在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统，包括物料凝固计算模块和电磁搅拌器定位模块，其中：物料凝固计算模块配置为根据接收到的参数确定对铸坯凝固末端位置产生影响的因子，根据该因子计算得到目标数据并发送至电磁搅拌器定位模块，参数包括连铸机的设备参数和连铸工序的工况参数；电磁搅拌器定位模块包括与电磁搅拌器电连接的控制单元，电磁搅拌器定位模块配置为接收并根据目标数据确定或调整电磁搅拌器的位置。本发明专利技术的在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统及方法，解决了现有技术中电磁搅拌中存在的电磁搅拌器位置不可调所造成难以达到理想搅拌目的的问题。

【技术实现步骤摘要】
在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统及方法
本专利技术涉及连铸工艺控制
，尤其涉及一种在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统及方法。
技术介绍
连铸坯内部中心偏析、中心缩孔和疏松是连铸坯主要的内部缺陷。凝固末端电磁搅拌技术可以提高液态金属的补缩能力从而有效的解决中心缩孔问题，提高连铸坯质量。连铸坯凝固末端位置受浇铸钢种、过热度、拉坯速度、二次冷却速度、铸坯断面尺寸、二冷水温度、周围环境温度等参数影响，实时发生变化。因此，如何实时、准确的确定不同的铸坯在不同的浇铸工艺条件下的凝固末端位置，并动态跟踪铸坯凝固末端位置施加电磁搅拌就成为实施凝固末端电磁搅拌技术的核心问题。凝固末端电磁搅拌器的安装位置（即凝固末端位置）的确定目前主要有以下三个方法：1）模型计算法；2）射钉实测法；3）白亮带法。后两种方法均基于试验完成，成本高、周期长、可操作性差。另外，一台凝固末端电磁搅拌器通常适用于多个断面和钢种，在不同连铸工艺条件下，凝固末端的位置也不尽相同。通常电磁搅拌器是安装在一个固定的位置，这就使得凝固末端电磁搅拌的效果大打折扣，因此凝固末端电磁搅拌技术的推广和应用范围受到很大的限制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统及方法，解决了现有技术中电磁搅拌中存在的电磁搅拌器位置不可调所造成难以达到理想搅拌目的的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统，包括物料凝固计算模块和电磁搅拌器定位模块，其中：所述物料凝固计算模块配置为根据接收到的参数确定对铸坯凝固末端位置产生影响的因子，根据该因子计算得到目标数据并发送至所述电磁搅拌器定位模块，所述参数包括连铸机的设备参数和连铸工序的工况参数；所述电磁搅拌器定位模块包括与电磁搅拌器电连接的控制单元，所述电磁搅拌器定位模块配置为接收并根据所述目标数据确定或调整电磁搅拌器的位置。作为优选，还包括分别与所述物料凝固计算模块的输入端电连接的连铸机结构参数输入模块和动态参数输入模块，其中：所述连铸机结构参数输入模块配置为向所述物料凝固计算模块提供所述设备参数；所述动态参数输入模块配置为实时地向所述物料凝固计算模块提供所述工况参数。作为优选，所述物料凝固计算模块具体配置为根据所述因子计算得到液相穴深度数据和凝固末端位置数据并发送至所述电磁搅拌器定位模块；所述电磁搅拌器定位模块具体配置为根据所述液相穴深度数据和凝固末端位置数据，以及液芯厚度、固相率、物料含碳量和电磁搅拌强度来确定或调整电磁搅拌器的位置。作为优选，还包括与所述物料凝固计算模块电连接的专家数据库，所述专家数据库存储有历史工作参数以及历史目标数据，并响应所述物料凝固计算模块的调用请求而向其提供所需的目标数据。作为优选，还包括通信连接于所述物料凝固计算模块和电磁搅拌器定位模块并且包括显示单元的上位机，所述上位机配置为根据所述物料凝固计算模块和电磁搅拌器定位模块的信号实时显示液相穴深度、凝固末端位置和电磁搅拌器位置。本专利技术还提供一种基于如上所述的在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统的控制方法，包括以下步骤：S1：将所述连铸机的设备参数和连铸工序的工况参数先后输入所述物料凝固计算模块；S2：连铸机开始连铸工序后，所述物料凝固计算模块根据所述参数确定对铸坯凝固末端位置产生影响的因子；S3：所述物料凝固计算模块根据该因子计算得出目标数据并送至所述电磁搅拌器定位模块；S4：所述电磁搅拌器定位模块接收所述目标数据并通过所述控制单元来确定或调整电磁搅拌器的位置。作为优选，步骤S1具体为：由连铸机结构参数输入模块向所述物料凝固计算模块提供所述设备参数，所述设备参数包括结晶器长度、棍列布置、喷嘴布置、喷嘴型号、喷嘴冷态特性、喷嘴热态特性、物料成分以及铸坯断面尺寸；由动态参数输入模块向所述物料凝固计算模块提供所述工况参数，所述工况参数包括拉坯速度。作为优选，其中：步骤S3中的所述目标数据包括液相穴深度数据和凝固末端位置数据；步骤S4具体为：所述电磁搅拌器定位模块接收所述液相穴深度数据和凝固末端位置数据，并结合液芯厚度、固相率、物料含碳量和电磁搅拌强度通过所述控制单元来确定或调整电磁搅拌器的位置。作伪优选，其中：在步骤S2中，所述物料凝固计算模块通过将所述参数代入能量控制守恒方程和溶质守恒方程进行计算以确定对铸坯凝固末端位置产生影响的因子。作为优选，在步骤S3中，所述物料凝固计算模块以连铸机结构为对象，以二冷区铸坯表面实际水流密度分布和辊子接触传热为边界条件，并根据二冷区的不同的边界换热方式，计算铸坯糊状区形貌和凝固末端位置以得出所述液相穴深度数据和凝固末端位置数据；所述边界换热方式包括铸坯与辊子间的接触传热、铸坯表面与周围环境间的自然对流换热、铸坯表面与冷却水雾间的强制对流换热，以及铸坯表面向周围环境的辐射散热。与现有技术相比，本专利技术的在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统及方法的有益效果在于：通过物料凝固计算模块和电磁搅拌器定位模块，能够根据参数，实时准确计算凝固末端位置，并且调整电磁搅拌器位置，解决了现有技术中电磁搅拌中存在的电磁搅拌器位置不可调所造成难以达到理想搅拌目的的问题，并且有效减少中心偏析、中心缩孔和疏松等缺陷，从而获得良好的铸坯内部质量。附图说明图1为本专利技术的实施例的在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统的整体结构示意图；图2为本专利技术的实施例的在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制方法的流程示意图；图3为本专利技术的实施例的在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制方法中边界条件计算的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的实施例的在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统及方法作进一步详细描述，但不作为对本专利技术的限定。图1为本专利技术的实施例的在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统的整体结构示意图。如图1所示，本专利技术的实施例的在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统，包括物料凝固计算模块和电磁搅拌器定位模块，其中，物料凝固计算模块配置为根据接收到的参数确定对铸坯凝固末端位置产生影响的因子，根据该因子计算得到目标数据并发送至电磁搅拌器定位模块，参数包括连铸机的设备参数和连铸工序的工况参数；电磁搅拌器定位模块包括与电磁搅拌器电连接的控制单元，电磁搅拌器定位模块配置为接收并根据目标数据确定或调整电磁搅拌器的位置。通过物料凝固计算模块和电磁搅拌器定位模块，能够根据参数，实时准确计算凝固末端位置，并且调整电磁搅拌器位置，解决了现有技术中电磁搅拌中存在的电磁搅拌器位置不可调所造成难以达到理想搅拌目的的问题，并且有效减少中心偏析、中心缩孔和疏松等缺陷，从而获得良好的铸坯内部质量。作为一种改进，本专利技术的实施例的在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统还包括分别与物料凝固计算模块的输入端电连接的连铸机结构参数输入模块和动态参数输入模块，其中，连铸机结构参数输入模块配置为向物料凝固计算模块提供设备参数；动态参数输入模块配置为实时地向物料凝固计算模块提供工况参数。每台连铸机都是唯一的，其对应着唯一的连铸机的设备参数，包括结晶器长度、棍列布置、喷嘴布置、喷嘴型号、喷嘴冷态特性、喷嘴热态特性以及物料（钢种）成分、铸坯断面尺寸，这些参数都由连铸机结构参数输入模块向物料凝固计算模块提供。另一方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统，其特征在于，包括物料凝固计算模块和电磁搅拌器定位模块，其中：所述物料凝固计算模块配置为根据接收到的参数确定对铸坯凝固末端位置产生影响的因子，根据该因子计算得到目标数据并发送至所述电磁搅拌器定位模块，所述参数包括连铸机的设备参数和连铸工序的工况参数；所述电磁搅拌器定位模块包括与电磁搅拌器电连接的控制单元，所述电磁搅拌器定位模块配置为接收并根据所述目标数据确定或调整电磁搅拌器的位置。

【技术特征摘要】
1.一种在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统，其特征在于，包括物料凝固计算模块和电磁搅拌器定位模块，其中：所述物料凝固计算模块配置为根据接收到的参数确定对铸坯凝固末端位置产生影响的因子，根据该因子计算得到目标数据并发送至所述电磁搅拌器定位模块，所述参数包括连铸机的设备参数和连铸工序的工况参数；所述电磁搅拌器定位模块包括与电磁搅拌器电连接的控制单元，所述电磁搅拌器定位模块配置为接收并根据所述目标数据确定或调整电磁搅拌器的位置；所述控制系统还包括分别与所述物料凝固计算模块的输入端电连接的连铸机结构参数输入模块和动态参数输入模块，其中：所述连铸机结构参数输入模块配置为向所述物料凝固计算模块提供所述设备参数；所述动态参数输入模块配置为实时地向所述物料凝固计算模块提供所述工况参数。2.根据权利要求1所述的在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统，其特征在于，所述物料凝固计算模块具体配置为根据所述因子计算得到液相穴深度数据和凝固末端位置数据并发送至所述电磁搅拌器定位模块；所述电磁搅拌器定位模块具体配置为根据所述液相穴深度数据和凝固末端位置数据，以及液芯厚度、固相率、物料含碳量和电磁搅拌强度来确定或调整电磁搅拌器的位置。3.根据权利要求2所述的在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统，其特征在于，还包括与所述物料凝固计算模块电连接的专家数据库，所述专家数据库存储有历史工作参数以及历史目标数据，并响应所述物料凝固计算模块的调用请求而向其提供所需的目标数据。4.根据权利要求3所述的在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统，其特征在于，还包括通信连接于所述物料凝固计算模块和电磁搅拌器定位模块并且包括显示单元的上位机，所述上位机配置为根据所述物料凝固计算模块和电磁搅拌器定位模块的信号实时显示液相穴深度、凝固末端位置和电磁搅拌器位置。5.一种基于如权利要求1所述的在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统的控制方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：高文江，刘万柱，石岩，
申请(专利权)人：北京明诚技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11