CN114505456A

CN114505456A - 连铸机动态电磁搅拌系统

Info

Publication number: CN114505456A
Application number: CN202210179909.2A
Authority: CN
Inventors: 张焕鑫
Original assignee: Metallurgy Intelligent Technology Zhangjiagang Co ltd
Current assignee: Metallurgy Intelligent Technology Zhangjiagang Co ltd
Priority date: 2022-02-25
Filing date: 2022-02-25
Publication date: 2022-05-17

Abstract

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及连铸机动态电磁搅拌系统；包括温度场计算单元、中央控制单元、受控单元和预警单元；本发明构建了连铸动态温度场计算系统，能够利用电磁搅拌车的移动，控制搅拌位置，通过磁场控制调整电磁搅拌的方式、方向、强度，能够实现对于不同钢种，采用不同温度以及对应的电磁搅拌模式、方向和强度进行冶金，具有优异的灵活性，采用双重预计方式，提升了冶金过程的安全性。

Description

连铸机动态电磁搅拌系统

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及连铸机动态电磁搅拌系统。

背景技术

冶金，是指从矿物中提取金属或金属化合物，用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。比如矿石加工冶炼（黑色金属、有色金属）毛坯的粗炼；毛坯的再加工炼钢厂、炼铁厂、有色金属提纯。

在冶金时，要对铸坯液进行搅拌，但是现有连铸机电磁搅拌系统均采用固定位置、固定强度、方向的静态电磁搅拌系统，搅拌型式单一，无法根据冶金状态动态调整搅拌方式和强度，提高铸坯内部质量的效果有限。

综上所述，研发连铸机动态电磁搅拌系统，仍是冶金技术领域中急需解决的关键问题。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明在于提供连铸机动态电磁搅拌系统，本发明构建了连铸动态温度场计算系统，能够利用电磁搅拌车的移动，控制搅拌位置，通过磁场控制调整电磁搅拌的方式、方向、强度，能够实现对于不同钢种，采用不同温度以及对应的电磁搅拌模式、方向和强度进行冶金，具有优异的灵活性，采用双重预计方式，提升了冶金过程的安全性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

连铸机动态电磁搅拌系统，包括温度场计算单元、中央控制单元、受控单元和预警单元，其中：

所述温度场计算单元用于实时跟踪计算铸坯液的温度场信息；

所述中央控制单元根据温度场信息，对铸坯液的磁场以及搅拌进行控制，所述中央控制单元与温度场计算单元连接；

所述受控单元根据中央控制单元的指令，对铸坯液动态调整，所述受控单元与中央控制单元连接；

所述预警单元用于分析温度场信息，并在超出安全阀值时，发出预警信息，所述预警单元与中央控制单元连接。

本发明进一步设置为：所述中央控制单元还用于根据管理人员的输入信息，对铸坯液的磁场以及搅拌进行控制，以及存储相关信息。

本发明进一步设置为：所述温度场计算单元包括温度获取模块、温度场构建模块和温度场计算模块，其中：

所述温度获取模块用于实时获取铸坯液的温度，以及铸坯液芯位置追踪；

所述温度场构建模块根据铸坯液的温度以及铸坯液芯位置，模拟构建铸坯液的状态，所述温度场构建模块与温度获取模块连接；

所述温度场计算模块根据模拟的铸坯液状态，计算铸坯液的搅拌情况，所述温度场计算模块与温度场构建模块连接。

本发明进一步设置为：所述中央控制单元包括处理器、设定输入模块和显示模块，其中：

所述处理器根据接收到的信息按照设定程序下达相应的指令；

所述设定输入模块用于管理人员输入对该铸坯加工设置参数，所述设定输入模块与处理器连接；

所述显示模块用于实时显示设定的参数以及铸坯搅拌信息，所述显示模块与处理器和设定输入模块均连接。

本发明进一步设置为：所述处理器与温度场计算模块连接。

本发明进一步设置为：所述中央控制单元还包括数据存储器，所述数据存储器用于存储接收到的数据信息，所述数据存储器与处理器连接。

本发明进一步设置为：所述受控单元包括电磁搅拌车、磁场控制器和调温模块，其中：

所述电磁搅拌车用于铸坯液进行搅拌，所述电磁搅拌车与处理器连接；

所述磁场控制器用于改变搅拌铸坯液的磁场，所述磁场控制器与处理器连接；

所述调温模块用于改变铸坯液的温度，所述调温模块与处理器连接。

本发明进一步设置为：所述预警单元包括预警模块、自动拨号模块以及蜂鸣器，其中：

所述预警模块用于接收处理器的预警指令，触发预警信息，所述预警模块与处理器连接；

所述自动拨号模块用于自动拨打管理人员的预留号码，播报预警信息，所述自动拨号模块与预警模块连接；

所述蜂鸣器用于发出蜂鸣提醒声音，所述蜂鸣器与预警模块连接。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

（1）本发明通过设置的温度获取模块获得当前铸坯液的温度以及状态，将铸坯液的温度以及状态信息传输给温度场构建模块，由温度场构建模块构建当前铸坯液的搅拌状态，即进行铸坯液的状态的模拟，将模拟信息传输给温度场计算模块，由温度场计算模块计算铸坯液的搅拌情况，形成了连铸动态温度场计算系统。

（2）本发明能够利用电磁搅拌车的移动，控制搅拌位置，通过磁场控制调整电磁搅拌的方式、方向、强度。

（3）本发明能够实现对于不同钢种，采用不同温度以及对应的电磁搅拌模式、方向和强度进行冶金，具有优异的灵活性。

（4）本发明采用双重预计方式，提升了冶金过程的安全性。

附图说明

图1为连铸机动态电磁搅拌系统的系统图；

图2为连铸机动态电磁搅拌系统中温度场计算单元的示意图；

图3为连铸机动态电磁搅拌系统中中央控制单元的示意图；

图4为连铸机动态电磁搅拌系统中受控单元的示意图；

图5为连铸机动态电磁搅拌系统中预警单元的示意图。

图中标号说明：

100、温度场计算单元；110、温度获取模块；120、温度场构建模块；130、温度场计算模块；200、中央控制单元；210、处理器；220、设定输入模块；230、显示模块；240、数据存储器；300、受控单元；310、电磁搅拌车；320、磁场控制器；330、调温模块；400、预警单元；410、预警模块；420、自动拨号模块；430、蜂鸣器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参照图1-5所示，连铸机动态电磁搅拌系统，包括温度场计算单元100、中央控制单元200、受控单元300和预警单元400，其中：温度场计算单元100用于实时跟踪计算铸坯液的温度场信息；中央控制单元200根据温度场信息，对铸坯液的磁场以及搅拌进行控制，中央控制单元200与温度场计算单元100连接；受控单元300根据中央控制单元200的指令，对铸坯液动态调整，受控单元300与中央控制单元200连接；预警单元400用于分析温度场信息，并在超出安全阀值时，发出预警信息，预警单元400与中央控制单元200连接；中央控制单元200还用于根据管理人员的输入信息，对铸坯液的磁场以及搅拌进行控制，以及存储相关信息。

在本实施例中，由温度场计算单元100获取当前铸坯液的温度以及状态，构建当前铸坯液流动模型，计算当前铸坯液的搅拌情况，将信息传输给中央控制单元200，中央控制单元200接收到信息后，调整受控单元300，通过磁场控制的调整电磁搅拌的方式、方向、强度，基于冶金学凝固原理，实现最适合当前凝固状态的搅拌，达到最大化优化铸坯内部质量的效果，同时，在超出安全设定时，会通过预警单元400发出预警信息，提升了安全性。

在本发明中，温度场计算单元100包括温度获取模块110、温度场构建模块120和温度场计算模块130，其中：温度获取模块110用于实时获取铸坯液的温度，以及铸坯液芯位置追踪；温度场构建模块120根据铸坯液的温度以及铸坯液芯位置，模拟构建铸坯液的状态，温度场构建模块120与温度获取模块110连接；温度场计算模块130根据模拟的铸坯液状态，计算铸坯液的搅拌情况，温度场计算模块130与温度场构建模块120连接。

在本实施例中，通过设置的温度获取模块110获得当前铸坯液的温度以及状态，将铸坯液的温度以及状态信息传输给温度场构建模块120，由温度场构建模块120构建当前铸坯液的搅拌状态，即进行铸坯液的状态的模拟，将模拟信息传输给温度场计算模块130，由温度场计算模块130计算铸坯液的搅拌情况，需要说明的是，在温度场构建模块120内设置有相应的构建模型，在温度场计算模块130内有相应的运算程序。

在本发明中，中央控制单元200包括处理器210、设定输入模块220和显示模块230，其中：处理器210根据接收到的信息按照设定程序下达相应的指令；设定输入模块220用于管理人员输入对该铸坯加工设置参数，设定输入模块220与处理器210连接；显示模块230用于实时显示设定的参数以及铸坯搅拌信息，显示模块230与处理器210和设定输入模块220均连接；处理器210与温度场计算模块130连接；中央控制单元200还包括数据存储器240，数据存储器240用于存储接收到的数据信息，数据存储器240与处理器210连接。

在本实施例中，处理器210在获取温度场计算单元100的信息后，能够向受控单元300发送指令，控制受控单元300改变电磁搅拌的方式、方向、强度，同时，设置的数据存储器240对数据进行存储，此外，管理人员能够通过设定输入模块220设定对于铸坯液搅拌的控制参数，通过显示模块230进行显示，以便管理人员能够连接对于铸坯液的搅拌情况，并及时的进行调整，从而能够提升铸坯内部的质量。

在本发明中，受控单元300包括电磁搅拌车310、磁场控制器320和调温模块330，其中：电磁搅拌车310用于铸坯液进行搅拌，电磁搅拌车310与处理器210连接；磁场控制器320用于改变搅拌铸坯液的磁场，磁场控制器320与处理器210连接；调温模块330用于改变铸坯液的温度，调温模块330与处理器210连接。

在本实施例中，通过处理器210能够控制电磁搅拌车310，利用电磁搅拌车310的移动，控制搅拌位置，通过磁场控制器320控制磁场，调整电磁搅拌的方式、方向、强度，通过调温模块330调整温度，使得温度能够适于铸坯液，达到最大化优化铸坯内部质量的效果。

在本发明中，预警单元400包括预警模块410、自动拨号模块420以及蜂鸣器430，其中：预警模块410用于接收处理器210的预警指令，触发预警信息，预警模块410与处理器210连接；自动拨号模块420用于自动拨打管理人员的预留号码，播报预警信息，自动拨号模块420与预警模块410连接；蜂鸣器430用于发出蜂鸣提醒声音，蜂鸣器430与预警模块410连接。

在本发明中，预警模块410在接收到处理器210的信息后，确定是否出现操作设定阈值的情况，如温度，在超出设定阈值时，向自动拨号模块420以及蜂鸣器430下发指令，通过蜂鸣器430产生蜂鸣提醒声音，同时，为了进一步的提升安全性，还会通过自动拨号模块420拨打管理人员预留的联系方式，告知当前预警信息。

本发明通过配合铸坯温度场计算单元100，通过对铸坯液芯位置的动态跟踪，利用电磁搅拌车310的移动，控制搅拌位置，通过磁场控制调整电磁搅拌的方式、方向、强度，基于冶金学凝固原理，实现最适合当前凝固状态的搅拌，达到最大化优化铸坯内部质量的效果。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.连铸机动态电磁搅拌系统，其特征在于，包括温度场计算单元（100）、中央控制单元（200）、受控单元（300）和预警单元（400），其中：

所述温度场计算单元（100）用于实时跟踪计算铸坯液的温度场信息；

所述中央控制单元（200）根据温度场信息，对铸坯液的磁场以及搅拌进行控制，所述中央控制单元（200）与温度场计算单元（100）连接；

所述受控单元（300）根据中央控制单元（200）的指令，对铸坯液动态调整，所述受控单元（300）与中央控制单元（200）连接；

所述预警单元（400）用于分析温度场信息，并在超出安全阀值时，发出预警信息，所述预警单元（400）与中央控制单元（200）连接。

2.根据权利要求1所述的连铸机动态电磁搅拌系统，其特征在于，所述中央控制单元（200）还用于根据管理人员的输入信息，对铸坯液的磁场以及搅拌进行控制，以及存储相关信息。

3.根据权利要求1所述的连铸机动态电磁搅拌系统，其特征在于，所述温度场计算单元（100）包括温度获取模块（110）、温度场构建模块（120）和温度场计算模块（130），其中：

所述温度获取模块（110）用于实时获取铸坯液的温度，以及铸坯液芯位置追踪；

所述温度场构建模块（120）根据铸坯液的温度以及铸坯液芯位置，模拟构建铸坯液的状态，所述温度场构建模块（120）与温度获取模块（110）连接；

所述温度场计算模块（130）根据模拟的铸坯液状态，计算铸坯液的搅拌情况，所述温度场计算模块（130）与温度场构建模块（120）连接。

4.根据权利要求3所述的连铸机动态电磁搅拌系统，其特征在于，所述中央控制单元（200）包括处理器（210）、设定输入模块（220）和显示模块（230），其中：

所述处理器（210）根据接收到的信息按照设定程序下达相应的指令；

所述设定输入模块（220）用于管理人员输入对该铸坯加工设置参数，所述设定输入模块（220）与处理器（210）连接；

所述显示模块（230）用于实时显示设定的参数以及铸坯搅拌信息，所述显示模块（230）与处理器（210）和设定输入模块（220）均连接。

5.根据权利要求4所述的连铸机动态电磁搅拌系统，其特征在于，所述处理器（210）与温度场计算模块（130）连接。

6.根据权利要求5所述的连铸机动态电磁搅拌系统，其特征在于，所述中央控制单元（200）还包括数据存储器（240），所述数据存储器（240）用于存储接收到的数据信息，所述数据存储器（240）与处理器（210）连接。

7.根据权利要求4所述的连铸机动态电磁搅拌系统，其特征在于，所述受控单元（300）包括电磁搅拌车（310）、磁场控制器（320）和调温模块（330），其中：

所述电磁搅拌车（310）用于铸坯液进行搅拌，所述电磁搅拌车（310）与处理器（210）连接；

所述磁场控制器（320）用于改变搅拌铸坯液的磁场，所述磁场控制器（320）与处理器（210）连接；

所述调温模块（330）用于改变铸坯液的温度，所述调温模块（330）与处理器（210）连接。

8.根据权利要求4所述的连铸机动态电磁搅拌系统，其特征在于，所述预警单元（400）包括预警模块（410）、自动拨号模块（420）以及蜂鸣器（430），其中：

所述预警模块（410）用于接收处理器（210）的预警指令，触发预警信息，所述预警模块（410）与处理器（210）连接；

所述自动拨号模块（420）用于自动拨打管理人员的预留号码，播报预警信息，所述自动拨号模块（420）与预警模块（410）连接；

所述蜂鸣器（430）用于发出蜂鸣提醒声音，所述蜂鸣器（430）与预警模块（410）连接。