[发明专利]用于连铸坯浇铸的控制方法

权利要求书

1.一种用于连铸坯浇铸的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集连铸机状态，当所述连铸机处于浇铸状态时，采集所述连铸机的浇铸工艺参数；

根据凝固末端跟踪模型计算连铸坯的温度分布、凝固末端位置和固相率fs，并估算出所述连铸坯的第一压下区间；

根据所述温度分布判断所述连铸坯在各个阶段的凝固速度，并根据所述凝固速度和所述浇铸工艺参数采用凝固组织预测模型预测所述第一压下区间内的凝固组织结构，以得到所述连铸坯的中心等轴晶区面积与柱状晶区的面积比f_ec和晶粒尺寸φ；

根据所述凝固末端位置和所述固相率fs，以及所述凝固组织结构、所述面积比f_ec和所述晶粒尺寸φ，确定轻压下的压下区间、压下量δ和压下速率v，并转化成目标执行机架和目标辊缝值S；

读取实际轻压下工艺参数，将所述辊缝值S与实际辊缝值进行比较，如果所述辊缝值S与实际辊缝值的差值大于预设阈值，根据所述目标执行机架和所述辊缝值S执行相应动作。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述浇铸工艺参数包括以下至少之一：

钢种和成分、中包温度Tc、拉速u、结晶器冷却水量、进出水温差、二冷水量、二冷水温以及电磁搅拌方式和电流。 

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据凝固末端跟踪模型计算连铸坯的温度分布、凝固末端位置和固相率fs分布具体包括：

将连铸坯映射成沿拉坯方向上顺序排列的多个切片，以所述切片某一端点为原点，取宽度方向为x方向和厚度方向为y方向，计算所述切片的温度T的热传导方程为：

其中，ρ、c分别为所述连铸坯的密度和热容，λ为热传导系数， 为所述连铸坯内热源强项；

所述连铸坯的铸坯表面边界条件：

其中q为表面热流；

所述连铸坯的铸坯中心边界条件：

其中，x＝d/2为所述连铸坯厚度的一半；

初始条件为：

t＝0时，T＝T_c

式中T_c为浇注温度，在实际计算中用中包温度表示；

依据所述热传导方程、所述边界条件和所述初始条件，分别对x方向、y方向进行等分，采用有限差分法计算每个节点的温度，当计算完从所述连铸坯的结晶器到凝固末端或铸机出口位置的每个切片的温度时，得到整个所述连铸坯的三维温度分布和凝固末端位置；

固相率f_s＝(Tl-T)/(Tl-Ts)，其中T表示该点的温度值，Tl为所浇铸钢种的液相线温度，Ts为所浇铸钢种的固相线温度。 

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据所述凝固末端位置和固相率fs分布，以及所述凝固组织结构、所述面积比f_ec和所述晶粒尺寸φ，确定轻压下的压下区间、压下量δ和压下速率v，并转化成目标执行机架和目标辊缝值S具体包括：

压下量δ由如下公式确定：

其中，μ为液固相变的凝固收缩率，A为与钢种相关的常数，d1为中心等轴晶区起始厚度，B、α和C为经验参数,

所述压下量δ的分配方法为

其中n表示执行轻压下动作的最后一个区间。根据压下量的分布，确定个区间的压下率而相应的压下速率为u为拉速。

5.根据权利要求1-4任一项所述的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

对所述连铸坯按照钢厂铸坯质量检测工艺定期进行取样和低倍检测，将所检测结果反馈至所述凝固组织预测模型，进一步修正连铸工艺与凝固组织结构的函数关系。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，修正连铸工艺与凝固组织结构的函数关系具体包括：

当预测的凝固组织与检测出来的实际连铸坯凝固组织存在明显区别时，对所述凝固组织预测模型中钢种和成分、中包温度和电磁搅拌与形核率的关系进行修改。