[发明专利]钢连铸结晶器电磁搅拌的控制方法及其控制系统

说明书

本发明提供一种钢连铸结晶器电磁搅拌的控制方法，包括：步骤1：设置电磁搅拌器(1)的电源频率f、磁相互作用指数IA并采集连铸过程的工艺参数，所述磁相互作用指数IA为电磁力和钢液在水口出口处的动量比值，所述工艺参数包括钢水密度ρ、水口出口平均速度Vs、磁场特征长度δ、铸坯宽度W、钢水电阻R、钢水阻抗X、铸坯厚度D；步骤2：计算电磁搅拌器(1)的电磁搅拌电流其中，断面面积S＝W×D。

技术领域

本发明涉及一种钢连铸结晶器电磁搅拌冶金控制方法及其控制系统，属于钢铁冶金连铸生产控制领域。

背景技术

连铸实践表明，结晶器内钢水的流动是影响铸坯表面和内部质量的关键因素。传统方式(如：改变铸坯拉坯速度、结晶器水口形状及插入深度)对结晶器内流场改善效果并不明显，而利用非接触的电磁控流技术由于对钢水无二次污染而在工业中得到广泛应用。其中，具有代表性的结晶器电磁搅拌技术，就被作为解决铸坯内部及表面质量问题的必备生产工艺。结晶器电磁搅拌技术是利用电磁场与钢水相互作用产生的电磁力搅拌钢水。因此，通过特定的磁场设计，使结晶器电磁搅拌有效搅拌结晶器内某些区域，通过改变结晶器内钢液的流动，达到改善结晶器内钢液传热和传质的条件，能明显改善铸坯表面质量、减少皮下夹杂物和气泡、扩大等轴晶率、改善中心偏析等冶金效果。

结晶器电磁搅拌技术的冶金效果与铸坯钢种、断面、拉坯速度等连铸工艺参数密切相关。现有的结晶器电磁搅拌技术均是在假定连铸典型钢种且浇铸条件基本不变情况下，确定电磁搅拌器的最佳运行模式、电气参数及安装位置。若连铸工艺参数发生变化，冶金工艺人员只能依据经验手动调整电磁搅拌器的电气参数，而手动调整通常误差较大，无法适应。当工艺参数发生变化，如何正确选择电磁搅拌器最佳搅拌参数就成了冶金工艺人员的一大难题。

但是，连铸生产过程中的连铸工艺参数通常难以完全保持稳定，工艺参数如钢种、铸坯断面、拉坯速度、浇铸温度等参数经常发生变化，直接影响结晶器内钢液的流动、坯壳的凝固及钢液温度的分布，而电磁搅拌器的电气参数无法进行相应调整，大大影响铸坯结晶器电磁搅拌技术功效，因此会直接影响电磁搅拌的最终冶金效果。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有技术中，连铸工艺参数发生变化时，无法确定电磁搅拌器搅拌参数，从而影响电磁搅拌的冶金效果的问题，提供一种钢连铸结晶器电磁搅拌冶金控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钢连铸结晶器电磁搅拌的控制方法，结晶器包括结晶器铜板和设置在结晶器铜板外侧的电磁搅拌器，所述钢连铸结晶器电磁搅拌的控制方法包括如下步骤：

步骤1：设置电磁搅拌器的电源频率f、磁相互作用指数IA并采集连铸过程的工艺参数，所述磁相互作用指数IA为电磁力和钢液在水口出口处的动量比值，所述工艺参数包括钢水密度ρ、水口出口平均速度Vs、钢水的电导率σ、钢水的磁导率μ、铸坯宽度W、钢水电阻R、钢水阻抗X、铸坯厚度D；

步骤2：根据下式计算第一电流值I_e，并将电磁搅拌器的电磁搅拌电流设置为该第一电流值I_e

其中，断面面积S＝W×D，ω＝2πf。

上述技术方案中，所述工艺参数还包括拉坯速度V_C；

所述步骤1之后还包括：

步骤2A：根据拉坯速度V_C确定电磁搅拌器的运行模式；

优选地，当a₁≤V_C≤b₁时，则确定电磁搅拌器的运行模式为搅拌模式，当V_C＞b₁时，则确定电磁搅拌器的运行模式为减速模式，当V_C＜a₁时，则确定电磁搅拌器的运行模式为加速模式；