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专利号: 2020108564309
申请人: 常州机电职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电解或电泳工艺;其所用设备〔4〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种铝电解生产工艺参数设定方法,其特征在于,包括:步骤S1,采集电解质数据;以及

步骤S2,根据电解质数据求解铝电解生产工艺参数。

2.根据权利要求1所述的铝电解生产工艺参数设定方法,其特征在于,所述步骤S1中的电解质数据包括:电解质温度数据和铝水平数据。

3.根据权利要求2所述的铝电解生产工艺参数设定方法,其特征在于,所述步骤S2中的根据电解质数据求解铝电解生产工艺参数的方法包括:使用线性回归正规方程求解铝电解生产工艺参数,即θ=(XTX)-1XTy;

其中:矩阵X=(X(1),X(2),X(3),X(4));X(1)为电解质温度;X(2)为铝水平;X(3)为电解质中过剩的AlF3量;X(4)为槽龄;y为电流效率目标向量;θ为线性回归系数向量,且θ=(θ(1),θ(2),(3) (4)θ ,θ )。

4.根据权利要求3所述的铝电解生产工艺参数设定方法,其特征在于,所述步骤S2中的根据电解质数据求解铝电解生产工艺参数的方法还包括:求解经验公式与线性回归参数的最佳组合比例系数,即目标函数L为:其中:C1为线性回归组合比例系数;C2为伯奇-格洛泰姆方程组合比例系数;C3为实际经验公式组合比例系数;i表示第i个样本;N为总样本数;

再使用梯度下降法求解C(C1,C2,C3),即其中:α为步长;

当L(C)最小,即 趋近0时,迭代所得的C*(C1*,C2*,C3*)为最优解。

5.根据权利要求4所述的铝电解生产工艺参数设定方法,其特征在于,根据迭代所得的C*得到线性回归组合比例归一化系数a1、伯奇-格洛泰姆方程组合比例归一化系数a2和实际经验公式组合比例归一化系数a3,即根据a1、a2和a3得到当前电流效率ys与当前相关工艺参数的关系为:ys=a1Xsθ+a2(-0.1388Xs(1)+0.59Xs(3)+58.9sin(3Xs(2))-0.032Xs(4)+163.7)+a3(-0.051Xs(4)+90.8)---公式(1);

其中:Xs为当前工艺参数向量,Xs(1)为当前电解质温度;Xs(2)为当前铝水平;Xs(3)为当前电解质中过剩的AlF3量;Xs(4)为槽龄。

6.根据权利要求5所述的铝电解生产工艺参数设定方法,其特征在于,所述步骤S2中的根据电解质数据求解铝电解生产工艺参数的方法还包括:遍历电解质温度t和铝水平h的可能取值,得到电流效率y为极大值的M组值及相应的电解质温度t和铝水平h,即将电解质温度从t1增加到t2,每次增加Δt,且当电解质温度每到一个新的值后,保持电解质温度不变;

然后将铝水平从h1增加到h2,每次增加Δh;

将每次增加后的电解质温度与铝水平代入公式(1)中,得到多个电流效率值,从而得到电流效率为极大值的M组值及相应的电解质温度t和铝水平h;以及从M组值中选取最适合的生产工艺参数;

其中:M为大于1的整数。

7.根据权利要求6所述的铝电解生产工艺参数设定方法,其特征在于,所述步骤S2中的根据电解质数据求解铝电解生产工艺参数的方法还包括:从M组值中选取对应生产工艺参数比较容易控制的电流效率极大值,即将当前电流效率ys的计算公式改写为以t,h为函数自变量,则ys=f(t,h)=a1(θ(1)t+θ(2)h+θ(3)Xs(3)+θ(4)Xs(4))+a2(-0.1388t+58.9sin(3h)-0.59Xs(3)-

0.032Xs(4)+163.7)+a3(-0.051Xs(4)+90.8)---公式(2);

根据公式(2),以及采用有限差分法计算距各个极大值点(Δt,Δh)的四个点的梯度分别为:则令第M组极值点周边的梯度模均值DM为:则

其中:ysM为第M组电流效率;

根据PM的值设定最适合的生产工艺参数,即RM越大,表明电流效率极大时,其变化也相对较平缓,则M组值中对应PM最大的值为最适合的生产工艺参数。