[發(fā)明專利]一種結(jié)晶器電磁制動工藝參數(shù)動態(tài)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110300335.1
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN103028714A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金百剛;李立勛;王軍;陳明
• 申請（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: B22D11/18
• 分類號: B22D11/18
• 代理公司: 鞍山華惠專利事務(wù)所 21213
• 代理人: 趙長芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵冶金連鑄技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于連鑄結(jié)晶器電磁制動工藝參數(shù)的動態(tài)控制方法。

背景技術(shù)

在板坯連鑄機(jī)上合理運(yùn)用結(jié)晶器電磁制動技術(shù)，可以顯著改善鋼材的表面質(zhì)量，提高拉速和生產(chǎn)效率。其基本原理是通過電磁力來控制鋼液面的擾動，不僅防止保護(hù)渣的卷吸，而且也使保護(hù)渣鋪展均勻，從而減少鑄坯的表面裂紋。并且通過減小流股的向下速度和沖擊深度，有利于減少鑄坯內(nèi)部夾雜物，促進(jìn)坯殼均勻生長，使漏鋼和角裂的危險大大減少，這已為國內(nèi)外很多鋼廠的實(shí)踐所證實(shí)。

目前，國內(nèi)外鋼廠在使用電磁制動過程中，工藝參數(shù)普遍采用手動輸入，即在一定的拉坯速度和鑄坯斷面尺寸條件下輸入固定的電流強(qiáng)度。而實(shí)際應(yīng)用表明，生產(chǎn)過程中的工藝條件是一個不斷變化的動態(tài)過程，而電磁制動參數(shù)往往得不到及時的調(diào)整，如果電磁制動參數(shù)不能隨著實(shí)際工藝條件及時改變，將存在制動效果不穩(wěn)定，從而增加了卷渣、夾雜、表面縱裂紋及凹陷等缺陷的形成幾率，導(dǎo)致鑄坯質(zhì)量時好時壞。而且由于電磁制動施加的電流波動較大，也將造成電能消耗增加，并導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性差，加速了設(shè)備損耗，影響了設(shè)備的使用壽命。因此，只有電磁制動參數(shù)隨著現(xiàn)場條件的變化而動態(tài)調(diào)整，才能獲得穩(wěn)定的制動效果，減少鑄坯內(nèi)部夾雜物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在提供一種可根據(jù)現(xiàn)場工藝條件的瞬時變化，自動調(diào)整電流強(qiáng)度，控制電磁制動參數(shù)，從而使電磁制動效果更加穩(wěn)定，結(jié)晶器內(nèi)液面保持最佳狀態(tài)，減少鑄坯缺陷和夾雜，提高鑄坯質(zhì)量，并節(jié)省電能和延長設(shè)備使用壽命的結(jié)晶器電磁制動工藝參數(shù)動態(tài)控制方法。

為此，本發(fā)明所采取的解決方案是：

一種結(jié)晶器電磁制動工藝參數(shù)動態(tài)控制方法，包括連鑄PLC(可編程控制)系統(tǒng)、OPC(過程控制系統(tǒng))客戶端、OPC服務(wù)器及電磁制動二級控制系統(tǒng)，其具體方法為：

1、設(shè)計電磁制動的二級控制系統(tǒng)，包括服務(wù)端和客戶端，服務(wù)端與客戶端之間通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊，整個電磁制動二級控制系統(tǒng)通過OPC服務(wù)端與連鑄PLC系統(tǒng)通訊。在電磁制動二級控制系統(tǒng)的服務(wù)端中設(shè)置冶金模塊、通訊模塊、磁場模塊、變量轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)庫模塊，在OPC客戶端連接數(shù)據(jù)記錄模塊。

2、通過OPC客戶端和服務(wù)端實(shí)時采集連鑄PLC系統(tǒng)包括鋼種、鑄坯厚度、鑄坯寬度、鋼水溫度、拉坯速度、氬氣流量及水口浸入深度在內(nèi)的現(xiàn)場工藝參數(shù)，并將采集到的工藝參數(shù)通過通訊模塊傳輸給電磁制動二級控制系統(tǒng)；

3、電磁制動二級控制系統(tǒng)的變量轉(zhuǎn)換模塊將接收到的工藝參數(shù)進(jìn)行計量單位變換后，輸送給冶金模塊進(jìn)行處理，冶金模塊根據(jù)采集到的參數(shù)計算出電磁制動的理論磁場強(qiáng)度并將結(jié)果輸送至磁場模塊；

4、磁場模塊根據(jù)磁流體力學(xué)及現(xiàn)場使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的回歸分析，計算出現(xiàn)場即時需要的實(shí)際電流強(qiáng)度，其具體計算公式為：

I=2267×[0.5Lργσ+0.0475(0.56H+0.28)+0.356R1]]]>

式中：I為即時電流強(qiáng)度，A；L為鑄坯當(dāng)量直徑，m，與鑄坯斷面有關(guān)；ρ為鋼液體積密度，kg/m³，與溫度有關(guān)；γ為鋼液運(yùn)動粘度，0.95×10^-6m²/s；σ為鋼液電導(dǎo)率，S/m，與鋼種和溫度有關(guān)；H為浸入水口深度，m；R₁為數(shù)據(jù)庫中的電流強(qiáng)度，即根據(jù)有限元數(shù)值模擬并經(jīng)過調(diào)整后得到的存儲在數(shù)據(jù)庫的電流強(qiáng)度，A；

當(dāng)連鑄現(xiàn)場鋼種、鑄坯厚度、鑄坯寬度、鋼水溫度、拉坯速度、氬氣流量及水口浸入深度任一條件變化時，電磁制動的電流強(qiáng)度會隨之改變，參數(shù)更新周期為100ms一次，可有效保證控制參數(shù)的實(shí)時性；