[發明專利]一種連鑄機旋轉電磁攪拌器的控制方法

在審

• 申請號: 202211693135.1
• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN116000259A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 羅銳軍;羅靜姍;朱科;李會欣;陳東寧;楊之俊;葉瑞海
• 申請（專利權）人: 邯鄲鋼鐵集團有限責任公司;河鋼股份有限公司邯鄲分公司
• 主分類號: B22D11/16
• 分類號: B22D11/16;B22D11/12
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 趙紅強

本發明涉及一種連鑄機旋轉電磁攪拌器的控制方法，屬于冶金自動化控制方法技術領域。本發明的技術方案是：使用帶矢量控制功能的變頻器或變頻電源設備，經過辨識過程以適應冶金工藝過程和設備環境的變化，進行運行參數的匹配，驅動電磁攪拌器輸出滿足工藝要求的攪拌頻率和攪拌轉矩，同時控制轉矩電流上限，限制勵磁電流分量避免磁路過飽和，從而實現對電磁攪拌器運行參數的精準控制。本發明的有益效果是：避免盲目增加電磁攪拌器電壓和電流造成額外的電能損失和設備過熱等，實現節能高效運行；還可以提供連鑄機拉鋼過程中關于漏鋼風險等級變化的輔助性判據。

技術領域

本發明涉及一種連鑄機旋轉電磁攪拌器的控制方法法，屬于冶金自動化控制方法技術領域。

背景技術

在 連鑄技術領域中，隨著技術的不斷發展和鋼鐵行業市場競爭的日益加劇，

鑄坯質量問題已逐漸上升為連鑄生產的關鍵性限制因素，越發受到用戶和廠家的重視，特別是在生產高品質鋼和特殊用途鋼時，對連鑄坯質量提出了更高的要求。

在連鑄技術中，鋼液在結晶器內部受到冷卻并形成一定厚度的凝固坯殼，出了結

晶器后，鑄坯內部還處于液態，形成一個長長的液芯。在二冷階段鑄坯受到二次冷卻，凝固坯殼逐漸變厚，直到鑄坯芯部完全凝固。連鑄過程也就是鑄坯液芯逐步凝固的過程。

連鑄電磁攪拌的實質就是借助在鑄坯的液相穴內感生的電磁力強化液相穴內鋼水的運動，由此強化鋼水的對流、傳熱和傳質過程，從而控制鑄坯的凝固過程，對提高鑄坯質量具有積極的作用。連鑄坯液相穴內鋼水對流運動對消除過熱度、改善鑄坯凝固組織和成分偏析等有重大影響。而鋼水流動的驅動力來自鑄流的動能和外力，前者與澆注方式有關，后者則可以在液相穴的任何位置上外加電磁力即使用電磁攪拌，而后者的影響要遠甚于前者。

用于連鑄過程的電磁攪拌器按其在鑄機弧段安裝的位置，有如下幾種：

(1)?結晶器電磁攪拌器MEMS：是目前各種連鑄機都適用的裝置，它對改善鑄坯表面質量、細化晶粒和減少鑄坯內部夾雜及中心疏松有明顯的作用，應用最為廣泛。為不影響液面自動控制裝置的使用，一般安裝在結晶器的下部。

(2)?二冷段電磁攪拌器SEMS：又可分為二冷一段電磁攪拌器S1EMS和二冷二段電磁攪拌器S2EMS。S1EMS安裝在結晶器一段的足輥處，其功能與MEMS類似，兩者不重復使用，由于其更換、維修方便，因此其投資和運行成本比較經濟。S2EMS是促進鑄坯晶粒細化的有效手段，一般與MEMS或S1EMS一起使用。

(3)?凝固末端電磁攪拌器FEMS：一般在澆注對碳偏析有嚴格要求的含碳高的鋼種時采用，為保證攪拌效果，其安裝位置要靠近凝固末端，并允許調節。

電磁攪拌器其磁場運動特征可歸納為旋轉磁場型、行波磁場型、螺旋磁場型和恒定磁場型等4類。

旋轉式電磁攪拌器的運行原理類似于異步電機,電磁攪拌器本體相當于電動機定子,金屬熔液相當于轉子,攪拌器產生的旋轉磁場作用于溶融的金屬液,在其中產生感應電流,該電流又與攪拌器產生的磁場相互作用而產生電磁力,推動金屬熔液旋轉。

矢量控制實現的基本原理是通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉矩的目的。

電機的 辨識過程：變頻器或驅動器在正式運行前，基于特定算法和運行流程往電機的繞組中注入一定頻率、一定幅值的電壓/電流信號，然后在線檢測電機（包括電機、電纜、電氣接觸件等）當時所反映出來的一些電氣信息，從而計算得出電機的模型參數，達到對電機進行識別、以便為電機配置更高級別參數、優化運行控制的目的。