[发明专利]一种智能型连铸电磁搅拌在线控制系统及方法

权利要求书

1.一种智能型连铸电磁搅拌在线控制系统，其特征在于，所述系统包括：

数据读取模块，用于读取工况数据和钢种凝固特性参数；

数据求解模块，用于建模和求解；所述建模具体为根据读取的数据和/或历史数据离线求解凝固控制方程组；所述求解具体为根据读取的实时数据和凝固控制方程组在线求解该时刻对应钢种和工况数据下的热状态信息、流动状态信息和/或溶质状态信息；

数据运算与输出模块，将数据求解模块求解的热状态信息、流动状态信息和/或溶质状态信息与目标数据库中对应铸坯质量要求下的热状态信息、流动状态信息和溶质状态信息作对比，根据差异情况对电磁搅拌参数进行调整；

以及数据分析与存储模块，能够记录和存储运算数据，并将筛选的新数据定期更新到目标数据库中；

所述目标数据库为包括不同钢种、不同工况条件下电磁搅拌参数与铸坯质量之间对应关系的数据库；

所述凝固控制方程组包括热量传输方程、动量传输方程、质量传输方程、连续性方程、电磁场方程和凝固分率方程。

2.根据权利要求1所述的智能型连铸电磁搅拌在线控制系统，其特征在于，所述热量传输方程具体为：其中，t为时间、T为温度、α为热扩散系数。

3.根据权利要求1所述的智能型连铸电磁搅拌在线控制系统，其特征在于，所述动量传输方程具体为：其中，t为时间、为速度矢量、p为压力、ν为粘度系数、F为体积力、ρ为密度。

4.根据权利要求1所述的智能型连铸电磁搅拌在线控制系统，其特征在于，所述质量传输方程具体为：其中，t为时间、C_i为溶质i的浓度、D_i为溶质i的扩散系数。

5.根据权利要求1所述的智能型连铸电磁搅拌在线控制系统，其特征在于，所述连续性方程具体为：其中，t为时间、ρ为密度、为速度矢量。

6.根据权利要求1所述的智能型连铸电磁搅拌在线控制系统，其特征在于，所述电磁场方程具体为：其中，t为时间、为磁场强度矢量、为电场强度矢量、为电流密度矢量、F_E为电磁力、μ为磁导率、σ为电导率、为速度矢量。

7.根据权利要求1所述的智能型连铸电磁搅拌在线控制系统，其特征在于，所述凝固分率方程具体为：其中，f_S为凝固分率，T_L和T_S为液相线和固相线温度、T为温度。

8.一种连铸电磁搅拌在线控制方法，其特征在于，所述方法使用如权利要求1-7任一所述的连铸电磁搅拌在线控制系统，所述方法的步骤包括：

S1、读取工况数据和钢种凝固特性参数；根据读取的数据离线建模，求解凝固控制方程组；

S2、建立目标数据库，所述目标数据库包括不同钢种、不同工况条件下电磁搅拌参数与铸坯质量之间的对应关系；

S3、读取实时钢种数据和工况数据输入到凝固控制方程组，求解出热状态信息、流动状态信息和溶质状态信息；

S4、将S3中求解出的数据与目标数据库中对应铸坯质量要求下的目标数据作对比，判断是否存在差异；

S5、若不存在差异，控制结束；若存在差异，则对电磁搅拌参数进行调整；

S1～S3顺序不固定。