专利名称：一种烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制方法
技术领域：
本发明属于信息技术领域，涉及到现代集成制造技术、管控一体化技术、软件技术及自动化技术，特别涉及一种烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制方法。
背景技术：
烧结钕铁硼甩带工序对于后续的制粉工序、磁场取向工序以及烧结工序都起到至关重要的影响，如此环节处理不当，将对烧结钕铁硼磁性材料的性能带来重要影响。 烧结钕铁硼是一种永磁材料，从制造永磁材料的角度来看，希望甩带片组织中不存在粗大的a-Fe枝状晶。这是由于a-Fe枝状晶的塑性较好，使甩带片难以破碎，给制粉过程造成困难；同时需延长烧结时间以获得均匀的Nd2Fe14B晶体。同时，如甩带片组织中存在团块状富Nd相，则会影响烧结时富Nd相均匀分布。因此，甩带片理想的显微组织应是无a-Fe存在，且Nd2Fe14B主相晶粒细小，富Nd相分布均匀。然而，相同牌号、不同冷却速度的甩带片，其显微组织存在较大的差异。适当的冷速下(如辊速为23m/s时)可直接获得较佳磁性能的甩带片快淬带。辊速为25m/s得到的甩带片快淬带，退磁曲线出现明显的塌陷，表明冷速过高，制备的甩带片快淬带处于过淬状态，在贴辊面一侧可能还有部分残余非晶。因此，在Nd2Fe14B甩带工艺中，关键是合理设计和控制甩带炉中金属铜辊的转速，获得晶粒尺寸适当且均匀的甩带片快淬带。不同牌号，因原材料的配比不同，在相同冷却速度下获得的甩带片，其显微组织也存在较大差异。因此，为取得磁性能一致的产品，相同牌号的金属铜辊的转速应该相同。甩带炉次的确定，是通过将各种牌号的产品组到在甩带炉中加工的炉次实现的。目前，国内钕铁硼磁性材料行业的甩带炉次确定依然由人工凭经验来完成，这种安排方式受工作人员的主观性影响很大，并且难以综合考虑甩带炉的工艺参数甩带炉中坩埚的使用次数、中间包的使用次数、甩带炉的额定功率及甩带炉加工产品参数信息产品数量，交货方式，产品牌号是否为常用牌号，该牌号在甩带库中的备料量进行甩带炉次的优化设定。因此研究烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制方法，获得优化的甩带炉次、充分挖掘甩带工序的针对不同牌号的甩带辊速，对提高甩带片的质量指标以及最终产品的质量指标具有非常重大的实际意义和广阔的应用前景。国内外基于客户所定产品进行炉次确定问题公开发表的文献中，主要集中于钢铁行业。王晓东等提出了一种具有参数动态调节功能的改进遗传算法，解决罩式退火车间钢卷的自动组合堆垛，目标是使得每一炉的实际退火的钢卷重量与加热曲线的上限的偏差最小，刘颖等解决罩式炉退火工艺中的钢卷装炉优化组合问题，以最小化炉次数为目标，未考虑炉次数与库存备料的关系。宁树实等解决炼钢-连铸生产中的炉次确定问题，未考虑备料量与炉次数及炉重的关系。薛云灿等采用改进离散粒子群优化算法求解炉次数未知的炼钢连铸一体化生产的组炉模型，未考虑库存备料与余材的关系。王万雷等将炼钢组炉方案的优化设计归结为一个满足化学成分等质量因素约束的聚类分析问题，并提出了基于微粒群优化的求解方法，未考虑库存与备料情况下的炉次确定问题.Falkenauer E等将装炉组合问题与一维装箱问题进行类比，认为都属于一类分组问题，未考虑库存与备料情况下的炉次确定问题。王志刚等提出了一种改进自适应遗传算法求解罩式炉退火生产中的钢卷组合堆垛优化问题，该问题研究的是任一钢卷只能在所有的装炉过程中出现一次，与烧结钕铁硼客户产品可以出现在多个炉次中不符。卢克斌等以最小化余材产生量为目标建立炼钢组炉问题的多目标优化模型，未考虑库存备料与余材的关系，考虑备料的情况下，未必余材产生量越小越好。彭频等假定板坯的重量均小于炉容，与钕铁硼生产企业的产品需配料量大于炉容情况不符，因此所采用的方法，没有研究磁性材料不同牌号的产品，为提高甩带片质量的炉次组合问题，无法直接应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提出一种烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制 方法，以达到提高甩带产品的质量指标、减少甩带产品的质量损失、减少甩带工序的能源浪费的目的。一种烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制方法，该控制方法以产品牌号为基础，对于甩带炉中加工的产品的牌号进行记录和监测，当该产品牌号由非常用牌号变为常用牌号时或当该不再为常用牌号时，根据甩带炉内部坩埚和中间包的使用次数，重新对甩带炉次的炉重进行设定，并以设定后的炉重对各牌号对应的产品进行组炉，根据所组炉次，继续烧结钕铁硼甩带的工艺过程。所述的产品牌号由非常用牌号变为常用牌号时，炉重应根据甩带炉内部坩埚和中间包的使用次数，进行设定。当各牌号产品的组炉量，不满一炉或满炉生产若干炉次之后的最后一炉不满一炉，并且坩埚和中间包的使用次数达到总次数的60%及以上，炉重设定为额定炉容的上限；当各牌号产品的组炉量，不满一炉或满炉生产若干炉次之后的最后一炉不满一炉，并且坩埚和中间包的使用次数达到总次数的不足60%，不满一炉的炉重设定为该炉的实际组炉量；所述的产品牌号不再为常用牌号时，当各牌号产品的组炉量，不满一炉或满炉生产若干炉次之后的最后一炉不满一炉，炉重应设定为该炉的实际组炉量。所述的炉重，应根据所定产品数量，交货方式，产品牌号是否为常用牌号，该牌号在甩带库中的备料量，甩带炉中坩埚的使用次数，以及中间包的使用次数进行设定。所述的组炉，以甩带炉中加工的各炉次所对应产品的准时交货为目标，以同一炉次中各产品牌号相同、完成各产品生产量、甩带炉重在限定范围内、坩埚使用次数在限定范围内、中间包使用次数在限定范围内为约束条件，对各客户产品进行组炉；判断各产品对应牌号的备料是否满足库存备料，若满足则直接得到各炉次的组炉结果，否则，进行甩带炉数或甩带炉重的调整，以得到最终的组炉结果；当牌号对应炉重未达到最大炉重时，以各牌号备料在甩带库限定范围内为目标，以甩带炉重在限定范围内为约束，进行炉重调整；当各牌号对应的炉重均已达到最大炉重时，以各牌号备料在甩带库限定范围内为目标，以甩带炉重在限定范围内为约束，进行炉数调整。所述的重新对甩带炉次的炉重进行设定，需满足如下条件I)优先组炉原则在甩带炉次确定时，交货日期是产品最终交货期限，企业优先安排交货期近的产品，以保证产品准时交货；现场所客户产品的优先级根据客户重要程度以及该产品利润率情况，分为5个优先级。优先级的值越大，说明优先级越高。对于交货期相同的产品，优先安排高优先级的；对于交货期相同、优先级也相同的产品，优先安排需甩带量小的。2)组到一个炉次中的产品的牌号一致产品牌号相同，代表原材料配比相同。原材料配比相同的牌号应组到同一个甩带炉次中，使甩带出的产品的质量指标满足客户的要求。3)根据甩带炉中坩埚的使用次数，中间包的使用次数，产品是否分批交货、产品对应的牌号是否常用牌号以及产品对应牌号在甩带库中的备料情况，最终确定甩带炉次的炉
重。 所述的牌号反应烧结钕铁硼磁体的磁性能，包括永磁材料的剩磁(Br)、磁极化强度矫顽力(内禀矫顽力)(Hcj)、磁感应强度矫顽力(Hcb)和最大磁能积((BH)max)。其中，按照磁极化强度矫顽力大小分为低矫顽力N、中等矫顽力M、高矫顽力H、特高矫顽力SH、超高矫顽力UH、极高矫顽力和甚高矫顽力TH七大类产品，牌号即每类产品按最大磁能积大小进行细分之后而得到的具体的产品种类。所述的常用牌号，是指在一段时间内(按照季度)，统计客户所订购产品的牌号需求量，将需求量由大到小排列，将需求量在2吨以上的，确定为常用牌号。本发明的有益效果本发明根据相同牌号、不同冷却速度的甩带片，其显微组织存在较大的差异；不同牌号，相同冷却速度下获得的甩带片，其显微组织也存在较大差异。因此，为取得磁性能一致的产品，相同牌号的金属铜辊的转速应该相同。同时依据现场工艺约束以及各牌号产品的需求量、各牌号在库存中的上下限约束，给出了不同牌号产品进行甩带生产加工的炉次确定规则，该方法有效提高了甩带产品的剩磁(Br)、磁极化强度矫顽力(内禀矫顽力)(Hcj)、减少甩带产品由于放置时间过长造成的氧化、受潮，减少甩带工序的能源浪费，取得了令现场人员满意的结果。
图I为本发明的一种实施方式烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制方法总流程图；图2为本发明的一种实施方式炉次确定的流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施方式做进一步详细说明。以某钕铁硼磁性材料企业的甩带炉次为例(该项目获得国家自然科学基金(No. 61174187);教育部基本科研业务费(No. NI 10208001);东北大学启动基金(No. 29321006)支持)，对烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制方法加以说明，总流程如图I所示。具体如下该控制方法首先进行基础信息设置，涉及甩带炉最大炉重、甩带炉最小炉重、甩带炉中坩埚的使用次数上限、甩带炉中中间包的使用次数上限、常用牌号的标记、各牌号在甩带库中的备料量上限和备料量下限；其次接收生产实绩信息，一是甩带炉现状信息甩带炉中坩埚的已使用次数、甩带炉中中间包的已使用次数，二是客户所订购的产品信息产品数量、交货方式、产品牌号。该控制方法是以在甩带炉中加工生产的产品牌号为基础的，本实施方式给出烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制方法的入口参数，如表I所示。表I烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制方法的生产实绩信息
权利要求
1.一种烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制方法，该控制方法以产品牌号为基础，其特征在于对于甩带炉中加工的产品的牌号进行记录和监测，当该产品牌号由非常用牌号变为常用牌号时或当不再为常用牌号时，根据甩带炉内部坩埚和中间包的使用次数，重新对甩带炉次的炉重进行设定，并以设定后的炉重对各牌号对应的产品进行组炉，根据所组炉次，继续烧结钕铁硼甩带的工艺过程。
2.根据权利要求I所述的烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制方法，其特征在于所述的产品牌号由非常用牌号变为常用牌号时，炉重应根据甩带炉内部坩埚和中间包的使用次数，进行设定；当各牌号产品的组炉量，不满一炉或满炉生产若干炉次之后的最后一炉不满一炉，并且坩埚和中间包的使用次数达到总次数的60%及以上，炉重设定为额定炉容的上限；当各牌号产品的组炉量，不满一炉或满炉生产若干炉次之后的最后一炉不满一炉，并且坩埚和中间包的使用次数达到总次数的不足60%，不满一炉的炉重设定为该炉的实际组炉量；所述的产品牌号不再为常用牌号时，当各牌号产品的组炉量，不满一炉或满炉生产若干炉次之后的最后一炉不满一炉，炉重应设定为该炉的实际组炉量。
3.根据权利要求2所述的烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制方法，其特征在于所述的炉重，应根据所定产品数量，交货方式，产品牌号是否为常用牌号，该牌号在甩带库中的备料量，甩带炉中坩埚的使用次数，以及中间包的使用次数进行设定。
4.根据权利要求I所述的烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制方法，其特征在于所述的组炉，以甩带炉中加工的各炉次所对应产品的准时交货为目标，以同一炉次中各产品牌号相同、完成各产品生产量、甩带炉重在限定范围内、坩埚使用次数在限定范围内、中间包使用次数在限定范围内为约束条件，对各客户产品进行组炉； 判断各产品对应牌号的备料是否满足库存备料，若满足则直接得到各炉次的组炉结果，否则，进行甩带炉数或甩带炉重的调整，以得到最终的组炉结果； 当牌号对应炉重未达到最大炉重时，以各牌号备料在甩带库限定范围内为目标，以甩带炉重在限定范围内为约束，进行炉重调整； 当各牌号对应的炉重均已达到最大炉重时，以各牌号备料在甩带库限定范围内为目标，以甩带炉重在限定范围内为约束，进行炉数调整。
5.根据权利要求I所述的烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制方法，其特征在于所述的重新对甩带炉次的炉重进行设定，需满足如下条件 1)优先组炉原则在甩带炉次确定时，交货日期是产品最终交货期限，企业优先安排交货期近的产品，以保证产品准时交货；现场所生产产品的优先级根据客户重要程度以及该产品利润率情况，分为5个优先级；优先级的值越大，说明优先级越高；对于交货期相同的产品，优先安排高优先级的；对于交货期相同、优先级也相同的产品，优先安排需甩带量小的； 2)组到一个炉次中的产品的牌号一致产品牌号相同，代表原材料配比相同；原材料配比相同的牌号应组到同一个甩带炉次中，使甩带出的产品的质量指标满足客户的要求； 3)根据甩带炉中坩埚的使用次数，中间包的使用次数，产品是否分批交货、产品对应的牌号是否常用牌号以及产品对应牌号在甩带库中的备料情况，最终确定甩带炉次的炉重。
全文摘要
一种烧结钕铁硼甩带炉次加工的工艺控制方法，属于信息技术领域。该控制方法以产品牌号为基础，对于甩带炉中加工的产品的牌号进行记录和监测，当该产品牌号由非常用牌号变为常用牌号时或当该不再为常用牌号时，根据甩带炉内部坩埚和中间包的使用次数，重新对甩带炉次的炉重进行设定，并以设定后的炉重对各牌号对应的产品进行组炉，根据所组炉次，继续烧结钕铁硼甩带的工艺过程。该方法有效提高了甩带产品的剩磁(Br)、磁极化强度矫顽力(内禀矫顽力)(Hcj)、减少甩带产品由于放置时间过长造成的氧化、受潮，减少甩带工序的能源浪费，取得了令现场人员满意的结果。
文档编号B22D11/06GK102766798SQ20121026946
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者刘业峰, 柴天佑, 潘全科, 郑秉霖 申请人:东北大学