电磁搅拌技术在炼钢连铸机中的应用技术研究

江长军 栗亮

摘 要：现阶段，伴随工业化建设进程的不断推进，钢材需求量在持续增加的同时，将电磁搅拌技术践行于炼钢连铸机中在一定程度上不仅能改善铸坯质量，此外，在提高铸坯轴晶率、规避中心缩孔和裂纹问题发生的同时，也从根本上提高了企业的核心竞争力，为此，文章主要基于电磁搅拌技术原理，对其在炼钢连铸机中的具体化应用进行了深入探讨。

关键词：电磁搅拌;炼钢连铸;技术原理;具体应用

一、 炼钢连铸机中电磁搅拌技术的作业原理

简单来讲，所谓的“电磁搅拌”其实本质上而言，就是钢水借助铸坯液相穴中感生的电磁力做的运动，具体而言，就是在当前钢铁规模化生产过程中，搅拌器在运行过程中产生的交变磁场渗透到铸坯钢水内形成电流，之后电流与当地磁场进行相互作用形成的电磁力作用在钢水体积元上，对其做助推运动。

伴随社会主义市场经济的不断发展和工业化建设进程的不断推进，由操作室控制系统、供电系统、线圈水冷系统以及DCS800传动系统组成的电磁搅拌系统被广泛应用于炼钢连铸作业中。经大量调研数据分析可知，在进行作业时电磁搅拌的作业原理如下。线性感应电机由两相或三相电流驱动产生交变磁场，当电流变化后磁场的磁极在运行到另一个极点的同时产生电磁力，当电磁场以恒定角速度切断熔融金属时熔体内会产生同样角频率 的感应电流，在外部电磁场作用下熔融金属（载流导电性能的）会形成较大电磁力驱动金属做直线或旋转运动。与其他搅拌系统相比，电磁搅拌控制系统在炼钢连铸机中的应用，在促使熔融金属定向移动的同时，还能均匀熔融金属的温度场和浓度场，增加等轴晶数量，由此不断提高连铸质量和效率。

二、 炼钢连铸机中电磁搅拌控制技术的具体应用

（一）电磁制动

在当前炼钢连铸作业过程中，电磁制动时电磁搅拌技术的常见控制作业手段，具体而言就是通过利用静态磁场对钢水流速进行控制，由此在减弱钢流湍流的同时，提高连铸坯质量。据调查在生产过程中钢水流速越高从某方面而言产生的感应电压（静态磁场作用在流动的钢水上）也越高，此外感应电流和静态磁场作用会产生与钢水流动方向相反的制动力，流速越高产生的制动力就越大，反之对于炼钢连铸机的控制力就越弱，因此在炼钢连铸过程中，将电磁制动技术实践其中，通过控制弯月面钢水流速来降低保护渣卷入量、减弱钢水向凝固壳的传热以及优化结晶器中钢水流动的分配，为后期生产作业的顺利开展打下坚实基础。

（二）软接触技术

在炼钢连铸过程中，软接触技术作为一种常见的技术手段，借鉴的是铝合金的无模电磁缺陷。就目前来看在现阶段钢材需求量持续增加的新市场经济常态下，在炼钢连铸机运行过程中电磁软接触通过结晶器的外侧施加交流磁场，由此在不断减少液态金属与结晶器壁接触压力的同时，降低了保护渣流入的流入量，经大量实验研究明虽然在炼钢连铸机运行过程中软接触电磁连铸技术的应用是可行的，但未取得预期使用目标仍需对技术手段进行不断优化。

（三）分散式控制技术

在当前新市场经济常态下，国家对钢铁生产提出了更高的要求，故此为改善当前生产现状，将电磁搅拌控制技术中的分散式控制技術应用到炼钢连铸生产过程中，是现阶段推动企业可持续发展的重要战略基础。众所周知钢铁生产涉及多个环节，而其中监控作业是否落实到位，对企业生产质量和效率而言具有十分重要的影响，有效控制生产各流程是现阶段电磁搅拌控制系统应用的首要前提，为此将分散式控制技术应用到钢铁生产中是十分必要的。经大量调研数据分析可知，现阶段我国钢铁企业大多数已经具备了自己的监控系统，并且大多是生产现场分散控制水平高的分散式控制设备，故而不断优化和革新DCS系统，由此在完善分散式控制技术的同时，确保其在后期钢铁生产中综合协调、分层分级作业的有效落实。

（四）PID先进控制技术

在当前信息化产业时代背景下，随着科学技术的不断完善和发展，PID技术的实践推动了钢铁产业的进一步发展。与传统钢铁生产电磁搅拌控制系统相比，PID具备更突出的先进性及灵敏度，积分作用的引入，则是在加大系统波动的同时，消除余差来辅助提高控制设备的控制精度;微分输出的作用是通过减少波动、优化调节时间来对比例控制作用进行补充和完善，最终为钢铁的稳定性生产奠定良好基础。

（五）局部优化控制技术

与传统自动化生产技术相比，电磁搅拌控制系统控制具有多元化、智能化的显著特征，在当前现代控制理论的支持下，电磁搅拌控制系统已经实现了多样化的智能化算法，在生产过程中只需对部分接口芯片进行位控，就能够实现控制部分复杂功能，在不断提升自动化控制效果的同时，也显著地提高了自动化控制的安全性、稳定性和可靠性。

三、 结语

综上所述，在当前信息化产业时代背景下，互联网的广泛应用在便捷人们日常生活，提高生产效益的同时，在其他领域的应用也取得了显著成就，如在炼钢厂中，将电磁搅拌控制系统应用炼钢连铸中，从某方面而言，不仅降低了企业人力、物力、财力的损耗，此外，还从根本上提高了作业的精准度，减少了安全事故的发生率和作业成本，为企业可持续发展目标的实现创造了良好条件。

参考文献：

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作者简介：江长军，栗亮，河北钢铁集团邯宝炼钢厂。