[发明专利]多流连铸机末端电磁搅拌位置的实时精准伺服控制方法

说明书

本发明涉及一种多流连铸机末端电磁搅拌位置的实时精准伺服控制方法，步骤为：1、通过铸坯凝固温度场和坯壳生长的模拟结果计算出末端电磁搅拌的位置；2、对计算出的末端电磁搅拌的位置进行修正，获得末端电磁搅拌的最佳位置；3、获得末端电磁搅拌的最佳位置数据库；4、大数据分析并兼顾伺服缸活塞杆行程确定末端电磁搅拌的初始位置；5、将末端电磁搅拌的最佳位置与当时末端电磁搅拌的位置进行比较，若位置差不为零，则实时调整末端电磁搅拌位于最佳搅拌位置处。本方法采用双闭环控制策略和PID迭代算法，对伺服缸的输入信号进行控制，从而控制伺服缸活塞杆的伸出长度，具有响应速度快，控制精准的特点。

技术领域

本专利申请属于钢铁冶金连铸生产控制技术领域，更具体地说，是涉及一种多流连铸机末端电磁搅拌位置的实时精准伺服控制方法。

背景技术

目前，炼钢厂连铸电磁搅拌已成为一种控制凝固组织、改善铸坯质量的重要手段。世界各国钢铸机都普遍采用了电磁搅拌技术。在中国，许多钢铁厂都已经采用了结晶器电磁搅拌。然而，对于高碳钢，铸坯在二次冷却中会出现缩孔、V 型偏析、中心偏析质量缺陷，偏析缺陷随着方坯断面的增大而增加。为了解决高碳钢的中心偏析缺陷，国内外开展了多种技术研究，其中是重要的是凝固末端电磁搅拌。为了获得好的搅拌效果，末端搅拌器的安置位置很重要。过早搅拌等同于二冷区电磁搅拌不能起到应有的效果，而过迟搅拌钢水已经凝固，搅拌已失去意义。因此，错误的安装位置不但对需要解决的问题没有效果，甚至还有可能起反作用。

综合连铸机的实际情况，一般认为凝固末端电磁搅拌以安装在铸坯未凝固率20%一28%左右的区域比较合适。考虑到连铸工艺的差异性，一般在上下各1米处再预留2个安装点，从而使得凝固末端电磁搅拌器安装位置相对固定，不能随连铸工艺参数钢种、拉速、浇铸温度、结晶器冷却、二冷配水等的改变而变化，仅通过调整电磁搅拌参数电压、电流、频率等来满足不同连铸工艺参数变化。不能充分发挥连铸凝固末端电磁搅拌功效。为此中国专利“可移动的铸坯凝固末端电磁搅拌装置”专利ZL200910063339.5 电机带动滚轮转动通过钢缆拉动定位小车来移动末端电磁搅拌。中国专利“一种钢连铸凝固末端电磁搅拌位置的动态控制方法及装置”专利号ZL201510060782.2 通过调节液压泵进出流量来驱动液压缸来控制载有末端电磁搅拌滑动小车，中国专利“一种用于连铸凝固末端的电磁搅拌器及其动态控制方法”专利号ZL201510161833.0 变频电动机通过锥形齿轮驱动锥形齿槽运动，进而驱动直流电磁体绕内筒壁面旋转，也就是绕铸坯旋转，末端电磁搅拌位置纵向位置并没有变。中国专利“一种末端电磁搅拌器多流同步在线自动调整位置装置专利号ZL201510202646.2 使用电机、减速机、螺杆、长联轴器、分速箱、铸流间联轴器驱动移动小车来同时控制多流电磁搅拌位置。这几种末端电磁搅拌位置动态控制方法有如下缺点：

1、靠电机、减速机及液压泵直接动态调速末端电磁搅拌位置，电机、减速机及液压泵这些设备的运动精度较低，对末端电磁搅拌位置的调整偏差较大。

2、电机、减速机及液压泵直接动态调速末端电磁搅拌位置是开环调整，对执行元件发指令后，具体调整了多少，到位没有，既没有测量装置，又没有反馈，不是闭环控制。

3、电机、减速机及液压泵直接动态调速末端电磁搅拌位置动态响应速度慢，尤其在电机、减速机、螺杆、长联轴器、分速箱、钢绳做驱动连接件时响应速度更慢。

为此，这些凝固末端电磁搅拌位置的动态控制方法，不能完全适应连铸生产要求，凝固末端电磁搅拌功效不明显，铸坯内部质量不稳定，难以满足高品质连铸坯生产要求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种多流连铸机末端电磁搅拌位置的实时精准伺服控制方法，该装置的每一流采用精准位置液压伺服控制，实时性强，响应速度快。该装置可在电气控制下，采用闭环控制，自动实现多流连铸机第一流末端电磁搅拌器的最佳位置同步调整，解决了凝固末端电磁搅拌功效不明显，铸坯内部质量不稳定，难以满足高品质连铸坯生产要求的问题。