通用性强，并且互换好，可以组合使用，可使用数量多，可以回收使用，提高了设备的利用率和使用成本。

本申请操作过程能够实现完全智能化，获得的数据可供AI自主学习使用，为后续工艺优化提供实际数据支撑，提升了熔体处理过程的工艺灵活性。

卡条1浸入液面下的深度超过搅拌主体4浸入液面下的深度。即卡条1底端至坩埚7底端之间的距离小于搅拌主体4底端至坩埚7底端之间的距离。如此设计，充分发挥卡条对熔体流动的调节效果。

卡条1与搅拌主体4之间的最短距离大于卡条1摆动的最大幅度的2倍长度。如此设计，既可防止卡条1与搅拌主体4之间干涉，又可以最大限度发挥卡条1对熔体流动的调节效果。

所述卡条1为分体式结构，其包括首尾固接的第一杆状结构和第二杆状结构，其中所述第一杆状结构为金属材质，第二杆状结构为石墨或氮化硼陶瓷材质。第一杆状结构主要起连接作用，优选为刚度较大的金属材质，其始终位于液面以上。第一杆状结构与第二杆状结构之间可以通过螺栓固接。

第二杆状结构的断面结构为等腰三角形结构。如此设计，可以最大限度发挥卡条1对熔体流动的调节效果。

控制系统5与支架9之间以及支架9与坩埚7之间均通过螺母紧固式定位销3固定连接。

所述搅拌主体4与所述支架9之间安装有轴承。便于搅拌主体4的旋转。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，一种使用上述均匀化处理装置的处理方法，它包括如下步骤：

步骤一、设计：

按照坩埚7直径和所熔化熔体的容量确定搅拌装置的数量，再依据此数量确定卡条1、力矩测定装置2、控制系统5及数据传输系统6的数量，每个搅拌装置均配备一个卡条1、一个力矩测定装置2、一个控制系统5及一个数据传输系统6。搅拌装置的数量根据经验确定，如坩埚7直径过大和(或)所熔化熔体容量过多，则可以选择较多的搅拌装置，反之可以适当减少搅拌装置的数量。

步骤二、组装：

a、先将卡条1同时与控制系统5及力矩测定装置2固定连接，然后将力矩测定装置2固定安装在控制系统5上，再将控制系统5固定安装在支架9上，然后将控制系统5、力矩测定装置2分别与数据传输系统6连接；控制系统5与数据传输系统6之间通过RS-485数据接口连接。力矩测定装置2与数据传输系统6之间通过数据线连接。

b、将搅拌装置安装到支架9上，再通过数据线将数据传输系统6与电机8及计算机10分别连接；搅拌装置在支架9上的安装位置预先设定好，优选为在支架9安装到坩埚7上后，搅拌装置是均布在坩埚7内的。将搅拌装置安装好后，要使搅拌主体4保持良好的可旋转状态。搅拌装置包括搅拌杆和固定在搅拌杆上的多个叶片，叶片的固定位置依据熔体处理的容量确定，具体可根据经验确定。

c、将组装好的均匀化处理装置用天车吊至坩埚7上方，逐渐将搅拌主体4和浸入坩埚7内的铝合金熔体中，直到将支架9固定安装在坩埚7顶端的法兰上，此时卡条1浸入液面下的深度超过搅拌主体4浸入液面下的深度；

步骤三、归零：

接通计算机10电源，通过计算机10软件逐台开启各电机8(该软件可以为本领域技术人员自行设计的软件，也可以直接采用各装置上自带的软件)，并将各电机8的转速及功率调至最小值，保证各电机8能匀速转运并稳定1min，然后依次将力矩测定装置2及控制系统5的数值归零，再设置卡条1的摆动极限数值，保证卡条1与搅拌主体4之间的最短距离大于卡条1摆动的最大幅度的2倍长度，电机8的启动及各装置及系统的归零操作，可以在计算机10上统一操作，也可以分别在各装置及系统上单独操作；

步骤四、搅拌：

启动搅拌调试，控制电机8逐渐加速，当液面出现明显晃动时，通过计算机10自动处理，记录下此时状态信息，包括各电机8的功率、转速、各卡条1的力矩数值和摆动的空间状态，并设置此时力矩偏差数值作为本次熔化的限定值，然后计算机10通过计算得出力矩偏差控制系数范围，并自动选择最优值，随后，计算机10根据该最优值控制各电机8的转速逐渐减小，并自动调整各卡条1摆动状态，同时记录卡条1的摆状态及各电机8的转速，使各电机8和各卡条1保持最佳工作匹配状态，进而保证搅拌过程中不会出现坩埚7突然大幅度晃动的情况；卡条1在搅拌初期为被动摆动状态，在确定了力矩偏差控制系数最优值后，电机8控制搅拌主体4的转速，控制系统5控制卡条1的摆动范围，此时，卡条1呈主动摆动状态。此步骤中，在计算机10得出力矩偏差控制系数范围后，人为干预选择最优值并录入计算机10，随后，计算机10根据该最优值控制各电机8的转速。此为力矩偏差控制系统5最优值的第二种选择方式。

步骤五、数据存储：

当步骤四中的搅拌工序结束后，操作计算机10结束搅拌工序并存储数据文件至计算机10中的相应位置，关闭计算机10；

步骤六、整理：

将支架9与坩埚7分离，断开数据传输系统6与计算机10的连接，通过天车吊起均匀化处理装置，移到安全的地方冷却，完全冷却后，清理搅拌主体4上带出的铝合金皮，然后将均匀化处理装置各部分结构拆卸后入库存放。

力矩偏差控制系数的选择方法，它包括范围的选择及最优值的选择，具体为：

a、力矩偏差控制系数范围的获得：力矩归零后，每个力矩测定装置2通过卡条1测得的是该位置附近的电机8产生的力矩影响，此时测得的力矩随时间的变化曲线是近似于平滑的上升曲线，当电机8逐渐加速后其他电机8的影响传递过来时测得的力矩随时间的变化曲线会出现不光滑的抖动现象，变成一条不平滑的(毛糙的)上升曲线，计算机10记录曲线上抖动现象开始时间对应的力矩数值M1；当电机8继续逐渐加速时，多个搅拌主体4一起工作，各个搅拌主体4周围熔体状态叠加，熔体的状态会对卡条1形成有规律的影响，此时测得的力矩随时间的变化曲线会出现类三角函数的周期性上下变动(不再是毛糙的上升曲线)，一旦曲线上出现两个相邻的波动周期时，电脑记录下此次波动阶段第一个波动开始时的力矩值波峰值M(2)_max、力矩波谷M(2)_min，此时电脑调整控制系统5，通过控制系统5来调整卡条1的摆动角度逐渐增加，使波峰值M(2)_max、力矩波谷M(2)_min的数值逐渐接近，直到力矩随时间的变化曲线变为毛糙的上升曲线，记录此时的卡条1的摆动角度增加值θ(2)，此时的力矩值M(2)；继续增加电机8转速，力矩随时间的变化曲线上会再次出现类三角函数的周期性上下变动现象，记录这一段第一个波动的力矩值波峰值M(3)_max、力矩波谷M(3)_min，此时电脑再次调整控制系统5，通过控制系统5来调整卡条1的摆动角度增加，当出现力矩随时间的变化曲线变为毛糙的上升曲线时，记录此时的卡条1的摆动角度增加值θ(3)和此时的力矩值M(3)，然后继续增加电机8转速重复前述步骤，获得M(k-1)_max、力矩波谷M(k-1)_min，M(k-1)和θ(k-1)；直到第k次调整，卡条1的摆动达到极限值还没有将力矩随时间的变化曲线的形态调整回来，结束调试，记录此时卡条1的总摆动角度θ；

电脑分别计算所有调整过程的力矩偏差控制系数K(N)，N＝2,......,(k-2),(k-1)的数值,

所有K(N)的范围就是力矩偏差控制系数的范围；

b、通过公式

N＝2.....(k-1)计算选出K(N)值中与对应的F(N)值偏差最小的K(N)值，即计算min{|K(N)-F(N)|},N＝2....(k-1)，对应获得的K(N)就是最优值。如果同时有多个N满足条件，选K(N)值最大的，如果K(N)值最大的还有多个选择，选取其中N最小的作为最优值。矩偏差控制系数的范围为0.5-0.9。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，步骤一中熔化铝合金为3.5吨，坩埚直径选用1.4m，搅拌装置的数量为四个，对应的卡条、力矩测定装置、控制系统及数据传输系统的数量均为四个；步骤二中搅拌主体底端浸入熔体深度为0.8m；步骤三中卡条的摆动极限数值为50mm；步骤四中力矩偏差控制系数最优值为0.75。其它步骤与具体实施方式二相同。本具体实施方式中所述的方法熔化3.5吨ZL205A合金，搅拌效果完全满足熔化要求，合金均匀性提高5％，搅拌过程中未出现坩埚突然大幅度晃动情况。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，步骤一中熔化铝合金为2.5吨，坩埚直径选用1.0m，搅拌装置的数量为三个，对应的卡条、力矩测定装置、控制系统及数据传输系统的数量均为三个；步骤二中搅拌主体底端浸入熔体深度为1m；步骤三中卡条的摆动极限数值为50mm；步骤四中力矩偏差控制系数最优值为0.5。其它步骤与具体实施方式二相同。本具体实施方式中所述的方法熔化2.5吨ZL201合金，搅拌效果完全满足熔化要求，合金均匀性提高6％，搅拌过程中未出现坩埚突然大幅度晃动情况。

具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，步骤一中熔化铝合金为5.5吨，坩埚直径选用1.6m，搅拌装置的数量为四个，对应的卡条、力矩测定装置、控制系统及数据传输系统的数量均为四个；步骤二中搅拌主体底端浸入熔体深度为1.0m；步骤三中卡条的摆动极限数值为60mm；步骤四中力矩偏差控制系数最优值为0.9。其它步骤与具体实施方式二相同。本具体实施方式中所述的方法熔化5.5吨ZL205A合金，搅拌效果完全满足熔化要求，合金均匀性提高8％，搅拌过程中未出现坩埚突然大幅度晃动情况。

Claims (10)

1.一种铝合金大容量熔体均匀化处理装置，其特征在于：它包括支架(9)、卡条(1)、搅拌装置、力矩测定装置(2)、控制系统(5)、数据传输系统(6)及计算机(10)，其中所述支架(9)固定安装在坩埚(7)顶端，搅拌装置包括搅拌主体(4)及用于控制搅拌主体(4)动作的电机(8)，所述搅拌主体(4)竖向布置且转动安装在支架(9)上，数据传输系统(6)分别与计算机(10)、电机(8)、力矩测定装置(2)及控制系统(5)连接，所述控制系统(5)固定安装在支架(9)上且所述力矩测定装置(2)固装在控制系统(5)上，所述卡条(1)竖向布置在坩埚(7)内且其上部同时与力矩测定装置(2)及控制系统(5)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金大容量熔体均匀化处理装置，其特征在于：卡条(1)浸入液面下的深度超过搅拌主体(4)浸入液面下的深度。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金大容量熔体均匀化处理装置，其特征在于：卡条(1)与搅拌主体(4)之间的最短距离大于卡条(1)摆动的最大幅度的2倍长度。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金大容量熔体均匀化处理装置，其特征在于：所述卡条(1)为分体式结构，其包括首尾固接的第一杆状结构和第二杆状结构，其中所述第一杆状结构为碳钢或合金钢材质，第二杆状结构为石墨或氮化硼陶瓷材质。

5.根据权利要求4所述的一种铝合金大容量熔体均匀化处理装置，其特征在于：第二杆状结构的断面结构为等腰三角形结构。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种铝合金大容量熔体均匀化处理装置，其特征在于：控制系统(5)与支架(9)之间以及支架(9)与坩埚(7)之间均通过螺母紧固式定位销(3)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种铝合金大容量熔体均匀化处理装置，其特征在于：所述搅拌主体(4)与所述支架(9)之间安装有轴承。

8.一种使用上述权利要求1～7中任一权利要求所述均匀化处理装置的处理方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤一、设计：

按照坩埚(7)直径和所熔化熔体的容量确定搅拌装置的数量，再依据此数量确定卡条(1)、力矩测定装置(2)、控制系统(5)及数据传输系统(6)的数量，

步骤二、组装：

a、先将卡条(1)同时与控制系统(5)及力矩测定装置(2)固定连接，然后将力矩测定装置(2)固定安装在控制系统(5)上，再将控制系统(5)固定安装在支架(9)上，然后将控制系统(5)、力矩测定装置(2)分别与数据传输系统(6)连接；

b、将搅拌装置安装到支架(9)上，再通过数据线将数据传输系统(6)与电机(8)及计算机(10)分别连接；

c、将组装好的均匀化处理装置用天车吊至坩埚(7)上方，逐渐将搅拌主体(4)浸入坩埚(7)内的铝合金熔体中，直到将支架(9)固定安装在坩埚(7)顶端的法兰上；

步骤三、归零：

接通计算机(10)电源，通过计算机(10)软件逐台开启各电机(8)，并将各电机(8)的转速及功率调至最小值，保证各电机(8)能匀速转运并稳定1min，然后依次将力矩测定装置(2)及控制系统(5)的数值归零，再设置卡条(1)的摆动极限数值，保证卡条(1)与搅拌主体(4)之间的最短距离大于卡条(1)摆动的最大幅度的2倍长度；

步骤四、搅拌：

启动搅拌调试，控制电机(8)逐渐加速，当液面出现明显晃动时，通过计算机(10)自动处理，记录下此时状态信息，包括各电机(8)的功率、转速、各卡条(1)的力矩数值和摆动的空间状态，并设置此时力矩偏差数值作为本次熔化的限定值，然后计算机(10)通过计算得出力矩偏差控制系数范围，并自动选择最优值，随后，计算机(10)根据该最优值控制各电机(8)的转速逐渐减小，并自动调整各卡条(1)摆动状态，同时记录卡条(1)的摆状态及各电机(8)的转速，使各电机(8)和各卡条(1)保持最佳工作匹配状态，进而保证搅拌过程中不会出现坩埚(7)突然大幅度晃动的情况；

步骤五、数据存储：

当步骤四中的搅拌工序结束后，操作计算机(10)结束搅拌工序并存储数据文件至计算机(10)中的相应位置，关闭计算机(10)；

步骤六、整理：

将支架(9)与坩埚(7)分离，断开数据传输系统(6)与计算机(10)的连接，通过天车吊起均匀化处理装置，移到安全的地方冷却，完全冷却后，清理搅拌主体(4)上带出的铝合金皮，然后将均匀化处理装置各部分结构拆卸后入库存放。

9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于：步骤四中，在计算机(10)得出力矩偏差控制系数范围后，人为干预选择最优值并录入计算机(10)，随后，计算机(10)根据该最优值控制各电机(8)的转速。

10.根据权利要求8或9所述的处理方法，其特征在于：力矩偏差控制系数的选择方法，它包括范围的选择及最优值的选择，具体为：

a、力矩偏差控制系数范围的获得：力矩归零后，每个力矩测定装置(2)通过卡条(1)测得的是该位置附近的电机(8)产生的力矩影响，此时测得的力矩随时间的变化曲线是近似于平滑的上升曲线，当电机(8)逐渐加速后其他电机(8)的影响传递过来时测得的力矩随时间的变化曲线会出现不光滑的抖动现象，变成一条不平滑的上升曲线，计算机(10)记录曲线上抖动现象开始时间对应的力矩数值M1；当电机(8)继续逐渐加速时，多个搅拌主体(4)一起工作，各个搅拌主体(4)周围熔体状态叠加，熔体的状态会对卡条(1)形成有规律的影响，此时测得的力矩随时间的变化曲线会出现类三角函数的周期性上下变动，一旦曲线上出现两个相邻的波动周期时，电脑记录下此次波动阶段第一个波动开始时的力矩值波峰值M(2)_max、力矩波谷M(2)_min，此时电脑调整控制系统(5)，通过控制系统(5)来调整卡条(1)的摆动角度逐渐增加，使波峰值M(2)_max、力矩波谷M(2)_min的数值逐渐接近，直到力矩随时间的变化曲线变为毛糙的上升曲线，记录此时的卡条(1)的摆动角度增加值θ(2)，此时的力矩值M(2)；继续增加电机(8)转速，力矩随时间的变化曲线上会再次出现类三角函数的周期性上下变动现象，记录这一段第一个波动的力矩值波峰值M(3)_max、力矩波谷M(3)_min，此时电脑再次调整控制系统(5)，通过控制系统(5)来调整卡条(1)的摆动角度增加，当出现力矩随时间的变化曲线变为毛糙的上升曲线时，记录此时的卡条(1)的摆动角度增加值θ(3)和此时的力矩值M(3)，然后继续增加电机(8)转速重复前述步骤，获得M(k-1)_max、力矩波谷M(k-1)_min，M(k-1)和θ(k-1)；直到第k次调整，卡条(1)的摆动达到极限值还没有将力矩随时间的变化曲线的形态调整回来，结束调试，记录此时卡条(1)的总摆动角度θ；

电脑分别计算所有调整过程的力矩偏差控制系数K(N)，N＝2,......,(k-2),(k-1)的数值,

所有K(N)的范围就是力矩偏差控制系数的范围；

b、通过公式

计算选出K(N)值中与对应的F(N)值偏差最小的K(N)值，即计算min{|K(N)-F(N)|},N＝2....(k-1)，对应获得的K(N)就是最优值。

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