1. 4*( % 巧-21. 7*( %Cr)+9. 7*( %Mn)+7. 6*( % 巧+0. 5*(%Ni)，钢种的固相线溫度Ts= 1536°C-[415. 3*(% 0+12. 3*(%Si)+124. 5*(% 巧+183. 9*(% 巧+1. 4*(%Cr)+6. 8*(%Mn)+4. 1*(%Al)+4. 3*(%Ni)],其中，％i表示元 素i在钢种中的质量百分数含量；然后，将铸巧的溫度分布中溫度不大于固相线溫度Ts的 地方作为已凝固的地方，从而得到铸巧凝固壳厚度。
[0046] 得到铸巧凝固壳厚度之后，在步骤S530中，根据铸巧总厚度和铸巧凝固壳厚度得 到铸巧巧壳凝固率，其中，铸巧巧壳凝固率Rs=铸巧凝固壳厚度/铸巧总厚度。
[0047] 图6是本发明连铸用电磁揽拌控制系统的构成框图，如图6所示，所述连铸用电磁 揽拌控制系统包括电磁揽拌装置200,对铸巧施加电磁场，其中，还包括：
[0048] 输入单元610,用于输入连铸生产的工艺参数；
[0049] 模型构建单元620,构建溫度场计算模型，包括：铸巧凝固传热模型构建单元621， 采用铸巧二维非稳态传热Lagrangian微分方程描述铸巧凝固传热模型；设定单元622,设 定铸巧凝固传热模型的初始条件、边界条件和假设条件；
[00加]跟踪单元630,根据输入单元610输入的工艺参数和模型构造单元620构造的溫度 场计算模型追踪铸巧巧壳凝固率；
[0051] 确定单元640,将跟踪单元630得到的铸巧巧壳凝固率为45 %至70 %的位置确定 为揽拌位置；
[0052] 移动装置650,将电磁揽拌装置200移动到确定单元640确定的揽拌位置，具体地， 将在图7的描述中进行详细说明。
[0053] 上述连铸用电磁揽拌控制系统包括模型构建单元620和移动装置660,模型构建 单元620构建溫度场计算模型，可根据连铸生产情况（钢种、断面、中包溫度、结晶器水量和 二冷各区水量），计算出该工况下铸巧凝固进程，按照铸巧巧壳凝固率为45%至70%的原 贝1J，给出距结晶器的钢水液面一定距离的最佳揽拌位置，并且移动装置660,则是根据溫度 场计算模型给出的最佳揽拌位置，通将末端电磁揽拌装置自动运行到该位置，实施电磁揽 拌达到最佳的揽拌效果。
[0054] 图7是本发明连铸用电磁揽拌控制系统中移动装置的示意图，如图7所示，所述移 动装置包括： 阳化5] 定位车710,其上表面安装有电磁揽拌装置200,下表面安装有导向滚轮（未示 出），W连铸机的立柱5作为导轨进行滑动；
[0056] 升降驱动装置720,驱动定位车710移动；
[0057] 控制单元（未示出），通过控制升降驱动装置720,将定位车710的移动到确定单 元640确定的揽拌位置。
[005引优选地，升降驱动装置720,包括：电机（未示出），与控制单元电连接，通过控制 单元控制电机的转矩；滑轮721，安装到电机的转轴，通过电机转动带动滑轮721转动；钢缆 722, 一端环绕在滑轮721上，另一端连接定位车710,通过滑轮721转动改变连接到定位车 710的钢缆722的长度，从而控制定位车710的移动。
[0059] 优选地，控制单元为可编程逻辑控制器（PLC)，通过PID调节使得定位车710精确 移动到揽拌位置。 W60] 图7示出了采用电机和滑轮的升降驱动装置720,但是本发明并不限于此，升降驱 动装置720可W为活塞结构的电动驱动装置。
[0061] 在拉速范围1. 9~2.Im/min下，生产60Si2Mn钢种，150X150mm2尺寸的铸巧时， 不采用电磁揽拌技术生产时，中屯、偏析和中屯、疏松严重；在二冷区结束位置采用电磁揽拌 技术，中屯、缩孔《1. 0级和中屯、偏析《1. 0级所占比例均在10%W下；采用本发明所述连 铸用电磁揽拌控制方法及装置在铸巧壳凝固率为55 %~60 %时采用电磁揽拌技术对铸巧 施加电磁场，未出现中间裂纹，中屯、缩孔《1. 0级和中屯、偏析《1. 0级所占比例均在30% W上，具体到地，如图图8a和8b所示，图8a示出了随着拉巧进行其铸巧表面溫度和中屯、 溫度的变化，横坐标为距离结晶器的钢水液面的距离，单位为m，纵坐标为溫度，单位为°C， 图中靠下的曲线为铸巧表面溫度，靠上的曲线为铸巧中屯、溫度，结合该钢种的固相线溫度， 即可计算出距离结晶器的钢水液面不同位置其铸巧的凝固率。图8b示出了铸巧凝固过程 的坐标图，横坐标为距离结晶器的钢水液面的距离，单位为m，纵坐标为铸巧的凝固率，单位 为％，其中，曲线表示距离钢水液面不同位置铸巧的凝固率变化情况，根据末端电磁揽拌最 佳揽拌位置凝固率为45%~75%的原则，取凝固率55%施加电磁揽拌，相应揽拌位置为距 离结晶器钢水液面10. 58m，则将电磁揽拌装置移动到上述揽拌位置，对铸巧施加电磁场。
[0062] 尽管前面公开的内容示出了本发明的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权 利要求限定的本发明范围的前提下，可W进行多种改变和修改。运里描述的发明实施例所 述的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需W任何特定顺序执行。此外，尽管本发明的 元素可WW个体形式描述或要求，但是也可W设想多个，除非明确限制为单数。
【主权项】
1. 一种连铸用电磁搅拌控制方法，包括： 构建温度场计算模型； 通过构建的温度场计算模型追踪铸坯坯壳凝固率； 根据铸坯坯壳凝固率确定搅拌位置，其中，所述搅拌位置为铸坯坯壳凝固率为45%至 70 %的位置； 将电磁搅拌装置移动到上述搅拌位置，对该位置的铸坯施加电磁场。2. 根据权利要求1所述的连铸用电磁搅拌控制方法，其中，所述构建温度场计算模型 包括： 建立铸坯凝固传热模型，其中，所述铸坯凝固传热模型为铸坯二维非稳态传热拉格朗 日微分方程为：其中，P是钢液固相和液相密度，t是时间，T温度，H是热焓，单位KJ.kgSA是导热 系数，单位W.m1.°CScp是比热，单位J.kg、°CS 设定上述铸坯凝固传热模型求解过程中的假设条件； 设定初始条件和边界条件。3. 根据权利要求2所述的连铸用电磁搅拌控制方法，其中，所述假设条件包括： 1) 通过放大导热系数方法来体现钢液在结晶器内的强烈流动对传热的影响； 2) 钢液固相和液相密度视为常数P; 3) 热物性参数，导热系数A、比热Cp均视为温度的函数； 4) 将合金的凝固温度视为常数，凝固开始的温度为液相线温度T1，凝固结束的温度为 固相线温度Ts，1\和Ts由合金成分确定。4. 根据权利要求2所述的连铸用电磁搅拌控制方法，其中，所述初始条件为：结晶器弯 月面钢水温度与浇铸温度相同，取中包温度。5. 根据权利要求2所述的连铸用电磁搅拌控制方法，其中，所述边界条件包括： 结晶器段边界条件： -aVT-n-f 其中，n是铸坯表面的外法线方向，q是热流密度，单位W/m2; 二冷段边界条件： -/NT h{T -Tt) 其中，T"为环境温度，h为铸坯表面与周围环境的传热系数，单位KW.m2.°C\h=a+bwe，其中，a和b是常数，w是水流密度，单位为I.m2.s\指数c取值0. 4至0. 7。6. 根据权利要求1所述的连铸用电磁搅拌控制方法，其中，所述通过构建的温度场计 算模型追踪铸坯坯壳凝固率，包括； 根据连铸生产的工艺参数和温度场计算模型，实时计算铸坯的温度分布； 根据铸坯厚度方向的温度分布情况，利用钢种的液相温度和固相温度确定铸坯凝固壳 厚度； 根据浇注断面尺寸和铸坯凝固壳厚度得到铸坯坯壳凝固率。7. -种连铸用电磁搅拌控制系统，包括电磁搅拌装置，对铸坯施加电磁场，其中，该连 铸用电磁搅拌控制系统还包括： 输入单元，用于输入连铸生产的工艺参数； 模型构建单元，构建温度场计算模型； 跟踪单元，根据输入单元输入的工艺参数和模型构造单元构造的温度场计算模型追踪 铸坯坯壳凝固率； 确定单元，将跟踪单元得到的铸坯坯壳凝固率为45%至70%的位置确定为搅拌位置； 移动装置，将电磁搅拌装置移动到确定单元确定的搅拌位置。8. 根据权利要求7所述的连铸用电磁搅拌控制系统，其中，所述模型构建单元包括： 铸坯凝固传热模型构建单元，根据铸坯二维非稳态传热拉格朗日微分方程建立铸坯凝 固传热模型； 设定单元，设定铸坯凝固传热模型的初始条件、结晶器段边界条件以及二冷段边界条 件。9. 根据权利要求7所述的连铸用电磁搅拌控制系统，其中，所述移动装置包括： 定位车，其上表面安装有电磁搅拌装置，下表面安装有导向滚轮，以主机的立柱作为导 轨进行滑动； 升降驱动装置，驱动定位车移动； 控制单元，通过控制升降驱动单元，将定位车的移动到确定单元确定的搅拌位置。10. 根据权利要求7所述的连铸用电磁搅拌控制系统，其中，所述升降驱动装置包括： 电机，与控制单元电连接，通过控制单元控制电机的转矩； 滑轮，安装到电机的转轴，通过电机转动带动滑轮转动； 钢缆，一端环绕在滑轮上，另一端连接定位车，通过滚轮转动改变连接到定位车的钢缆 的长度，从而控制定位车的移动。
【专利摘要】本发明提供一种连铸用电磁搅拌控制方法及系统，包括：构建温度场计算模型；通过温度场计算模型追踪铸坯坯壳凝固率；根据铸坯坯壳凝固率确定搅拌位置，其中，搅拌位置为铸坯坯壳凝固率为45％至70％的位置；将电磁搅拌装置移动到搅拌位置，对铸坯施加电磁场。系统包括：输入单元，用于输入连铸生产的工艺参数；模型构建单元，构建温度场计算模型；跟踪单元，根据输入的工艺参数和温度场计算模型追踪铸坯坯壳凝固率；确定单元，将铸坯坯壳凝固率为45％至70％的位置确定为搅拌位置；移动装置，将电磁搅拌装置移动到搅拌位置。本发明将温度场、搅拌装置及其移动装置相结合，实现在最佳搅拌位置对铸坯进行电磁搅拌，改善铸坯内部质量。
【IPC分类】B22D11/115, B22D11/18
【公开号】CN105127390
【申请号】CN201510555998
【发明人】高仲, 白居冰
【申请人】中冶连铸技术工程有限责任公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月2日