一种用于搅拌钢水的电磁搅拌系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于搅拌钢水的电磁搅拌系统，包括工控机，所述工控机连接有PLC控制器，所述PLC控制器分别连接有若干变频电源，所述变频电源连接有电磁搅拌器，所述电磁搅拌器包括用于盛装钢水的水冷夹套壳体，所述水冷夹套壳体内设置有由感应线圈构成的磁极，所述感应线圈与所述变频电源相连接。本发明专利技术的有益效果：简单、高效，易于实现，可以方便设定工作频率和工作电流的变化范围，由于采用的是变频变幅的电磁搅拌力作用，一方面能有效消除缩孔缩松和内裂，更均匀的成分分布，减少非金属物的夹杂偏析；另一方面降低工作电流，达到节能的目的，从而使电磁搅拌器既能满足提高钢坯内部质量的要求，又能达到节能的目的。

An electromagnetic stirring system for stirring molten steel

The invention discloses an electromagnetic stirring system for stirring molten steel, which includes an industrial computer connected with a PLC controller, which is connected with several variable frequency power supply, and the variable frequency power supply is connected with an electromagnetic stirrer. The electromagnetic stirrer includes a water-cooled jacket shell for holding molten steel. A magnetic pole composed of an induction coil is arranged in the shell of the water-cooled jacket, and the induction coil is connected with the frequency conversion power supply. The invention has the advantages of simplicity, high efficiency and easy realization, and can easily set the variation range of working frequency and working current. Because the electromagnetic stirring force with variable frequency and amplitude is used, on the one hand, shrinkage and porosity can be effectively eliminated, internal cracks can be more uniformly distributed, and inclusion segregation of non-metallic substances can be reduced; on the other hand, the electromagnetic stirring force with variable frequency and amplitude is adopted. In order to reduce the working current and save energy, the electromagnetic stirrer can not only meet the requirement of improving the internal quality of billet, but also achieve the goal of saving energy.

【技术实现步骤摘要】
一种用于搅拌钢水的电磁搅拌系统
本专利技术涉及电磁搅拌系统
，具体来说，涉及一种用于搅拌钢水的电磁搅拌系统。
技术介绍
电磁搅拌是连铸钢坯内部质量控制的重要环节，根据其安装位置的不同，对钢坯的电磁作用和钢坯质量的提高有不同的效果。从连铸工艺角度讲，结晶器电磁搅拌的目的在于去除皮下夹杂和气孔，均匀凝固坯壳，搅拌强度以不引起卷渣等负面效果为限度；结晶器电磁搅拌目的在于均匀钢水成分、有利于夹杂物的上浮和拉速的稳定；二冷区电磁搅拌的目的在于提高等轴晶率和改善偏析，电磁力越大越有利于提高等轴晶率；末端电磁搅拌主要是为了消除缩孔、缩松和内裂，改善偏析。重要的是，电磁搅拌的有效作用是根据钢种的不同进行设定不同的控制参数如电磁搅拌工作电流强度大小，变化频率是铸坯搅拌质量的关键控制参数之一。为此需要对电磁搅拌器的使用情况进行分析，以寻找解决电磁搅拌系统工艺参数有效调整的方案，以满足生产工艺对质量的要求。针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种用于搅拌钢水的电磁搅拌系统，可对电磁搅拌系统中的电磁搅拌器的电流幅值和电流频率进行调控，从而实现电磁搅拌器的运行电流幅值和频率按照设定规律变化，有效解决了电磁搅拌工艺参数优化问题，对连铸钢坯内部质量的提高有明显作用，满足了生产工艺对质量的要求。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种用于搅拌钢水的电磁搅拌系统，包括工控机，所述工控机连接有PLC控制器，所述PLC控制器分别连接有若干变频电源，所述变频电源连接有电磁搅拌器，所述电磁搅拌器包括用于盛装钢水的水冷夹套壳体，所述水冷夹套壳体内设置有由感应线圈构成的磁极，所述感应线圈与所述变频电源相连接。进一步地，所述水冷夹套壳体内设置有衔铁，所述衔铁内侧沿所述水冷夹套壳体的周向均布有六个凸起，所述凸起沿所述水冷夹套壳体的径向延伸，每个所述凸起上缠绕一个所述感应线圈，六个所述感应线圈两两相对设置。进一步地，所述电磁搅拌器的型号为DJMR-1717NC。进一步地，所述变频电源连接有三相交流电，并输出调制电流波。进一步地，所述工控机和所述PLC控制器之间通过工业以太网络进行通信。进一步地，所述PLC控制器和所述变频电源之间通过Profibus-DP控制电缆通讯连接。进一步地，所述变频电源和电磁搅拌器之间通过控制电缆连接。进一步地，所述调制电流波的电流幅值和电流频率基于相同的基波函数同步变化。进一步地，所述基波函数为正弦函数。本专利技术的有益效果：简单、高效，易于实现，可以方便设定工作频率和工作电流的变化范围，由于采用的是变频变幅的电磁搅拌力作用，一方面能有效消除缩孔缩松和内裂，更均匀的成分分布，减少非金属物的夹杂偏析；另一方面降低工作电流，达到节能的目的，从而使电磁搅拌器既能满足提高钢坯内部质量的要求，又能达到节能的目的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例所述的用于搅拌钢水的电磁搅拌系统的原理框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，根据本专利技术实施例所述的一种用于搅拌钢水的电磁搅拌系统，包括工控机，所述工控机连接有PLC控制器，所述PLC控制器分别连接有若干变频电源，所述变频电源连接有电磁搅拌器，所述电磁搅拌器包括用于盛装钢水的水冷夹套壳体，所述水冷夹套壳体内设置有由感应线圈构成的磁极，所述感应线圈与所述变频电源相连接。在本专利技术的一个具体实施例中，所述水冷夹套壳体内设置有衔铁，所述衔铁内侧沿所述水冷夹套壳体的周向均布有六个凸起，所述凸起沿所述水冷夹套壳体的径向延伸，每个所述凸起上缠绕一个所述感应线圈，六个所述感应线圈两两相对设置。在本专利技术的一个具体实施例中，所述电磁搅拌器的型号为DJMR-1717NC。在本专利技术的一个具体实施例中，所述变频电源连接有三相交流电，并输出调制电流波。在本专利技术的一个具体实施例中，所述工控机和所述PLC控制器之间通过工业以太网络进行通信。在本专利技术的一个具体实施例中，所述PLC控制器和所述变频电源之间通过Profibus-DP控制电缆通讯连接。在本专利技术的一个具体实施例中，所述变频电源和电磁搅拌器之间通过控制电缆连接。在本专利技术的一个具体实施例中，所述调制电流波的电流幅值和电流频率基于相同的基波函数同步变化。在本专利技术的一个具体实施例中，所述基波函数为正弦函数。为了方便理解本专利技术的上述技术方案，以下通过具体使用方式对本专利技术的上述技术方案进行详细说明。本专利技术所述的用于搅拌钢水的电磁搅拌系统（以下简称为电磁搅拌系统）主要由工控机、作为主站的PLC控制器、作为从站的变频电源和电磁搅拌器组成，其中工控机与PLC控制器（或其他控制器）之间通过工业以太网络进行通讯，对PLC控制器（或其他控制器）进行数据采集及操作控制；其中PLC控制器（或其他外加控制器）和变频电源之间通过Profibus-DP控制电缆进行一对一通讯连接；其中变频电源和电磁搅拌器之间通过控制电缆连接。PLC控制器（或其他控制器）通过变频电源对置于水冷夹套壳体内的感应线圈提供频幅可变的调制电流波，调制电流波形成连续多频的旋转磁场，钢水在该旋转磁场中受到幅值和变化率（或叫做频率）同时变化的电磁力的作用从而产生特定旋转，实现特定的搅拌功能。本系统简单、高效，易于实现，对连铸钢坯内部质量的提高有较大作用，满足了生产工艺对质量的要求。变频电源接通三相交流电，经过AC→DC→AC变换后变频电源输出给感应线圈的工作电流为幅频可变的调制电流波，其电流幅值和电流频率大小随时间同步变化。该变化基于相同的基波函数（如正弦函数）变化，以达到调制的目的。调制电流波在感应线圈中产生连续多频的旋转磁场。旋转磁场使钢水受到变幅变频的电磁力的作用，从而使钢水产生特定旋转，实现特定的搅拌功能。PLC控制器（或其他控制器）可选用西门子S7-300系列PLC，PLC控制器（或其他控制器）用于对电磁搅拌器进行工作频率和工作电流的设定以及实际工作电流频率和实际工作电流值的监测，PLC控制器或其他控制器可对以下内容进行控制：变频电源的启动、停止、正反转、故障复位、电磁搅拌工作频率和电流设定。变频电源的特性不同于变频器，其可以工作在低频、大电流状态，其可采用矢量控制模式，并具有频率及电流单独可调功能，变频电源的工作频率和电流可以根据需要单独设定。工控机的监控画面采用西门子Wincc编制的工作界面或组态软件编制的操作界面，其通过以太网通讯对PLC控制器（或其他控制器）进行数据采集及操作控制。电磁搅拌器采用旋转式电磁搅拌器。其包括水冷夹套壳体、衔铁和感应线圈，衔铁的内壁上均布有六个凸起，凸起上缠绕感应线圈，感应线圈形成磁极，六个磁极两两相对形成三对磁极；感应线圈接通变频电源，使每对磁极互本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于搅拌钢水的电磁搅拌系统，其特征在于，包括工控机，所述工控机连接有PLC控制器，所述PLC控制器分别连接有若干变频电源，所述变频电源连接有电磁搅拌器，所述电磁搅拌器包括用于盛装钢水的水冷夹套壳体，所述水冷夹套壳体内设置有由感应线圈构成的磁极，所述感应线圈与所述变频电源相连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于搅拌钢水的电磁搅拌系统，其特征在于，包括工控机，所述工控机连接有PLC控制器，所述PLC控制器分别连接有若干变频电源，所述变频电源连接有电磁搅拌器，所述电磁搅拌器包括用于盛装钢水的水冷夹套壳体，所述水冷夹套壳体内设置有由感应线圈构成的磁极，所述感应线圈与所述变频电源相连接。2.根据权利要求1所述的用于搅拌钢水的电磁搅拌系统，其特征在于，所述水冷夹套壳体内设置有衔铁，所述衔铁内侧沿所述水冷夹套壳体的周向均布有六个凸起，所述凸起沿所述水冷夹套壳体的径向延伸，每个所述凸起上缠绕一个所述感应线圈，六个所述感应线圈两两相对设置。3.根据权利要求2所述的用于搅拌钢水的电磁搅拌系统，其特征在于，所述电磁搅拌器的型号为DJMR-1717NC。4.根据权利要求1所述的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁文见，丁岩，陈勇彪，魏石磊，杜颖，申艳聪，
申请(专利权)人：湖南科美达电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43