CN113345533A - 一种用于金属熔炼的集成式配料加料方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属熔炼领域，公开了一种用于金属熔炼的集成式配料加料方法和系统。方法包括，存储标准合金钢所含元素种类和各元素含量；测定熔炼炉中当前钢水各元素含量；将当前钢水各元素含量与预设数据库中该钢种所含各元素标准含量进行匹配分析，在钢水各元素含量偏离正常范围时自动计算出二次配料所需元素的种类和质量，并转移至熔炼炉内参与冶炼。本发明在企业现有硬件设备的条件下，通过数据库、企业生产管理系统和智能电子秤的集成管理使用，实现了熔炼炉钢水成分预警与精确配料加料，在确保铸造过程的精确性和高效性的同时，对企业来说几乎未增加生产成本，有助于铸造企业向智能化、信息化企业转型，适合所有的合金冶炼应用场景，实用性强。
Description
技术领域
本发明属于金属熔炼技术领域，更具体地，涉及一种用于金属熔炼的集成式配料加料方法和系统。
背景技术
近年来，我国在铸造行业发展、技术创新等方面虽然取得了一定的成果，但是在节能环保措施上与世界上的先进水平国家相比，仍然有较大的差距。主要表现在行业的产业结构不合理，高端设备制造业与生产性服务业发展落后，部分行业的产能过剩矛盾凸显出来，行业发展面临资源、能源和环境多方面的压力。
在各种铸造生产过程中，金属熔炼工艺的能源消耗占整个生产能耗的60％以上，是能量消耗最高的工艺，由此可以看出，降低生产成本，促进铸造企业节能减排是行业未来发展的趋势。对于在制造装备工程中具有重要作用的铸造行业，发展“智能化、信息化、高效化”铸造产业是进行科技创新能力提升、产业更新转型、核心竞争力快速增加的关键步骤。
目前中国国内大部分铸造企业所采用的二次炉料配比计算都是通过手工计算和经验算法为主。采用这类方法存在着计算精度和效率低、对配比人员的经验程度要求高、生成的配比结果有差异性等缺点。再者，手工计算后的结果交到炉台操作工手中后，缺乏有效的监督，这个加料过程存在人为改动的可能，容易产生加错配料种类和配料质量的错误，给铸造企业造成巨大损失。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于金属熔炼的集成式配料加料方法和系统，其目的在于实现熔炼炉钢水成分预警与精确配料加料，促进铸造企业向智能化、信息化企业转型。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于金属熔炼的集成式配料加料方法，包括：
S1.预设数据库，存储标准合金钢所含元素种类和各元素具体含量；
S2.测定熔炼炉中当前钢水各元素含量；
S3.将当前钢水各元素含量与预设数据库中该钢种所含各元素标准含量进行匹配分析，在钢水各元素含量偏离正常范围时自动计算出二次配料所需元素的种类和质量；
S4.将计算出的二次配料转移至熔炼炉内参与冶炼。
进一步地，标准合金钢所含元素种类和各元素具体含量根据用户需求确定。
进一步地，步骤S2具体为，取出熔炼炉中的钢水，冷却后测定其中各元素含量。
进一步地，钢水中测定含量的元素种类为标准合金钢所含元素种类。
优选地，利用光谱分析法测定钢水各元素含量。
按照本发明的另一方面提供了一种用于金属熔炼的集成式配料加料系统，包括：数据库、企业生产管理系统、智能电子秤和配料转移模块；
数据库，用于存储标准合金钢所含元素种类和各元素具体含量；
光谱分析模块，用于测定熔炼炉中当前钢水各元素含量；
企业生产管理系统，用于将当前钢水各元素含量与数据库中该钢种所含各元素标准含量进行匹配分析，在钢水各元素含量偏离正常范围时自动计算出二次配料所需元素的种类和质量；
电子秤，用于接收企业生产管理系统的计算结果，并按照二次配料所需元素的种类和质量，提供达标的二次配料；
配料转移模块，用于将达标的二次配料转移至熔炼炉内参与冶炼。
优选地，利用光谱分析法测定钢水各元素含量。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果。
本发明方法在企业现有硬件设备的条件下，通过数据库、企业生产管理系统和智能电子秤的集成管理使用，实现了熔炼炉钢水成分预警与精确配料加料，在确保铸造过程的精确性和高效性的同时，对企业来说几乎未增加生产成本，有助于铸造企业向智能化、信息化企业转型，适合所有的合金冶炼应用场景，实用性强。
附图说明
图1是按照本发明的优选实例所构建的用于金属熔炼的集成式配料加料示意图。
图2是按照本发明的优选实例所构建的用于金属熔炼的集成式配料加料效果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供一种用于金属熔炼的集成式配料加料方法，具体流程参考图1，包括以下步骤：
S1.预设数据库，存储标准合金钢所含元素种类和各元素具体含量；
具体地，具体实施时，步骤S1包括：
数据库准备：炉前以及用于光谱分析的PC机上设置数据源连接至服务器端的远程数据库SQL Server，然后设置数据源名称，选取连接远程数据库的驱动，选择用于存储数据的数据库名；
远程数据存储表创建：在远程数据库SQL Server中的指定数据库名下创建新表存储现场所需的成品合金标准元素含量范围和配料所含具体元素含量等相关信息，以及现场光谱分析仪测试所得的数据；
S2.测定熔炼炉中当前钢水各元素含量；
具体地，取出熔炼炉中的钢水，冷却后利用光谱分析法测定其中各元素含量并将其储存于数据库中；
S3.将当前钢水各元素含量与预设数据库中该钢种所含各元素标准含量进行匹配分析，在钢水各元素含量偏离正常范围时自动计算出二次配料所需元素的种类和质量；
具体地，与数据库中该钢种所含各元素含量进行自动匹配分析，若钢水中存在元素含量不在标准范围内，则根据原材料库中的配料元素含量信息自动计算所需添加的种类与质量；
S4.将计算出的二次配料转移至熔炼炉内参与冶炼。
与上述方法相对应地，参考图2，本发明还提供了一种用于金属熔炼的集成式配料加料系统，通过数据库、企业生产管理系统和智能电子秤的结合使用实现了熔炼炉钢水成分预警与配料加料；该系统具体包括：数据库、企业生产管理系统和智能电子秤和配料转移模块；数据库，用于存储标准合金钢所含元素种类和各元素具体含量；光谱分析模块，用于测定熔炼炉中当前钢水各元素含量；企业生产管理系统，用于将当前钢水各元素含量与数据库中该钢种所含各元素标准含量进行匹配分析，在钢水各元素含量偏离正常范围时自动计算出二次配料所需元素的种类和质量；电子秤，用于接收企业生产管理系统的计算结果，并按照二次配料所需元素的种类和质量，提供达标的二次配料，具体地，依次在电子秤的交互界面选择需要添加的配料种类后，向其托盘内添加该种类的配料，当达到所需质量时，交互界面提示配料质量达标；配料转移模块，用于将达标的二次配料转移至熔炼炉内参与冶炼。
本发明提供的系统通过企业生产管理系统将光谱分析、成分预警、自动计算配料质量以及将配料质量智能地在电子秤上显示，为智能制造以及保护企业机密提供了有效措施，确保了铸造过程的精确性和高效性，对于铸造企业向智能化、信息化企业转型意义重大。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于金属熔炼的集成式配料加料方法，其特征在于，包括：
S1.预设数据库，存储标准合金钢所含元素种类和各元素具体含量；
S2.测定熔炼炉中当前钢水各元素含量；
S3.将当前钢水各元素含量与预设数据库中该钢种所含各元素标准含量进行匹配分析，在钢水各元素含量偏离正常范围时自动计算出二次配料所需元素的种类和质量；
S4.将计算出的二次配料转移至熔炼炉内参与冶炼。
2.根据权利要求1所述的一种用于金属熔炼的集成式配料加料方法，其特征在于，标准合金钢所含元素种类和各元素具体含量根据用户需求确定。
3.根据权利要求2所述的一种用于金属熔炼的集成式配料加料方法，其特征在于，步骤S2具体为，取出熔炼炉中的钢水，冷却后测定其中各元素含量。
4.根据权利要求3所述的一种用于金属熔炼的集成式配料加料方法，其特征在于，钢水中测定含量的元素种类为标准合金钢所含元素种类。
5.根据权利要求4所述的一种用于金属熔炼的集成式配料加料方法，其特征在于，利用光谱分析法测定钢水各元素含量。
6.一种用于金属熔炼的集成式配料加料系统，其特征在于，包括：数据库、企业生产管理系统、智能电子秤和配料转移模块；
数据库，用于存储标准合金钢所含元素种类和各元素具体含量；
光谱分析模块，用于测定熔炼炉中当前钢水各元素含量；
企业生产管理系统，用于将当前钢水各元素含量与数据库中该钢种所含各元素标准含量进行匹配分析，在钢水各元素含量偏离正常范围时自动计算出二次配料所需元素的种类和质量；
电子秤，用于接收企业生产管理系统的计算结果，并按照二次配料所需元素的种类和质量，提供达标的二次配料；
配料转移模块，用于将达标的二次配料转移至熔炼炉内参与冶炼。
7.根据权利要求6所述的一种用于金属熔炼的集成式配料加料系统，其特征在于，利用光谱分析法测定钢水各元素含量。
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