專利名稱：一種板坯連鑄電磁攪拌器動態(tài)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉連鑄技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種板坯連鑄電磁攪拌器的實時動態(tài)控制方法。
背景技術(shù)：
在板坯連鑄機(jī)上合理運用二次冷卻區(qū)電磁攪拌技術(shù)，可以顯著減輕鑄坯的中心偏析和中心疏松，大大提高等軸晶率，基本消除內(nèi)裂與中心縮孔，提高鑄坯合格率。尤其對寬厚板而言，電磁攪拌的冶金效果尤為明顯，已成為一種重要的技術(shù)手段，這已為世界各國煉鋼廠的連鑄生產(chǎn)實踐所證實。目前，國內(nèi)外煉鋼生產(chǎn)廠家所設(shè)計的電磁攪拌參數(shù)都是按照預(yù)先設(shè)定和輸入的工藝參數(shù)進(jìn)行電磁攪拌器的控制，而不是根據(jù)現(xiàn)場實際工藝參數(shù)的變化來調(diào)整電磁攪拌器的電磁攪拌參數(shù)，因此直接影響了電磁攪拌的實際效果。實踐證明，只有針對不同的鋼種和澆注工藝需采用相應(yīng)的攪拌參數(shù)才能達(dá)到最佳效果。由于實際生產(chǎn)過程中的工藝條件是不斷變化的，從而導(dǎo)致電磁攪拌器位置處的凝固坯殼厚度及未凝固液相的體積也在不斷變化，如攪拌參數(shù)不能隨之改變，必然導(dǎo)致攪拌效果的不穩(wěn)定，進(jìn)而造成鑄坯質(zhì)量時好時壞的缺陷。因此，只有電磁攪拌參數(shù)隨著現(xiàn)場條件的變化而改變，才能使鑄坯獲得較好的攪拌效果，滿足各鋼種偏析要求，獲得滿意的凝固組織和等軸晶率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了消除上述缺陷，提供一種可根據(jù)現(xiàn)場工藝條件變化，準(zhǔn)確檢測和計算連鑄過程中的實際工藝參數(shù)，并根據(jù)鑄坯內(nèi)鋼液凝固狀態(tài)，實時調(diào)整電磁攪拌的電流和頻率，提高電磁攪拌效果，控制鑄坯的凝固組織和偏析形成條件，以確保鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的板坯連鑄電磁攪拌器動態(tài)控制方法。為此，本發(fā)明所采取的解決方案是
一種板坯連鑄電磁攪拌器動態(tài)控制方法，其具體步驟為
1、通過連鑄一級計算機(jī)控制系統(tǒng)對現(xiàn)場連鑄生產(chǎn)的鋼種、鑄坯斷面尺寸、鋼水溫度及拉坯速度進(jìn)行連續(xù)采集，并將采集的各種實時數(shù)據(jù)傳輸給連鑄二級計算機(jī)。2、連鑄二級計算機(jī)按照設(shè)定程序?qū)邮盏母鞣N實測數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)處理，計算出電磁攪拌對應(yīng)位置處的凝固坯殼厚度S及未凝固液相的比率，從而得到鑄坯內(nèi)鋼液的未凝固率、糊狀區(qū)寬度、電磁攪拌器線圈與液相邊界的距離。3、根據(jù)鋼液所受的磁感應(yīng)強(qiáng)度i 計算公式 # ，建立電磁攪拌電流與頻率之間關(guān)系。上式中·』為鋼液所受的磁感應(yīng)強(qiáng)度、Τ，預(yù)先設(shè)定；η為磁場利用系數(shù)，根據(jù)不同的鑄機(jī)結(jié)構(gòu)確定；μ為鋼液磁導(dǎo)率，μ=12.56Χ10_7Η/πι;η為電磁攪拌器線圈匝數(shù)；I為電流強(qiáng)度，A ;e為自然指數(shù)，為定值約等于2. 718 ； δ為坯殼厚度、m，根據(jù)實測數(shù)據(jù)計算得到； r為線圈與鑄坯邊界的距離、為定值0.005m，根據(jù)實測數(shù)據(jù)計算得到；η為圓周率；f為頻率，Hz ； σ為鋼液電導(dǎo)率，與鋼種有關(guān)。將實測、選定及已知的各參數(shù)代入到磁感應(yīng)強(qiáng)度計算公式中，從而得到電流和頻率之間的關(guān)系式。4、根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備實際能力，先選定合適的電流強(qiáng)度值或頻率值，然后將選定的電流強(qiáng)度值或頻率值代入電流和頻率的關(guān)系式，計算出對應(yīng)的頻率值或電流強(qiáng)度值，獲得電流與頻率的最佳匹配；并根據(jù)現(xiàn)場工藝條件的變化，實時進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整。所述根據(jù)設(shè)備能力確定的頻率為1 12 Hz0推薦的200X1450 mm板坯連鑄機(jī)根據(jù)鑄坯未凝固率和糊狀區(qū)寬度確定的電流強(qiáng)度及頻率對應(yīng)表為
權(quán)利要求
1.一種板坯連鑄電磁攪拌器動態(tài)控制方法，其特征在于(1)、通過連鑄一級計算機(jī)控制系統(tǒng)對現(xiàn)場連鑄生產(chǎn)的鋼種、鑄坯斷面尺寸、鋼水溫度及拉坯速度進(jìn)行連續(xù)采集，并將采集的各種實時數(shù)據(jù)傳輸給連鑄二級計算機(jī)；(2)、連鑄二級計算機(jī)對接收的各種實測數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)處理，計算出電磁攪拌對應(yīng)位置處的凝固坯殼厚度(S)及未凝固液相的比率，從而得到鑄坯內(nèi)鋼液的未凝固率、糊狀區(qū)寬度、電磁攪拌器線圈與液相邊界的距離；(3)、根據(jù)鋼液所受的磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)計算公式:B= WnI嚴(yán)麗，建立電磁攪拌電流與頻率之間關(guān)系；上式中Β為鋼液所受的磁感應(yīng)強(qiáng)度、Τ，預(yù)先設(shè)定；η為磁場利用系數(shù)，根據(jù)不同的鑄機(jī)結(jié)構(gòu)確定；μ為鋼液磁導(dǎo)率，μ = 12.56X10_7H/m;n為電磁攪拌器線圈匝數(shù)；I為電流強(qiáng)度，A ；e為自然指數(shù)，為定值約等于2. 718 ； δ為坯殼厚度、m，根據(jù)實測數(shù)據(jù)計算得到；r 為線圈與鑄坯邊界的距離、為定值0.005m，根據(jù)實測數(shù)據(jù)計算得到；π為圓周率；f為頻率， Hz ;σ為鋼液電導(dǎo)率，與鋼種有關(guān)；將實測、選定及已知的各參數(shù)代入到磁感應(yīng)強(qiáng)度計算公式中，從而得到電流和頻率之間的關(guān)系式；G)、根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備實際能力，先選定合適的電流強(qiáng)度值或頻率值，然后將選定的電流強(qiáng)度值或頻率值代入電流和頻率的關(guān)系式，計算出對應(yīng)的頻率值或電流強(qiáng)度值，獲得電流與頻率的最佳匹配；并根據(jù)現(xiàn)場工藝條件的變化，實時進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板坯連鑄電磁攪拌器動態(tài)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)設(shè)備能力確定的頻率⑴為1 12Hz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板坯連鑄電磁攪拌器動態(tài)控制方法，其特征在于， 200 X 1450mm板坯連鑄機(jī)根據(jù)鑄坯未凝固率和糊狀區(qū)寬度確定的電流強(qiáng)度及頻率對應(yīng)表為未凝固率(％)糊狀區(qū)寬度(Mn)電流強(qiáng)度(A)頻率(Hz)> 0 彡260 524005> 26 彡3853 763905> 38 彡4577 903705> 45 彡5591 1103604> 55 彡60111 1203504> 60 彡70121 1403403> 70 彡80141 1603303> 80 彡90161 1803102
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板坯連鑄電磁攪拌器動態(tài)控制方法，其特征在于，所述預(yù)先設(shè)定的磁感應(yīng)強(qiáng)度(B) ≥ 0. 03T。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板坯連鑄電磁攪拌器動態(tài)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)不同的鑄機(jī)結(jié)構(gòu)確定的磁場利用系數(shù)(η)為0. 6 0. 9。
全文摘要
本發(fā)明提供一種板坯連鑄電磁攪拌器動態(tài)控制方法，通過連鑄一級計算機(jī)和二級計算機(jī)對現(xiàn)場生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，得到鑄坯內(nèi)鋼液的未凝固率、糊狀區(qū)寬度等相關(guān)數(shù)值，將選取、設(shè)定及實測數(shù)據(jù)代入磁感應(yīng)強(qiáng)度B計算公式，即可得出對應(yīng)的頻率值或電流強(qiáng)度值，并據(jù)此對電磁攪拌器進(jìn)行實時調(diào)整和控制。本發(fā)明可根據(jù)現(xiàn)場工藝條件的變化，連續(xù)計算鑄坯未凝固率和糊狀區(qū)寬度等相關(guān)數(shù)據(jù)，并自動調(diào)整電磁攪拌電流和頻率，使電磁攪拌的作用效果更為穩(wěn)定，可滿足各鋼種偏析的要求，實現(xiàn)鑄坯無裂紋、針孔、氣泡、結(jié)疤及夾雜等任何缺陷，鑄坯的等軸晶率達(dá)到55%，中心偏析程度均在C1.0以下。
文檔編號B22D11/115GK102554172SQ201010590789
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者李立勛, 王軍, 金百剛 申請人:鞍鋼股份有限公司