電磁攪拌技術在煉鋼連鑄機中的應用技術研究

江長軍 栗亮

摘?要：現階段，伴隨工業化建設進程的不斷推進，鋼材需求量在持續增加的同時，將電磁攪拌技術踐行于煉鋼連鑄機中在一定程度上不僅能改善鑄坯質量，此外，在提高鑄坯軸晶率、規避中心縮孔和裂紋問題發生的同時，也從根本上提高了企業的核心競爭力，為此，文章主要基于電磁攪拌技術原理，對其在煉鋼連鑄機中的具體化應用進行了深入探討。

關鍵詞：電磁攪拌;煉鋼連鑄;技術原理;具體應用

一、 煉鋼連鑄機中電磁攪拌技術的作業原理

簡單來講，所謂的“電磁攪拌”其實本質上而言，就是鋼水借助鑄坯液相穴中感生的電磁力做的運動，具體而言，就是在當前鋼鐵規?；a過程中，攪拌器在運行過程中產生的交變磁場滲透到鑄坯鋼水內形成電流，之后電流與當地磁場進行相互作用形成的電磁力作用在鋼水體積元上，對其做助推運動。

伴隨社會主義市場經濟的不斷發展和工業化建設進程的不斷推進，由操作室控制系統、供電系統、線圈水冷系統以及DCS800傳動系統組成的電磁攪拌系統被廣泛應用于煉鋼連鑄作業中。經大量調研數據分析可知，在進行作業時電磁攪拌的作業原理如下。線性感應電機由兩相或三相電流驅動產生交變磁場，當電流變化后磁場的磁極在運行到另一個極點的同時產生電磁力，當電磁場以恒定角速度切斷熔融金屬時熔體內會產生同樣角頻率 的感應電流，在外部電磁場作用下熔融金屬（載流導電性能的）會形成較大電磁力驅動金屬做直線或旋轉運動。與其他攪拌系統相比，電磁攪拌控制系統在煉鋼連鑄機中的應用，在促使熔融金屬定向移動的同時，還能均勻熔融金屬的溫度場和濃度場，增加等軸晶數量，由此不斷提高連鑄質量和效率。

二、 煉鋼連鑄機中電磁攪拌控制技術的具體應用

（一）電磁制動

在當前煉鋼連鑄作業過程中，電磁制動時電磁攪拌技術的常見控制作業手段，具體而言就是通過利用靜態磁場對鋼水流速進行控制，由此在減弱鋼流湍流的同時，提高連鑄坯質量。據調查在生產過程中鋼水流速越高從某方面而言產生的感應電壓（靜態磁場作用在流動的鋼水上）也越高，此外感應電流和靜態磁場作用會產生與鋼水流動方向相反的制動力，流速越高產生的制動力就越大，反之對于煉鋼連鑄機的控制力就越弱，因此在煉鋼連鑄過程中，將電磁制動技術實踐其中，通過控制彎月面鋼水流速來降低保護渣卷入量、減弱鋼水向凝固殼的傳熱以及優化結晶器中鋼水流動的分配，為后期生產作業的順利開展打下堅實基礎。

（二）軟接觸技術

在煉鋼連鑄過程中，軟接觸技術作為一種常見的技術手段，借鑒的是鋁合金的無模電磁缺陷。就目前來看在現階段鋼材需求量持續增加的新市場經濟常態下，在煉鋼連鑄機運行過程中電磁軟接觸通過結晶器的外側施加交流磁場，由此在不斷減少液態金屬與結晶器壁接觸壓力的同時，降低了保護渣流入的流入量，經大量實驗研究明雖然在煉鋼連鑄機運行過程中軟接觸電磁連鑄技術的應用是可行的，但未取得預期使用目標仍需對技術手段進行不斷優化。

（三）分散式控制技術

在當前新市場經濟常態下，國家對鋼鐵生產提出了更高的要求，故此為改善當前生產現狀，將電磁攪拌控制技術中的分散式控制技術應用到煉鋼連鑄生產過程中，是現階段推動企業可持續發展的重要戰略基礎。眾所周知鋼鐵生產涉及多個環節，而其中監控作業是否落實到位，對企業生產質量和效率而言具有十分重要的影響，有效控制生產各流程是現階段電磁攪拌控制系統應用的首要前提，為此將分散式控制技術應用到鋼鐵生產中是十分必要的。經大量調研數據分析可知，現階段我國鋼鐵企業大多數已經具備了自己的監控系統，并且大多是生產現場分散控制水平高的分散式控制設備，故而不斷優化和革新DCS系統，由此在完善分散式控制技術的同時，確保其在后期鋼鐵生產中綜合協調、分層分級作業的有效落實。

（四）PID先進控制技術

在當前信息化產業時代背景下，隨著科學技術的不斷完善和發展，PID技術的實踐推動了鋼鐵產業的進一步發展。與傳統鋼鐵生產電磁攪拌控制系統相比，PID具備更突出的先進性及靈敏度，積分作用的引入，則是在加大系統波動的同時，消除余差來輔助提高控制設備的控制精度;微分輸出的作用是通過減少波動、優化調節時間來對比例控制作用進行補充和完善，最終為鋼鐵的穩定性生產奠定良好基礎。

（五）局部優化控制技術

與傳統自動化生產技術相比，電磁攪拌控制系統控制具有多元化、智能化的顯著特征，在當前現代控制理論的支持下，電磁攪拌控制系統已經實現了多樣化的智能化算法，在生產過程中只需對部分接口芯片進行位控，就能夠實現控制部分復雜功能，在不斷提升自動化控制效果的同時，也顯著地提高了自動化控制的安全性、穩定性和可靠性。

三、 結語

綜上所述，在當前信息化產業時代背景下，互聯網的廣泛應用在便捷人們日常生活，提高生產效益的同時，在其他領域的應用也取得了顯著成就，如在煉鋼廠中，將電磁攪拌控制系統應用煉鋼連鑄中，從某方面而言，不僅降低了企業人力、物力、財力的損耗，此外，還從根本上提高了作業的精準度，減少了安全事故的發生率和作業成本，為企業可持續發展目標的實現創造了良好條件。

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作者簡介：江長軍，栗亮，河北鋼鐵集團邯寶煉鋼廠。