小方坯连铸末端电磁搅拌综合控制模型

近年来，高效连铸技术迅速发展，其中电磁搅拌技术和动态二冷配水应用特别广泛。连铸生产时，钢水先在结晶器内受到铜板冷却开始凝固，紧接着进入二冷区接受喷水冷却，进行进一步的凝固。在铸坯凝固末端，钢水流动性差

近年来，高效连铸技术迅速发展，其中电磁搅拌技术和动态二冷配水应用特别广泛。连铸生产时，钢水先在结晶器内受到铜板冷却开始凝固，紧接着进入二冷区接受喷水冷却，进行进一步的凝固。在铸坯凝固末端，钢水流动性差，且溶质扩散困难，易产生中心偏析，还易形成凝固搭桥造成疏松缩孔。为此，可采用末端电磁搅拌（FEMS）装置，利用电磁力对铸坯凝固末端的钢液进行搅动，使其成分均匀，并减少凝固搭桥的现象发生。使用FEMS时，要求其安装位置处的液相率处于某一合适值，若液相率过高，则钢水易于流动，搅拌太强烈，易出现负偏析，若液相率过低，则钢液流动困难，难以搅动。北京科技大学的学者为解决连铸生产过程中因拉速、过热度等工艺条件频繁波动而导致铸坯凝固末端发生变化，使得末端电磁搅拌（FEMS）难以产生稳定良好的搅拌效果的问题，提出一种FEMS综合控制模型。此模型通过在线凝固传热模型计算得到FEMS安装处的坯壳厚度SF，然后采用基于目标坯壳厚度控制的二冷模型调节二冷水量使SF保持稳定，并根据不同的SF调节FEMS的电流和频率，使FEMS的使用效果达到最优值。采用射钉试验验证了数学模型的计算精度。计算机模拟及现场应用的结果表明，在160mm×160mm小方坯连铸机上，此综合控制模型能够使FEMS安装处的坯壳厚度保持稳定，目标坯壳厚度设定为52mm时，有效提高铸坯的内部质量。(金也)