[发明专利]一种加速铸锭凝固进程的动态控制方法

权利要求书

1.一种加速铸锭凝固进程的动态控制方法，其特征在于，所述动态控制方法为在浇铸好的铸锭与浇铸模具之间得气隙内通入氦气冷却，实时根据铸锭芯部的冷却情况动态调整通入氦气的冷却流量和压力，使得铸锭芯部温度快速降低，从而加快铸锭的凝固进程，提高铸锭内部质量。

2.根据权利要求1所述的加速铸锭凝固进程的动态控制方法，其特征在于，所述浇铸模具包括模具外壳；所述模具外壳的侧壁底部设置有氦气入口，所述氦气入口外端设置有氦气入口阀门；所述模具外壳上设置有顶盖，所述顶盖上设置有氦气出口和氦气压力表，所述氦气出口的外端设置有氦气出口阀门。

3.根据权利要求1-2任一所述的加速铸锭凝固进程的动态控制方法，其特征在于，所述动态调整通入氦气的冷却流量和压力的步骤如下：

S1、根据小尺寸铸锭成品的成分和组织结构，建立氦气冷却最佳参数的数据库；

S2、根据实际大尺寸铸锭浇铸情况，实时采集铸锭冷却氦气流量和氦气压力的数据，并从步骤S1的数据库中调取该成分铸锭的最佳氦气流量和最佳氦气压力的数据；

S3、通过对步骤S2中数据进行在线计算，获得氦气流量偏差值和氦气压力偏差值；

S4、对步骤S3的氦气流量偏差值和氦气压力偏差值进行判定，根据判定结果调整实际氦气冷却参数，实现动态控制。

4.根据权利要求3所述的加速铸锭凝固进程的动态控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体步骤如下：

S101、采用小尺寸铸锭凝固实验研究方法，连续测量铸锭芯部温度变化；

S102、在小尺寸铸锭与铸铁模具间通入氦气，通过调整氦气流量和氦气压力，连续测得铸锭芯部的温度变化；根据步骤S101和前述小尺寸铸锭的测温结果，确定不同温度条件下的最佳氦气参数，从而得到小尺寸铸锭芯部的温度测量结果；

S103、根据步骤S102中小尺寸铸锭芯部的温度测量结果，将不同温度的铸锭芯部中降温速率最快对应的氦气流量和氦气压力作为最佳氦气冷却参数，并将其存储至计算机并建立该铸锭的氦气冷却最佳参数的数据库。

5.根据权利要求4所述的加速铸锭凝固进程的动态控制方法，其特征在于，所述步骤S101的具体步骤为将高温合金液浇铸进入小尺寸铸锭，在铸锭中心插入热电偶，通过热电偶的数值来连续测量铸锭芯部温度变化。

6.根据权利要求4所述的加速铸锭凝固进程的动态控制方法，其特征在于，所述步骤S102的通过调整氦气流量和氦气压力为通过调整氦气进口和出口阀门的开口度预设值来调整氦气流量和氦气压力的参数值。

7.根据权利要求4所述的加速铸锭凝固进程的动态控制方法，其特征在于，所述步骤S103的具体步骤为将步骤S102中小尺寸铸锭芯部的温度测量结果进行详细比对，需要测绘出小尺寸铸锭芯部的不同温度连续变化曲线图，从中找出降温速率最快的温度对应的连续变化曲线，再找出该连续变化曲线对应的氦气流量和氦气压力，以此作为最佳氦气冷却参数；之后将其存储至计算机并建立该铸锭的氦气冷却最佳参数的数据库。

8.根据权利要求3所述的加速铸锭凝固进程的动态控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，氦气流量偏差值为实时采集铸锭冷却氦气流量的数据与数据库中调取该成分铸锭的最佳氦气流量的数据之间的差值，氦气压力偏差值为实时采集铸锭冷却氦气压力的数据与数据库中调取该成分铸锭的最佳氦气压力的数据之间的差值。

9.根据权利要求3所述的加速铸锭凝固进程的动态控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，当氦气流量偏差值和氦气压力偏差值都为零，则当前冷却氦气流量和氦气压力为动态调整的最佳氦气参数数值；当氦气流量偏差值和氦气压力偏差值至少一种不为零，则需要调整氦气进口和出口阀门的开口度预设值，直至当氦气流量偏差值和氦气压力偏差值都为零。

10.根据权利要求3所述的加速铸锭凝固进程的动态控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，当氦气流量偏差值和氦气压力偏差值至少一种不为零，具体情况如下所示：

当氦气流量偏差值为正值，则当前实际氦气流量较大，计算机降低氦气入口阀门开口度预设值，快速调整氦气流量直至最佳值；

若氦气流量偏差值为负值，则当前实际氦气流量较小，计算机增加氦气入口阀门开口度预设值，增大氦气流量直至最佳值；

若氦气压力偏差值为正值，则当前实际氦气压力较大，计算机增大氦气出口阀门开口度预设值，降低氦气压力；

若氦气压力偏差值为负值，则当前实际氦气压力较小，计算机降低氦气出口阀门开口度预设值，增大氦气压力至最佳压力。