一种铝液除气装置的智能控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及铝液生产技术领域，尤其是涉及一种铝液除气装置的智能控制系统。


背景技术：

2.公知的，在生产铝及铝合金坯料时，为保证熔体质量，需要对铝液进行除气和除渣操作，其中除气是对铝熔体中所含氢气进行去除的简称；铝液除气装置通过把除氢气体通入高速旋转的转子，转子的旋转叶片将除氢气体打碎，使除氢气体在箱体底部弥散成大量细小均匀的气泡，由于除氢气体不溶于铝液，因此除氢气体产生的气泡在熔体中，靠气体分压差和表面吸附原理，吸收熔体中的氢、吸附氧化夹渣物等有害元素，并随气泡上升而被带出熔体表面，达到净化熔体，提高熔体质量的目的；
3.传统的铝液除气装置需要根据不同牌号、规格及工艺要求，设置不同的转子转速、除氢气源的压力和流量及加热器输出功率等，因此为保证除气效果，还会在除气装置的外部设置测氢设备，来对除气后的熔体进行氢含量检测，如果检测出氢含量不合格，产品就不合格，从而需要重新调整除气装置的参数，然后再次对熔体进行除气和测氢，直到氢含量合格，才能让熔体投入生产，但是由于反复验证调整的过程较为繁琐，会导致铝产品的生产效率下降；另外，在生产过程中即使除气装置的各项参数已经匹配，但因工艺操作或控制不当，也容易出现氢含量波动问题，比如：精炼不到位、保温炉铝液在导炉结束后才进行精炼，导炉过程中造成熔体氢含量上升、熔体温度控制过高或熔体在炉中停留时间过长，导致氢含量上升等，正是由于这些因素的客观存在，使得铝液铝液除气装置如果在运行时保持各种参数不变，并不能保证氢含量始终在工艺要求范围内,从而导致产品质量的不稳定；
4.因此，综上所述，目前市场上需要一种能够简化熔体除气的流程、提高铝产品生产效率的智能控制系统。


技术实现要素：

5.为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种铝液除气装置的智能控制系统。
6.为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种铝液除气装置的智能控制系统，包含测氢装置、流量检测装置、除氢气源控制装置、温控装置、除气转子转速控制装置和控制柜；所述测氢装置的检测探头设为两个，两检测探头分别设置在铝液除气装置的进液口和出液口处，所述流量检测装置位于铝液除气装置的进液口流槽的上方；所述除氢气源控制装置、温控装置和除气转子转速控制装置分别对应与铝液除气装置中的转子气路、加热器和转子电机相连接；所述控制柜的信号输入端对应与测氢装置和流量检测装置的信号输出端电连接，控制柜的信号输出端对应与除氢气源控制装置、温控装置和除气转子转速控制装置的信号输入端电连接；
8.优选的，所述流量检测装置包含lorentz力测速仪、激光液位检测仪和数据计算单
元，lorentz力测速仪用于检测铝液除气装置进液口的铝液流速，激光液位检测仪用于检测铝液除气装置进液口的铝液液面高度，数据计算单元能够根据铝液流速、铝液液面高度和流槽截面计算出铝液的流量，且数据计算单元能够将该流量数据传输至控制柜；
9.优选的，所述除氢气源控制装置为电控阀，除氢气源控制装置与转子气路的进气口对应连通；
10.优选的，所述温控装置包含热电偶、调功器和控制线缆，热电偶用于检测铝液除气装置内的铝液温度，调功器通过控制线缆与测铝液除气装置内的加热器对应连接，调功器用于调整加热器的功率；
11.优选的，所述温控装置和加热器均设为至少四个，且多个调功器与多个加热器一一对应相连；
12.优选的，所述除气转子转速控制装置设为变频器，铝液除气装置中的转子电机为变频电机，且该除气装置中的转子设为多根；
13.优选的，所述控制柜包含触摸屏和plc，触摸屏能够与操作员进行人机交互，plc根据测氢装置和流量检测装置测出的数据，分析处理得到铝液除气装置中气源的流量、加热器的温度和转子的转速，并控制除氢气源控制装置、温控装置和除气转子转速控制装置相应动作。
14.由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
15.本实用新型公开的一种铝液除气装置的智能控制系统，通过测氢装置能够实时检测铝液除气装置流入和流出的熔体的氢含量，从而即可准确判断出铝液除气装置中熔体的除气程度，不必对熔体进行重复检测，进而有效简化熔体除气装置的操作步骤，达到提高生产效率的目的；另外，通过测氢装置测出的流入铝液除气装置的熔体氢含量，以及流量检测装置测出的单位时间流入铝液除气装置的熔体流量，从而判断铝液除气装置内的熔体情况，进而让控制柜向除氢气源控制装置、温控装置和除气转子转速控制装置输出控制信号，最终对应控制铝液除气装置中的气源量、温度和转子转速，使得铝液除气装置中的数据参数与熔体的实际情况相匹配，即可让铝产品的质量稳定。
附图说明
16.图1为本实用新型的一种结构示意图。
17.图中：1、测氢装置；2、流量检测装置；3、除氢气源控制装置；4、温控装置；5、除气转子转速控制装置；6、控制柜；7、铝液除气装置。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的技术方案进行说明，在描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系，仅是与本实用新型的附图对应，为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位：
19.结合附图1所述的一种铝液除气装置的智能控制系统，包含测氢装置1、流量检测装置2、除氢气源控制装置3、温控装置4、除气转子转速控制装置5和控制柜6；所述测氢装置1的检测探头设为两个，两检测探头分别设置在铝液除气装置7的进液口和出液口，用于检
测铝液除气装置7流入和流出的熔体的氢含量，所述流量检测装置2位于铝液除气装置7的进液口的流槽上方，用于检测铝液除气装置7流入的熔体流量；所述除氢气源控制装置3、温控装置4和除气转子转速控制装置5分别对应与铝液除气装置7中的转子气路、加热器和转子电机相连接，即除氢气源控制装置3能够控制铝液除气装置7中除氢气源的流量，温控装置4能够控制铝液除气装置7中的温度，除气转子转速控制装置5能够控制铝液除气装置7中转子的转速；
20.所述控制柜6的信号输入端对应与测氢装置1和流量检测装置2的信号输出端电连接，能够对测氢装置1和流量检测装置2所测出的数值进行分析处理，控制柜6的信号输出端对应与除氢气源控制装置3、温控装置4和除气转子转速控制装置5的信号输入端电连接，能够自动调整除氢气源控制装置3、温控装置4和除气转子转速控制装置5的输出量，另外，在控制柜6内控制器的控制程序中写入有参数模型，该参数模型是产品牌号、铝液流量信息和氢含量要求与转子转速、除氢气源的压力和流量及加热器输出功率的调整数值之间的对应关系，在熔体流入铝液除气装置7前，通过向控制器内输入对应的产品牌号和氢含量要求，控制器即可自动算出铝液除气装置7中转子转速、除氢气源的压力和流量及加热器输出功率的调整数值，并通过除氢气源控制装置3、温控装置4和除气转子转速控制装置5实现调整；
21.优选的，所述流量检测装置2包含lorentz力测速仪、激光液位检测仪和数据计算单元，lorentz力测速仪用于检测铝液除气装置7进液口的铝液流速，激光液位检测仪用于检测铝液除气装置7进液口的铝液液面高度，数据计算单元能够根据铝液流速、铝液液面高度和流槽截面计算出铝液的流量，其中流槽截面能够根据铝液液面高度和流槽的初始高度进行计算得到，且数据计算单元能够将该流量数据传输至控制柜6，控制柜6将根据实时传输而来的流量数据，结合参数模型来对铝液除气装置7中转子转速、除氢气源的压力和流量及加热器输出功率进行调整；
22.优选的，所述除氢气源控制装置3为电控阀，除氢气源控制装置3与转子气路的进气口对应连通，其中铝液除气装置7中的除氢气源为氮气、氩气、氮氯混合气、氩氯混合气、氮气和四氯化碳混合气、氩气和四氯化碳混合气中的任一种；控制柜6根据情况对除氢气源控制装置3发出信号，电控阀即可精确自动控制气体的压力和流量，从而保证对熔体除气效果；
23.优选的，所述包含热电偶、调功器和控制线缆，热电偶用于检测铝液除气装置7内的铝液温度，调功器通过控制线缆与测铝液除气装置7内的加热器对应连接，调功器用于调整加热器的功率；
24.优选的，所述温控装置4和加热器均设为至少四个，从而使铝液除气装置7内的温度能够快速升降，且多个调功器与多个加热器一一对应相连，因熔体的氢含量与铝液温度密切相关，理论上温度越高，铝液吸氢越激烈，因此，温控装置4主要是在温度要求范围内，降低加热器功率，减小铝熔体吸氢几率；
25.优选的，所述除气转子转速控制装置5设为变频器，铝液除气装置7中的转子电机为变频电机，且该除气装置7中的转子设为多根，变频器根据控制柜6输出信号分别控制各个转子的转速，从而在不需要多转子投用的情况下，能够减少转子的投用和消耗，进而节约能源；
26.优选的，所述控制柜6包含触摸屏和plc，触摸屏能够与操作员进行人机交互，即让操作员输入产品牌号、温控范围和氢含量要求，plc为处理器，即可根据测氢装置1和流量检测装置2测出的数据，分析处理得到铝液除气装置7中气源的流量、加热器的温度和转子的转速，并控制除氢气源控制装置3、温控装置4和除气转子转速控制装置5相应动作。
27.实施本实用新型所述的一种铝液除气装置的智能控制系统时，
28.一、生产前，向控制柜6内的控制器输入产品牌号和氢含量要求；
29.二、在除气装置7的进液口的流槽内插入测氢探头，之后固定并启动流量检测装置，然后在除气装置7的出液口流槽内插入侧氢探头，开始在线对熔体进行测氢和测流量；
30.三、控制柜6启动除氢气源控制装置3开始供气；除气转子开始以初始速度旋转进行除气、除渣；温控装置4开始控温；
31.四、智控制柜6根据流入铝液除气装置7中的熔体氢含量和流量，以及设定目标值，自动选择最佳模型参数并发出信号，自动调控除气转子转速、除氢气源的压力和流量、加热器输出功率这三项中的一项或者两项及以上组合，使熔体氢含量始终在控制范围内, 从而保证产品质量。
32.本实用新型未详述部分为现有技术，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。