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伟肯变频器在安阳钢铁电磁搅拌驱动上的技术应用案例

时间:2019-01-15    编辑:津信变频    点击:

简述:
安阳钢铁在冶金连铸应用中原使用湖南某企业提供的电磁搅拌逆变电源,但由于熔炼过程中经常报警,因此上海津信使用伟肯变频器对安阳钢铁的电磁搅拌驱动装置进行了升级改造。
 
  
背景情况
安阳钢铁集团企业是一家千万吨级的现代化特大型钢铁集团,集炼焦、烧结、冶炼、轧材及科研开发为一体,可生产中厚板、高速线材、中小型材等30多个品种、2000多个规格的钢材产品以及炼焦化工产品。
在冶金连铸过程中,电磁搅拌器已被广泛应用于提高铸坯质量、产量和降低成本,扩大连铸钢种,改善工艺条件等方面。安阳钢铁原使用湖南某企业提供的电磁搅拌逆变电源,但由于熔炼过程中经常报警,因此上海津信使用伟肯变频器对安阳钢铁的电磁搅拌驱动装置进行了升级改造。
 
一.电磁搅拌器的特点
由于电磁场的作用具有非接触的特点,特别适合于高温钢水这种特殊场合,连铸机的电磁搅拌(Electromagnetic stirring:EMS)技术随之应运而生,它可以显著改善铸坯质量,因此在国内外受到高度重视并得到快速发展与广泛应用。目前,炼钢厂连铸机电磁搅拌装置已经成为冶炼高性能品种钢水必不可少的设备
二.末端电磁搅拌器的工作原理
电磁搅拌器的工作原理是, 运动的导电钢水与磁场相互作用产生感应电流,载流钢水与磁场相互作用产生电磁力。 电磁力作用在钢水每个体积元上, 从而驱动钢水流动,进而改善钢水凝固过程中的流动、 传热和迁移过程, 达到改善铸坯质量的目的。 交流感应电磁搅拌器的工作原理和异步电机类似, 都遵循两个基本定律: 一是运动的导电钢水与磁场相互作用产生感应电流; 二是载流钢水与磁场相互作用产生电磁力。 电磁力作用在铜水的每个体积元上, 从而驱动钢水流动。
三.末端电磁搅拌器的作用
(1)扩大铸坯等轴晶带。
(2)改善铸坯表层质量。
(3)改善铸坯中的夹杂物分布。
(4)消除铸坯缩孔改善中心疏松。
(5)减轻铸坯中心偏析。
(6)改变铸坯中搅拌带的树枝晶形态。
四.系统示意图:

 
电磁搅拌棍接线示意图:

 
五.现场实际图:
1.   电磁搅拌棍
 
 
2.电磁搅拌棍电气柜接线(原设备接线W相为公共端,新设备接线U相为公共端)

 
 
3.末端切割:
 
六、伟肯变频器适于电磁搅拌使用的特点
  电磁搅拌电源基本可以分为两类:一是采用分立元件,配合PLC或单片机、工控机,组成变频电源;二是采用改装通用型变频器的方法。
  很多电源厂家通过攻关,研制出了采用分立元件的变频电源,但是由于国内电力电子技术和产品工艺相对落后,只能采用通用型控制芯片和电子技术,难以制造出高性能的交-直-交模式的专用电源;同时因为元件数目多,而生产没有规模,制造厂缺乏严格的质量控制手段,这种电源的可靠性比大规模生产的通用型变频器要低,故障率偏高,且在出现问题时不易查找到准确的故障点。
  采用改装通用型变频器的方法与采用分立元件组装相比,电源的可靠性要高很多,但并不是每一种变频器都适合用来改装。这主要是因为通用型变频器是为控制交流电机而设计的,并不适于用作电磁搅拌电源。
  伟肯企业的NXC系列变频器,与同类变频器相比较,更为适合改装成电磁搅拌用的变频电源。伟肯变频器内部都安置了交流电抗器,可以在电网电压瞬间波动时,保护变频器的整流部分,同时也抑制了由于整流所产生的部分谐波电流对电网的影响,改善了输入到变频器的电流波形,增强了变频器抵抗电网电压浪涌的能力,同时交流电抗器还减小了由于谐波电流所产生的谐波电压,减小了对同电源系统中的其他系统的影响。变频器输出电流波形为正弦波,波形畸变率小,这对于保护搅拌器线圈十分重要。在分立元件组成的电源系统中不可缺少的隔离变压器,在使用伟肯变频器时就不再需要。
   伟肯变频器采取了齐全的保护功能,这为适应冶金系统的恶劣环境,达到高性能的要求提供了保证。例如:伟肯变频器采用了三相输出电流检测,而不是常规的二相输出电流信号检测,因此变频器能根据三相输出电流的检测值,计算三相输出电流之和,较快地判断变频器的是否接地,达到接地保护的功能,从而使得同类变频器制造出的低频电源不能实现的输出保护功能,在采用伟肯变频器制造成的低频电源上得以全部实现。另外,诸如过流保护、接地保护、欠压保护、过压保护、欠载保护、变频器低温/过热保护、过热保护、输入/输出相保护等保护功能也一应俱全。
 
七.伟肯变频器在电磁搅拌器应用中的使用效果:
安阳钢铁连铸机电磁搅拌辊成套装置由电源分配柜及冷却水控制柜1面、变频电源柜2面、板坯电磁搅拌辊4根、冷却水装置1套及监控操作工控机1台构成,系统采用独立的400KVA,输出400V三相四线制电源供电,经电源分配柜分为2路送至2面变频电源柜,经变频柜变频后分别送至板坯电磁搅拌辊,从变频电源柜至板坯电磁搅拌辊之间各配有1个中继端子箱。系统由1台工控机进行监控。
 
电磁搅拌器信息:
输入电源 输出电压 输出频率 输出电流
380V/50Hz 0--380V 0--16Hz 420A
 
 
  经过采用伟肯变频器替代独立逆变电源后,使得整个系统配置简洁、结构合理,大大减少了中间环节,不仅节省投资,还提高了系统的可靠性。     
   通过设置变频器参数,系统具备以下特殊功能:变频器的输出频率和输出电流可独立设置,并具备自动调节功能,以使设定值与实际值之间的偏差符合要求;变频器具备本地和远程控制方式,在本地操作时同样可以具有连续搅拌、正反交替搅拌等工作方式,正反交替搅拌工作周期可根据需要设定和修改;变频器具备完善的搅拌器线圈保护功能:如过电流、过电压、接地、过热、三相不平衡等等。
  变频器使用OPT-C3通讯卡与上位机之间保持通讯。上位机既可以读取变频器的状态数据,同时又可以通过对变频器参数(包括电流值、频率值等工艺参数及启停等数字控制信号参数)进行设定,来达到远程控制的目的。
这套电磁搅拌系统在连铸机的长时间使用表明,电磁搅拌在改善连铸坯柱状晶、搭桥、针孔,增加等轴晶区,减少成分偏析,减轻或消除中心疏松和中心缩孔等方面的效果非常明显,对提高连铸坯质量具有明显作用。而伟肯变频器的稳定可靠运行,为电磁搅拌系统充分发挥作用提供了基础保证。
 
 
 
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