CN117452866B - 一种铝合金精炼动态智能控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝合金精炼动态智能控制方法，通过监测转运包中铝合金熔体的氢含量，并根据该氢含量通入对应流量的化学性质不活泼气体，直至铝合金熔体中的氢含量稳定且<0.12ml/100g。其中，根据氢含量通入对应流量的化学性质不活泼气体，包括步骤：当氢含量≥0.3ml/100g时，流量为40~60L/min；当0.2ml/100g≤氢含量<0.3ml/100g时，流量为30~40L/min；当0.12ml/100g≤氢含量<0.2ml/100g时，流量为20~30L/min；当氢含量<0.12ml/100g时，流量为8~20L/min，至氢含量稳定。该方法提高了铝合金熔体品质稳定性，还起到了节能降耗的作用。
Description
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动态智能控制方法。
背景技术
铝合金由固态转变为液态后，其熔体表面与大气接触，一方面，会被大气中的氧气氧化而形成多种氧化物，如Al2O3、MgO、MgAl2O4、SiO2或其它多组元复杂氧化物，随着熔体保持时间的延长，氧化过程不断进行，形成的氧化物进入熔体中，熔体凝固时会遗传到铸件中表现为夹渣缺陷。另一方面，熔体表面的氧化物会吸附空气中的水蒸气并与铝合金熔体反应生成氧化物和氢（2Al+3H2O→Al2O3+6H），这些氢原子易于溶解在铝合金熔体中，最后在铸造过程中氢原子析出产生的氢气被保留在铸件中，形成气孔、气缩孔、针孔等孔类缺陷。
上述两类缺陷显著损害了铸件的力学性能和使役性能，甚至会使铸件直接报废。因此，铝合金熔体必须经过精炼处理才能进行后续的成型。现有技术中，当铝合金熔体从熔化炉中倒入转运包后进行精炼处理，但仍存在获得的精炼后熔体品质稳定性差的问题，难以避免不合格精炼后熔体重复精炼，甚至流转到铸造工序，导致铸件品质不稳定甚至报废的情况。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种铝合金精炼动态智能控制方法，旨在解决现有技术在转运包中精炼处理后存在精炼后熔体不稳定等问题。
为实现上述目的，本发明提供一种铝合金精炼动态智能控制方法，监测转运包中铝合金熔体的氢含量，根据所述氢含量通入对应流量的化学性质不活泼气体，直至所述铝合金熔体中的氢含量稳定且<0.12ml/100g。
其中，根据所述氢含量通入对应流量的化学性质不活泼气体，包括步骤：
当所述氢含量≥0.3ml/100g时，所述化学性质不活泼气体的流量为40~60L/min。
当0.2ml/100g≤所述氢含量<0.3ml/100g时，所述化学性质不活泼气体的流量为30~40L/min。
当0.12ml/100g≤所述氢含量<0.2ml/100g时，所述化学性质不活泼气体的流量为20~30L/min。
当所述氢含量<0.12ml/100g时，所述化学性质不活泼气体的流量为8~20L/min，至所述铝合金熔体中的氢含量稳定。
进一步地，所述化学性质不活泼气体的流量为8~20L/min时的通气时长为0.5~2min。
进一步地，所述氢含量稳定步骤之后还包括向所述铝合金熔体表面撒占所述铝合金熔体质量0.025~0.1%的除渣剂，搅拌反应并扒出表面浮渣。
进一步地，所述化学性质不活泼气体包括惰性气体和氮气。
进一步地，使用实时显示氢含量的测氢设备实时监测所述转运包中所述铝合金熔体的氢含量；使用精炼控制系统接收所述氢含量的监测数据以控制所述铝合金熔体精炼；其中，控制过程包括控制所述化学性质不活泼气体的流量。
进一步地，所述实时显示氢含量的测氢设备的探测端在精炼过程中一直插入所述铝合金熔体中；所述探测端的插入深度为所述铝合金熔体的液面下9~12cm。
进一步地，所述精炼方式包括旋转式或底部透气式。
进一步地，当所述氢含量≥0.3ml/100g时，所述化学性质不活泼气体的流量为50~60L/min。
进一步地，所述转运包中所述铝合金熔体的初始温度为740~760℃。
本发明达到的有益效果：
本发明提供的铝合金精炼动态智能控制方法，通过监测转运包中铝合金熔体的氢含量，并根据该氢含量通入对应流量的化学性质不活泼气体，直至铝合金熔体中的氢含量稳定且<0.12ml/100g。该控制方法实现了铝合金熔体高效除气除渣，使铝合金熔体品质稳定性提高；避免了精炼时间不足引起的熔体品质不合格，重复精炼或者返回熔炉，或者造成铸件品质降低，甚至报废的情况出现。
该铝合金精炼动态智能控制方法还避免了精炼时间过长造成的化学性质不活泼气体浪费和熔体温度的急剧下降；减少精炼过程中化学性质不活泼气体的用量和铝合金熔体温度损失，起到节能降耗的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的铝合金精炼动态智能控制方法的一可选实施例的流程示意图；
图2为本发明的实施例1和对比例1的精炼后熔体铸造出的铸件的X光检测对比图；其中，（a）为实施例1的精炼后熔体铸造出的铸件的X光检测图，（b）为对比例1的精炼后熔体铸造出的铸件的X光检测图；箭头指向处为该铸件的孔洞类缺陷；
图3为本发明的实施例2和对比例2的精炼后熔体铸造出的铸件的X光检测对比图；其中，（a）为实施例2的精炼后熔体铸造出的铸件的X光检测图，（b）为对比例2的精炼后熔体铸造出的铸件的X光检测图；箭头指向处为该铸件的孔洞类缺陷；
图4为本发明的实施例3和对比例3的精炼后熔体铸造出的铸件的X光检测对比图；其中，（a）为实施例3的精炼后熔体铸造出的铸件的X光检测图，（b）为对比例3的精炼后熔体铸造出的铸件的X光检测图；箭头指向处为该铸件的孔洞类缺陷；
图5为本发明的对比例4的精炼后熔体铸造出的铸件的X光检测图；箭头指向处为该铸件的孔洞类缺陷；
图6为本发明的对比例5的精炼后熔体铸造出的铸件的X光检测图；箭头指向处为该铸件的孔洞类缺陷；
图7为本发明的对比例6的精炼后熔体铸造出的铸件的X光检测图；箭头指向处为该铸件的孔洞类缺陷；
图8为本发明的实施例4的精炼后熔体铸造出的铸件的X光检测图；
图9为本发明的实施例5的精炼后熔体铸造出的铸件的X光检测图。
附图标号说明：
1、探测端；2、铝合金熔体；3、转运包；4、化学性质不活泼气体。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件。下列实施例中所需要的材料或试剂，如无特殊说明均为市场购得。
为了解决现有技术在转运包3中精炼处理后存在精炼后熔体不稳定等问题，本发明提供一种铝合金精炼动态智能控制方法，监测转运包3中铝合金熔体2的氢含量，根据氢含量通入对应流量的化学性质不活泼气体4，直至铝合金熔体2中的氢含量稳定且<0.12ml/100g。
具体地，在一可选的实施例中，当铝合金熔体2从熔化炉中倒入转运包3后，可以使用实时显示氢含量的测氢设备实时监测转运包3中铝合金熔体2的氢含量，并传送氢含量的监测数据至精炼控制系统以控制铝合金熔体2精炼。
在另一可选的实施例中，可以适用氢含量的检测设备定时测量转运包3中铝合金熔体2的氢含量。优选的，可以每60s测定一次氢含量。
根据铝合金熔体2除气除渣原理，化学性质不活泼气体4的气泡中氢的分压为零，气泡与铝合金熔体2接触界面存在氢的分压差，使溶于铝合金熔体2中的氢不断的被吸附到气泡中，当气泡浮出液面时，熔体中的氢进入大气中。另外，化学性质不活泼气体4的气泡从铝合金熔体2底部向上浮游，夹杂物可以被吸附在气泡上，随着气泡上游到铝合金熔体2表面上即可被清除。
其中，根据氢含量通入对应流量的化学性质不活泼气体4，包括步骤：
当氢含量≥0.3ml/100g时，化学性质不活泼气体4的流量为40~60L/min。具体地，当化学性质不活泼气体4的流量为40~60L/min时，可以获得尺寸较大的气泡，根据浮游动力学原理，气泡尺寸越大，上浮速度越大，浮出液面的终速度越大使得铝合金熔体2中大部分氢能够快速去除。
当0.2ml/100g≤氢含量<0.3ml/100g时，化学性质不活泼气体4的流量为30~40L/min。具体地，当化学性质不活泼气体4的流量为30~40L/min时，可以获得尺寸较小的气泡，减少化学性质不活泼气体4上浮造成的铝合金熔体2表面剧烈翻滚。在该化学性质不活泼气体4的流量时，不仅能够降低铝合金熔体2表面的二次氧化，还能够减少表面氧化膜卷入铝合金熔体2内部。
当0.12ml/100g≤氢含量<0.2ml/100g时，化学性质不活泼气体4的流量为20~30L/min。具体地，当化学性质不活泼气体4的流量为20~30L/min时，可以阻碍铝合金熔体2表面发生翻滚，同时可以将上一阶段卷入的氧化膜或者夹杂物带到铝合金熔体2表面，便于除渣工序。
当氢含量<0.12ml/100g时，化学性质不活泼气体4的流量为8~20L/min，至铝合金熔体2中的氢含量稳定。具体地，当化学性质不活泼气体4的流量为8~20L/min时，可以保证铝合金熔体2近表面残留的细小的夹杂物和氢更好的上浮到铝合金熔体2表面，从而获得品质好且稳定的精炼后熔体。
具体地，当铝合金熔体2从熔化炉中倒入转运包3后，先测量其中的初始氢含量。若初始氢含量≥0.3ml/100g，则依次进行上述各阶段的化学性质不活泼气体4的流量控制工序；若测定出的初始氢含量为0.2ml/100g≤氢含量<0.3ml/100g时，则可以跳过第一阶段的化学性质不活泼气体4的流量控制工序，直接开始第二阶段0.2ml/100g≤氢含量<0.3ml/100g时，控制化学性质不活泼气体4的流量为30~40L/min的流量控制工序，并依次进行后续第三阶段、第四阶段的化学性质不活泼气体4的流量控制工序，直至铝合金熔体2中的氢含量稳定；若初始氢含量为0.12ml/100g≤氢含量<0.2ml/100g，或氢含量<0.12ml/100g，均可类推跳过前面的流量控制工序，依次进行后续流量控制工序，直至铝合金熔体2中的氢含量稳定。
本发明提供的铝合金精炼动态智能控制方法，通过监测转运包3中铝合金熔体2的氢含量，并根据该氢含量通入对应流量的化学性质不活泼气体4，直至铝合金熔体2中的氢含量稳定且<0.12ml/100g。该控制方法实现了铝合金熔体2高效除气除渣，使铝合金熔体2品质稳定性提高；避免了精炼时间不足引起的熔体品质不合格，重复精炼或者返回熔炉，或者造成铸件品质降低，甚至报废的情况出现。还避免了精炼时间过长造成的化学性质不活泼气体4浪费和熔体温度的急剧下降；减少精炼过程中化学性质不活泼气体4的用量和铝合金熔体2温度损失，起到节能降耗的作用。
进一步地，化学性质不活泼气体4的流量为8~20L/min时的通气时长为0.5~2min。当化学性质不活泼气体4的流量为8~20L/min时的通气时长为0.5~2min时，可以基本实现铝合金熔体2中的氢含量达到稳定水平，保证铝合金熔体2中的残留的细小的夹杂物和氢更好的上浮到铝合金熔体2表面，从而获得品质好且稳定的精炼后熔体。
进一步地，氢含量稳定步骤之后还包括向铝合金熔体2表面撒占铝合金熔体2质量0.025~0.1%的除渣剂，搅拌反应并扒出表面浮渣。具体地，撒在表面的除渣剂可以与浮到铝合金熔体2表面的夹杂物反应成浮渣，方便去除。
进一步地，化学性质不活泼气体4包括惰性气体和氮气。具体地，实际工艺操作过程中优选为高纯氮气和/或高纯氩气。
进一步地，使用实时显示氢含量的测氢设备实时监测转运包3中铝合金熔体2的氢含量；使用精炼控制系统接收氢含量的监测数据以控制铝合金熔体2精炼；其中，控制过程包括控制化学性质不活泼气体4的流量。具体地，参照图1，通过实时显示氢含量的测氢设备监测到转运包3中铝合金熔体2的氢含量，并将监测到的氢含量数据传输至精炼控制系统；精炼控制系统根据接收到的氢含量数据选择合适的工艺参数控制铝合金熔体2精炼。
进一步地，实时显示氢含量的测氢设备的探测端1在精炼过程中一直插入铝合金熔体2中；探测端1的插入深度为铝合金熔体2的液面下9~12cm。具体地，探测端1插入铝合金熔体2的液面下约10cm处以准确监测到铝合金熔体2中的氢含量。
进一步地，精炼控制系统的精炼方式包括旋转式或底部透气式。
进一步地，当氢含量≥0.3ml/100g时，化学性质不活泼气体4的流量为50~60L/min。
进一步地，转运包3中铝合金熔体2的初始温度为740~760℃。具体地，当铝合金熔体2在熔化炉中熔化时的温度即为740~760℃，熔化完毕后立即倒入转运包3。
为对本发明作进一步的理解，现举例说明：
实施例
（1）以2000kgAlSi7Mg合金为母合金，其组成为：100%原生铝锭，在燃气熔化炉中熔化，熔化温度740~760℃，熔化完毕后倒入转运包3；
（2）步骤（1）完成后，将实时显示氢含量的测氢设备携带的氢含量探测器插入熔体液面以下约10cm的位置，开始测定转运包3中熔体的氢含量，此时显示的初始氢含量为0.27ml/100g；
（3）精炼系统读取到步骤（2）初始氢含量，自动判断出0.2ml/100g≤氢含量<0.3ml/100g，精炼系统采用转子除气方式（旋转式精炼）智能跳过第一阶段精炼；直接开启第二阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在40L/min，随着除气时间的延长，实时显示的氢含量缓慢下降，约2min后，氢含量下降到0.19ml/100g；
（4）精炼系统读取到步骤（3）测得的氢含量数据为0.12ml/100g≤氢含量<0.2ml/100g后，精炼系统采用转子除气方式开启第三阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在20L/min，随着除气时间的延长，实时显示的氢含量缓慢下降，约1min后，氢含量下降到0.10ml/100g；
（5）精炼系统读取到步骤（4）测得的氢含量数据为氢含量<0.12ml/100g后，精炼系统采用转子除气方式开启第四阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在10L/min，持续时间1min，氢含量稳定在0.09ml/100g。
（6）步骤（5）完成后，铝合金熔体2精炼完毕，表面撒1kg的除渣剂，搅拌均匀且反应完全后，扒出表面浮渣，利用K值法检测熔体含渣量（K值=断面上的渣点数/断面数，断面数量大于等于20个），测得K值为0。
其中，精炼后熔体铸造成铸件后，用X光检测，检测结果图2（a）所示。从图2（a）中可以看出熔体浇铸后铸件X光探伤未发现任何缺陷，铸件合格。
对比例1
相较于实施例1，仅不进行实施例1的步骤（2）~步骤（5）的操作。
即当铝合金熔体2熔化完毕后倒入转运包3，通过精炼系统采用转子除气方式（旋转式精炼）：通入高纯氮气的流量控制在30L/min，持续时间固定为12min。
铝合金熔体2精炼完毕，表面撒1千克的除渣剂，搅拌均匀且反应完全后，扒出表面浮渣，利用K值法检测熔体含渣量（K值=断面上的渣点数/断面数，断面数量大于等于20个），测得K值为0.1。测得最终氢含量为0.13ml/100g。
其中，将精炼后熔体铸造成铸件后，用X光检测，检测结果如图2（b）所示。从图2（b）中可以看出熔体浇铸后铸件X光探伤发现孔洞类缺陷（箭头指向处），铸件不合格。
实施例
（1）以2000kgAlSi7Mg合金为母合金，其组成为：80%原生铝锭和20%工厂内部废品，在燃气熔化炉中熔化，熔化温度740~760℃，熔化完毕后倒入转运包3；
（2）步骤（1）完成后，将实时显示氢含量的测氢设备携带的氢含量探测器插入熔体液面以下约10cm的位置，开始测定转运包3中熔体的氢含量，此时显示的初始氢含量为0.45ml/100g；
（3）精炼系统读取到步骤（2）初始氢含量，自动判断出氢含量≥0.3ml/100g，精炼系统采用转子除气方式（旋转式精炼）开启第一阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在50L/min，随着除气时间的延长，实时显示的氢含量急剧下降，约2min后，氢含量下降到0.29ml/100g；
（4）精炼系统读取到步骤（3）测得的氢含量数据为0.2ml/100g≤氢含量<0.3ml/100g后，精炼系统采用转子除气方式开启第二阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在40L/min，随着除气时间的延长，实时显示的氢含量缓慢下降，约2min后，氢含量下降到0.18ml/100g；
（5）精炼系统读取到步骤（4）测得的氢含量数据为0.12ml/100g≤氢含量<0.2ml/100g后，精炼系统采用转子除气方式开启第三阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在20L/min，随着除气时间的延长，实时显示的氢含量缓慢下降，约1min后，氢含量下降到0.11ml/100g；
（6）精炼系统读取到步骤（5）测得的氢含量数据为氢含量<0.12ml/100g后，精炼系统采用转子除气方式开启第四阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在10L/min，持续时间1min，氢含量稳定在0.10ml/100g。
（7）步骤（6）完成后，铝合金熔体2精炼完毕，表面撒1kg的除渣剂，搅拌均匀且反应完全后，扒出表面浮渣，利用K值法检测熔体含渣量（K值=断面上的渣点数/断面数，断面数量大于等于20个），测得K值为0。
其中，将精炼后熔体铸造成铸件后，用X光检测，检测结果如图3（a）所示。从图3（a）中可以看出熔体浇铸后铸件X光探伤未发现任何缺陷，铸件合格。
对比例2
相较于实施例2，仅不进行实施例2的步骤（2）~步骤（6）的操作。
即当铝合金熔体2熔化完毕后倒入转运包3，通过精炼系统采用转子除气方式（旋转式精炼）：通入高纯氮气的流量控制在30L/min，持续时间固定为12min。
铝合金熔体2精炼完毕，表面撒1千克的除渣剂，搅拌均匀且反应完全后，扒出表面浮渣，利用K值法检测熔体含渣量（K值=断面上的渣点数/断面数，断面数量大于等于20个），测得K值为0.1。测得最终氢含量为0.15ml/100g。
其中，将精炼后熔体铸造成铸件后，用X光检测，检测结果如图3（b）所示。从图3（b）中可以看出熔体浇铸后铸件X光探伤发现孔洞类缺陷（箭头指向处），铸件不合格。
实施例
（1）以2000kgAlSi7Mg合金为母合金，其组成为：50%原生铝锭、20%工厂自产废品、20%社会回收铝和10%的工厂自产铝屑，在燃气熔化炉中熔化，熔化温度740~760℃，熔化完毕后倒入转运包3；
（2）步骤（1）完成后，将实时显示氢含量的测氢设备携带的氢含量探测器插入熔体液面以下约10cm的位置，开始测定转运包3中熔体的氢含量，此时显示的初始氢含量为0.97ml/100g；
（3）精炼系统读取到步骤（2）初始氢含量，自动判断出氢含量≥0.3ml/100g，精炼系统采用转子除气方式（旋转式精炼）开启第一阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在60L/min，随着除气时间的延长，实时显示的氢含量急剧下降，约3min后，氢含量下降到0.28ml/100g；
（4）精炼系统读取到步骤（3）测得的氢含量数据为0.2ml/100g≤氢含量<0.3ml/100g后，精炼系统采用转子除气方式开启第二阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在40L/min，随着除气时间的延长，实时显示的氢含量缓慢下降，约2min后，氢含量下降到0.19ml/100g；
（5）精炼系统读取到步骤（4）测得的氢含量数据为0.12ml/100g≤氢含量<0.2ml/100g后，精炼系统采用转子除气方式开启第三阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在20L/min，随着除气时间的延长，实时显示的氢含量缓慢下降，约1min后，氢含量下降到0.11ml/100g；
（6）精炼系统读取到步骤（5）测得的氢含量数据为氢含量<0.12ml/100g后，精炼系统采用转子除气方式开启第四阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在10L/min，持续时间1min，氢含量稳定在0.10ml/100g。
（7）步骤（6）完成后，铝合金熔体2精炼完毕，表面撒1kg的除渣剂，搅拌均匀且反应完全后，扒出表面浮渣，利用K值法检测熔体含渣量（K值=断面上的渣点数/断面数，断面数量大于等于20个），测得K值为0.1。
其中，将精炼后熔体铸造成铸件后，用X光检测，检测结果如图4（a）所示。从图4（a）中可以看出熔体浇铸后铸件X光探伤未发现任何缺陷，铸件合格。
对比例3
相较于实施例3，仅不进行实施例3的步骤（2）~步骤（6）的操作。
即当铝合金熔体2熔化完毕后倒入转运包3，通过精炼系统采用转子除气方式（旋转式精炼）：通入高纯氮气的流量控制在30L/min，持续时间固定为12min。
铝合金熔体2精炼完毕，表面撒1千克的除渣剂，搅拌均匀且反应完全后，扒出表面浮渣，利用K值法检测熔体含渣量（K值=断面上的渣点数/断面数，断面数量大于等于20个），测得K值为0.4。测得最终氢含量为0.21ml/100g。
其中，将精炼后熔体铸造成铸件后，用X光检测，检测结果如图4（b）所示。从图4（b）中可以看出熔体浇铸后铸件X光探伤发现孔洞类缺陷（箭头指向处），铸件不合格。
分析例1
绘制实施例1~3、对比例1~3的实验结果对比表，其结果如表1所示。
表1 实施例1~3、对比例1~3的实验结果对比表
从表1中可以看出，实施例1~3与对比例1~3相比，采用了本发明提供的铝合金精炼动态智能控制方法获得的精炼后熔体的氢含量更低，气体用量更少，精炼时间更短，精炼过程中熔体温降更小（能耗少），综合效果有明显优势。
对比例4
相较于实施例3，仅不进行实施例3的步骤（3）~步骤（6）的操作。
即当铝合金熔体2熔化完毕后倒入转运包3，将实时显示氢含量的测氢设备携带的氢含量探测器插入熔体液面以下约10cm的位置，开始测定转运包3中熔体的氢含量，此时显示的初始氢含量为0.97ml/100g。
随即通入高纯氮气的流量控制在60L/min，通气时长为7min，最终氢含量为0.25ml/100g。
铝合金熔体2精炼完毕，表面撒1kg的除渣剂，搅拌均匀且反应完全后，扒出表面浮渣，利用K值法检测熔体含渣量（K值=断面上的渣点数/断面数，断面数量大于等于20个），测得K值为0.4。
其中，将精炼后熔体铸造成铸件后，用X光检测，检测结果如图5所示。从图5中可以看出熔体浇铸后铸件X光探伤发现孔洞类缺陷（箭头指向处），铸件不合格。
对比例5
相较于实施例3，仅不进行实施例3的步骤（4）~步骤（6）的操作。
即当铝合金熔体2熔化完毕后倒入转运包3，将实时显示氢含量的测氢设备携带的氢含量探测器插入熔体液面以下约10cm的位置，开始测定转运包3中熔体的氢含量，此时显示的初始氢含量为0.97ml/100g（氢含量≥0.3ml/100g）。
随即通入高纯氮气的流量控制在60L/min，通气时长为3min，此时氢含量下降至0.27ml/100g（0.2ml/100g≤氢含量<0.3ml/100g）；再将通入的高纯氮气的流量控制在40L/min，通气时长为4min。最终氢含量为0.18ml/100g。
铝合金熔体2精炼完毕，表面撒1kg的除渣剂，搅拌均匀且反应完全后，扒出表面浮渣，利用K值法检测熔体含渣量（K值=断面上的渣点数/断面数，断面数量大于等于20个），测得K值为0.3。
其中，将精炼后熔体铸造成铸件后，用X光检测，检测结果如图6所示。从图6中可以看出熔体浇铸后铸件X光探伤发现孔洞类缺陷（箭头指向处），铸件不合格。
对比例6
相较于实施例3，仅不进行实施例3的步骤（5）和步骤（6）的操作。
即当铝合金熔体2熔化完毕后倒入转运包3，将实时显示氢含量的测氢设备携带的氢含量探测器插入熔体液面以下约10cm的位置，开始测定转运包3中熔体的氢含量，此时显示的初始氢含量为0.97ml/100g（氢含量≥0.3ml/100g）。
随即通入高纯氮气的流量控制在60L/min，通气时长为3min，此时氢含量下降至0.27ml/100g（0.2ml/100g≤氢含量<0.3ml/100g）；再将通入的高纯氮气的流量控制在40L/min，通气时长为2min，此时氢含量下降至0.19ml/100g（0.12ml/100g≤氢含量<0.2ml/100g）；最后将通入的高纯氮气的流量控制在20L/min，通气时长为2min。最终氢含量为0.15ml/100g。
铝合金熔体2精炼完毕，表面撒1kg的除渣剂，搅拌均匀且反应完全后，扒出表面浮渣，利用K值法检测熔体含渣量（K值=断面上的渣点数/断面数，断面数量大于等于20个），测得K值为0.1。
其中，将精炼后熔体铸造成铸件后，用X光检测，检测结果如图7所示。从图7中可以看出熔体浇铸后铸件X光探伤发现孔洞类缺陷（箭头指向处），铸件不合格。
分析例2
绘制实施例3、对比例4~6的实验结果对比表，其结果如表2所示。
表2 实施例3、对比例4~6的实验结果对比表
从表2中可以看出，与实施例3相比，对比例4、5和6获得的精炼后熔体的渣含量和氢含量较高，用气量较多，温度损失较大，综合效果比实施例3较差。
实施例
（1）以2000kgAlSi7Mg合金为母合金，其组成为：80%原生铝锭、20%工厂自产废品，在燃气熔化炉中熔化，熔化温度740~760℃，熔化完毕后倒入转运包3；
（2）步骤（1）完成后，将实时显示氢含量的测氢设备携带的氢含量探测器插入熔体液面以下约10cm的位置，开始测定转运包3中熔体的氢含量，此时显示的初始氢含量为0.97ml/100g；
（3）精炼系统读取到步骤（2）初始氢含量，自动判断出氢含量≥0.3ml/100g，精炼系统采用转子除气方式（旋转式精炼）开启第一阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在40L/min，随着除气时间的延长，实时显示的氢含量急剧下降，约3min后，氢含量下降到0.28ml/100g；
（4）精炼系统读取到步骤（3）测得的氢含量数据为0.2ml/100g≤氢含量<0.3ml/100g后，精炼系统采用转子除气方式开启第二阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在30L/min，随着除气时间的延长，实时显示的氢含量缓慢下降，约2min后，氢含量下降到0.18ml/100g；
（5）精炼系统读取到步骤（4）测得的氢含量数据为0.12ml/100g≤氢含量<0.2ml/100g后，精炼系统采用转子除气方式开启第三阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在20L/min，随着除气时间的延长，实时显示的氢含量缓慢下降，约1min后，氢含量下降到0.11ml/100g；
（6）精炼系统读取到步骤（5）测得的氢含量数据为氢含量<0.12ml/100g后，精炼系统采用转子除气方式开启第四阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在8L/min，持续时间2min，氢含量稳定在0.10ml/100g。
（7）步骤（6）完成后，铝合金熔体2精炼完毕，表面撒1kg的除渣剂，搅拌均匀且反应完全后，扒出表面浮渣，利用K值法检测熔体含渣量（K值=断面上的渣点数/断面数，断面数量大于等于20个），测得K值为0.1。
其中，将精炼后熔体铸造成铸件后，用X光检测，检测结果如图8所示。从图8中可以看出熔体浇铸后铸件X光探伤未发现任何缺陷，铸件合格。
实施例
（1）以2000kgAlSi7Mg合金为母合金，其组成为：80%原生铝锭、20%工厂自产废品，在燃气熔化炉中熔化，熔化温度740~760℃，熔化完毕后倒入转运包3；
（2）步骤（1）完成后，将实时显示氢含量的测氢设备携带的氢含量探测器插入熔体液面以下约10cm的位置，开始测定转运包3中熔体的氢含量，此时显示的初始氢含量为0.97ml/100g；
（3）精炼系统读取到步骤（2）初始氢含量，自动判断出氢含量≥0.3ml/100g，精炼系统采用转子除气方式（旋转式精炼）开启第一阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在60L/min，随着除气时间的延长，实时显示的氢含量急剧下降，约3min后，氢含量下降到0.28ml/100g；
（4）精炼系统读取到步骤（3）测得的氢含量数据为0.2ml/100g≤氢含量<0.3ml/100g后，精炼系统采用转子除气方式开启第二阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在40L/min，随着除气时间的延长，实时显示的氢含量缓慢下降，约2min后，氢含量下降到0.19ml/100g；
（5）精炼系统读取到步骤（4）测得的氢含量数据为0.12ml/100g≤氢含量<0.2ml/100g后，精炼系统采用转子除气方式开启第三阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在30L/min，随着除气时间的延长，实时显示的氢含量缓慢下降，约1min后，氢含量下降到0.11ml/100g；
（6）精炼系统读取到步骤（5）测得的氢含量数据为氢含量<0.12ml/100g后，精炼系统采用转子除气方式开启第四阶段精炼：通入高纯氮气的流量控制在20L/min，持续时间0.5min，氢含量稳定在0.10ml/100g。
（7）步骤（6）完成后，铝合金熔体2精炼完毕，表面撒1kg的除渣剂，搅拌均匀且反应完全后，扒出表面浮渣，利用K值法检测熔体含渣量（K值=断面上的渣点数/断面数，断面数量大于等于20个），测得K值为0.1。
其中，将精炼后熔体铸造成铸件后，用X光检测，检测结果如图9所示。从图9中可以看出熔体浇铸后铸件X光探伤未发现任何缺陷，铸件合格。
综上所述，本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。
Claims (8)
1.一种铝合金精炼动态智能控制方法，其特征在于，监测转运包中铝合金熔体的氢含量，根据所述氢含量通入对应流量的化学性质不活泼气体，直至所述铝合金熔体中的氢含量稳定且<0.12ml/100g；
其中，根据所述氢含量通入对应流量的化学性质不活泼气体，包括步骤：
当所述氢含量≥0.3ml/100g时，所述化学性质不活泼气体的流量为40~60L/min；
当0.2ml/100g≤所述氢含量<0.3ml/100g时，所述化学性质不活泼气体的流量为30~40L/min；
当0.12ml/100g≤所述氢含量<0.2ml/100g时，所述化学性质不活泼气体的流量为20~30L/min；
当所述氢含量<0.12ml/100g时，所述化学性质不活泼气体的流量为8~20L/min，至所述铝合金熔体中的氢含量稳定；
所述氢含量稳定步骤之后还包括向所述铝合金熔体表面撒占所述铝合金熔体质量0.025~0.1%的除渣剂，搅拌反应并扒出表面浮渣。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述化学性质不活泼气体的流量为8~20L/min时的通气时长为0.5~2min。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述化学性质不活泼气体包括惰性气体和氮气。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，使用实时显示氢含量的测氢设备实时监测所述转运包中所述铝合金熔体的氢含量；
使用精炼控制系统接收所述氢含量的监测数据以控制所述铝合金熔体精炼；
其中，控制过程包括控制所述化学性质不活泼气体的流量。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述实时显示氢含量的测氢设备的探测端在精炼过程中一直插入所述铝合金熔体中；所述探测端的插入深度为所述铝合金熔体的液面下9~12cm。
6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述精炼的精炼方式包括旋转式或底部透气式。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述氢含量≥0.3ml/100g时，所述化学性质不活泼气体的流量为50~60L/min。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述转运包中所述铝合金熔体的初始温度为740~760℃。
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