一种连铸机旋转电磁搅拌器的控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116000259A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211693135.1(22)申请日2022.12.28(71)申请人邯郸钢铁集团有限责任公司地址056015河北省邯郸市复兴区复兴路232号申请人河钢股份有限公司邯郸分公司(72)发明人罗锐军罗静姗朱科李会欣陈东宁杨之俊叶瑞海(74)专利代理机构石家庄冀科专利商标事务所有限公司13108专利代理师赵红强(51)Int.Cl.B22D11/16(2006.01)B22D11/12(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种连铸机旋转电磁搅拌器的控制方法(57)摘要本发明涉及一种连铸机旋转电磁搅拌器的控制方法，属于冶金自动化控制方法技术领域。本发明的技术方案是：使用带矢量控制功能的变频器或变频电源设备，经过辨识过程以适应冶金工艺过程和设备环境的变化，进行运行参数的匹配，驱动电磁搅拌器输出满足工艺要求的搅拌频率和搅拌转矩，同时控制转矩电流上限，限制励磁电流分量避免磁路过饱和，从而实现对电磁搅拌器运行参数的精准控制。本发明的有益效果是：避免盲目增加电磁搅拌器电压和电流造成额外的电能损失和设备过热等，实现节能高效运行；还可以提供连铸机拉钢过程中关于漏钢风险等级变化的辅助性判据。CN116000259ACN116000259A权利要求书1/1页1.一种连铸机旋转电磁搅拌器的控制方法，其特征在于包含以下步骤：（1）浇铸过程开始后多次启动电磁搅拌器的电磁参数辨识，以获得对应不同液相比铸坯的辨识数据并保存；（2）每次新的辨识数据与前次对比，辨识数据稳定也就是液相比固定后停止辨识过程，按工艺要求的频率启动电磁搅拌器运行；通过PLC和上位机测量记录电磁搅拌器的运行参数；（3）通过矢量控制功能实现输出工艺要求的搅拌频率，控制转矩电流上限以及限制励磁电流分量避免磁路过饱和；（4）在异钢种连浇或改变冷却制度情况下，提供一种候选操作：暂停电磁搅拌器运行‑重启辨识过程‑再启动电磁搅拌器运行；（5）根据电磁搅拌器的运行数据提供关于漏钢风险等级变化的辅助性判据。2.根据权利要求1所述的一种连铸机旋转电磁搅拌器的控制方法，其特征在于：所述步骤（1）中，辨识数据包含常规电机辨识过程中的阻抗参数和时间常数；对于凝固末端电磁搅拌和二冷段电磁搅拌，获得对应完全凝固铸坯辨识数据并保存供比对。3.根据权利要求1所述的一种连铸机旋转电磁搅拌器的控制方法，其特征在于：所述步骤（2）中，辨识数据稳定指变动辐度的±5%范围内；电磁搅拌器的运行参数包含电压、电流、频率、有功功率与无功功率以及励磁电流分量与转矩电流分量的数值及其变化趋势。4.根据权利要求1所述的一种连铸机旋转电磁搅拌器的控制方法，其特征在于：所述步骤（3）中，电磁搅拌器由具备矢量控制功能的变频器或变频电源设备驱动，矢量控制功能是应用于变频调速装置的成熟技术。5.根据权利要求1所述的一种连铸机旋转电磁搅拌器的控制方法，其特征在于：所述步骤（5）中，根据电磁搅拌器的运行数据提供关于漏钢风险等级变化的辅助性判据，其判断依据是：电搅在连铸机弧段位置不变的情况下，运行过程中的转矩电流分量变化意味着铸坯液相比变化，转矩电流增大说明连铸坯坯壳变薄，冷却有问题，漏钢风险增加。2CN116000259A说明书1/4页一种连铸机旋转电磁搅拌器的控制方法技术领域[0001]本发明涉及一种连铸机旋转电磁搅拌器的控制方法法，属于冶金自动化控制方法技术领域。背景技术[0002]在连铸技术领域中，随着技术的不断发展和钢铁行业市场竞争的日益加剧，铸坯质量问题已逐渐上升为连铸生产的关键性限制因素，越发受到用户和厂家的重视，特别是在生产高品质钢和特殊用途钢时，对连铸坯质量提出了更高的要求。[0003]在连铸技术中，钢液在结晶器内部受到冷却并形成一定厚度的凝固坯壳，出了结晶器后，铸坯内部还处于液态，形成一个长长的液芯。在二冷阶段铸坯受到二次冷却，凝固坯壳逐渐变厚，直到铸坯芯部完全凝固。连铸过程也就是铸坯液芯逐步凝固的过程。[0004]连铸电磁搅拌的实质就是借助在铸坯的液相穴内感生的电磁力强化液相穴内钢水的运动，由此强化钢水的对流、传热和传质过程，从而控制铸坯的凝固过程，对提高铸坯质量具有积极的作用。连铸坯液相穴内钢水对流运动对消除过热度、改善铸坯凝固组织和成分偏析等有重大影响。而钢水流动的驱动力来自铸流的动能和外力，前者与浇注方式有关，后者则可以在液相穴的任何位置上外加电磁力即使用电磁搅拌，而后者的影响要远甚于前者。[0005]用于连铸过程的电磁搅拌器按其在铸机弧段安装的位置，有如下几种：(1)结晶器电磁搅拌器MEMS：是目前各种连铸机都适用的装置，它对改善铸坯表面质量、细化晶粒和减少铸坯内