[发明专利]一种结晶器电磁制动工艺参数动态控制方法

摘要

本发明提供一种结晶器电磁制动工艺参数动态控制方法，依据冶金原理和现场实际设计电磁制动二级控制系统，包括通讯模块、变量转换模块、冶金模块、磁场模块、数据库模块和数据记录模块，二级控制系统对连铸PLC系统传输的工艺参数进行标准单位转换后进行磁场和电流计算，实时给出最佳控制电流，并回传到连铸PLC系统，连铸PLC系统依据二级控制系统指令实时控制电磁制动设备的运行及参数调整。本发明可实现电磁制动冶金参数的实时自动调整，提高结晶器液面控制的稳定性，使波动平均值降到±2mm，显著减少卷渣、夹杂、气泡、表面纵裂、凹陷等铸坯缺陷，提高铸坯质量，满足钢铁企业生产高品质钢材的需求。

主权项

一种结晶器电磁制动工艺参数动态控制方法，包括连铸PLC系统、OPC服务端、OPC客户端、电磁制动二级控制系统；其特征在于：(1)、设计电磁制动的二级控制系统服务端和客户端，电磁制动的二级控制系统服务端与客户端之间通过工业以太网进行通讯，整个电磁制动二级控制系统通过OPC服务端与连铸PLC系统通讯；在电磁制动二级控制系统的服务端中设置冶金模块、通讯模块、磁场模块、变量转换模块和数据库模块，在OPC客户端连接数据记录模块；(2)、通过OPC客户端和服务端实时采集连铸PLC系统包括钢种、铸坯厚度、铸坯宽度、钢水温度、拉坯速度、氩气流量及水口浸入深度在内的现场工艺参数，并将采集到的工艺参数通过通讯模块传输给电磁制动二级控制系统；(3)、电磁制动二级控制系统的变量转换模块将接收到的工艺参数进行计量单位变换后，输送给冶金模块进行处理，冶金模块根据采集到的参数计算出电磁制动的理论磁场强度并将结果输送至磁场模块；(4)、磁场模块根据磁流体力学及现场使用经验数据的回归分析，计算出现场即时需要的实际电流强度，其具体计算公式为： I = 2267 × [ 0.5 L ργ σ + 0.0475 ( 0.56 H + 0.28 ) + 0.356 R 1 ] 式中：I为即时电流强度，A；L为铸坯当量直径，m，与铸坯断面有关；ρ为钢液体积密度，kg/m3，与温度有关；γ为钢液运动粘度，0.95×10‑6m2/s；σ为钢液电导率，S/m，与钢种和温度有关；H为浸入水口深度，m；R1为数据库中的电流强度，即根据有限元数值模拟并经过调整后得到的存储在数据库的电流强度，A；当连铸现场钢种、铸坯厚度、铸坯宽度、钢水温度、拉坯速度、氩气流量 及水口浸入深度任一条件变化时，电磁制动的电流强度会随之改变，参数更新周期为100ms一次，可有效保证控制参数的实时性；(5)、磁场模块根据有限元数值模拟，分析磁场相互作用并调用存储在数据库的电流强度经过修正后得到的实际电流强度，将实际电流强度的计算结果通过通讯模块实时回传至连铸PLC系统，实时控制电磁制动设备的运行及参数调整；同时，当铸坯厚度、铸坯宽度、钢水温度、拉坯速度、氩气流量及水口浸入深度变化时，二级控制系统的电流强度亦随之自动调整，满足各钢种在不同工艺条件下的使用要求；(6)、数据记录模块通过与OPC客户端连接自动记录现场的工艺参数及电磁制动设备运行参数信息，为以后的维护和查询提供数据来源。