簡述：
安陽鋼鐵在冶金連鑄應(yīng)用中原使用湖南某企業(yè)提供的電磁攪拌逆變電源，但由于熔煉過程中經(jīng)常報警，因此上海津信使用偉肯變頻器對安陽鋼鐵的電磁攪拌驅(qū)動裝置進行了升級改造。
背景情況
安陽鋼鐵集團公司是一家千萬噸級的現(xiàn)代化特大型鋼鐵集團，集煉焦、燒結(jié)、冶煉、軋材及科研開發(fā)為一體，可生產(chǎn)中厚板、高速線材、中小型材等30多個品種、2000多個規(guī)格的鋼材產(chǎn)品以及煉焦化工產(chǎn)品。
在冶金連鑄過程中，電磁攪拌器已被廣泛應(yīng)用于提高鑄坯質(zhì)量、產(chǎn)量和降低成本，擴大連鑄鋼種，改善工藝條件等方面。安陽鋼鐵原使用湖南某企業(yè)提供的電磁攪拌逆變電源，但由于熔煉過程中經(jīng)常報警，因此上海津信使用偉肯變頻器對安陽鋼鐵的電磁攪拌驅(qū)動裝置進行了升級改造。
一．電磁攪拌器的特點
由于電磁場的作用具有非接觸的特點，特別適合于高溫鋼水這種特殊場合，連鑄機的電磁攪拌（Electromagnetic stirring：EMS）技術(shù)隨之應(yīng)運而生，它可以顯著改善鑄坯質(zhì)量，因此在國內(nèi)外受到高度重視并得到快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用。目前，煉鋼廠連鑄機電磁攪拌裝置已經(jīng)成為冶煉高性能品種鋼水必不可少的設(shè)備
二．末端電磁攪拌器的工作原理
電磁攪拌器的工作原理是， 運動的導(dǎo)電鋼水與磁場相互作用產(chǎn)生感應(yīng)電流，載流鋼水與磁場相互作用產(chǎn)生電磁力。 電磁力作用在鋼水每個體積元上， 從而驅(qū)動鋼水流動，進而改善鋼水凝固過程中的流動、 傳熱和遷移過程， 達到改善鑄坯質(zhì)量的目的。 交流感應(yīng)電磁攪拌器的工作原理和異步電機類似， 都遵循兩個基本定律： 一是運動的導(dǎo)電鋼水與磁場相互作用產(chǎn)生感應(yīng)電流； 二是載流鋼水與磁場相互作用產(chǎn)生電磁力。 電磁力作用在銅水的每個體積元上， 從而驅(qū)動鋼水流動。
三．末端電磁攪拌器的作用
（1）擴大鑄坯等軸晶帶。
（2）改善鑄坯表層質(zhì)量。
（3）改善鑄坯中的夾雜物分布。
（4）消除鑄坯縮孔改善中心疏松。
（5）減輕鑄坯中心偏析。
（6）改變鑄坯中攪拌帶的樹枝晶形態(tài)。
四．系統(tǒng)示意圖：
電磁攪拌棍接線示意圖：
五．現(xiàn)場實際圖：
1. 電磁攪拌棍
2.電磁攪拌棍電氣柜接線（原設(shè)備接線W相為公共端，新設(shè)備接線U相為公共端）
3.末端切割：
六、偉肯變頻器適于電磁攪拌使用的特點
電磁攪拌電源基本可以分為兩類：一是采用分立元件，配合PLC或單片機、工控機，組成變頻電源；二是采用改裝通用型變頻器的方法。
很多電源廠家通過攻關(guān)，研制出了采用分立元件的變頻電源，但是由于國內(nèi)
電力電子技術(shù)和產(chǎn)品工藝相對落后，只能采用通用型控制芯片和電子技術(shù)，難以制造出高性能的交-直-交模式的專用電源；同時因為元件數(shù)目多，而生產(chǎn)沒有規(guī)模，制造廠缺乏嚴格的質(zhì)量控制手段，這種電源的可靠性比大規(guī)模生產(chǎn)的通用型變頻器要低，故障率偏高，且在出現(xiàn)問題時不易查找到準(zhǔn)確的故障點。
采用改裝通用型變頻器的方法與采用分立元件組裝相比，電源的可靠性要高很多，但并不是每一種變頻器都適合用來改裝。這主要是因為通用型變頻器是為控制交流電機而設(shè)計的，并不適于用作電磁攪拌電源。
偉肯公司的NXC系列變頻器，與同類變頻器相比較，更為適合改裝成電磁攪拌用的變頻電源。偉肯變頻器內(nèi)部都安置了交流電抗器，可以在電網(wǎng)電壓瞬間波動時，保護變頻器的整流部分，同時也抑制了由于整流所產(chǎn)生的部分諧波電流對電網(wǎng)的影響，改善了輸入到變頻器的電流波形，增強了變頻器抵抗電網(wǎng)電壓浪涌的能力，同時交流電抗器還減小了由于諧波電流所產(chǎn)生的諧波電壓，減小了對同電源系統(tǒng)中的其他系統(tǒng)的影響。變頻器輸出電流波形為正弦波，波形畸變率小，這對于保護攪拌器線圈十分重要。在分立元件組成的電源系統(tǒng)中不可缺少的隔離變壓器，在使用偉肯變頻器時就不再需要。
偉肯變頻器采取了齊全的保護功能，這為適應(yīng)
冶金系統(tǒng)的惡劣環(huán)境，達到高性能的要求提供了保證。例如：偉肯變頻器采用了三相輸出電流檢測，而不是常規(guī)的二相輸出電流信號檢測，因此變頻器能根據(jù)三相輸出電流的檢測值，計算三相輸出電流之和，較快地判斷變頻器的是否接地，達到接地保護的功能，從而使得同類變頻器制造出的低頻電源不能實現(xiàn)的輸出保護功能，在采用偉肯變頻器制造成的低頻電源上得以全部實現(xiàn)。另外，諸如過流保護、接地保護、欠壓保護、過壓保護、欠載保護、變頻器低溫/過熱保護、過熱保護、輸入/輸出相保護等保護功能也一應(yīng)俱全。
七．偉肯變頻器在電磁攪拌器應(yīng)用中的使用效果：
安陽鋼鐵連鑄機電磁攪拌輥成套裝置由電源分配柜及冷卻水控制柜1面、變頻電源柜2面、板坯電磁攪拌輥4根、冷卻水裝置1套及監(jiān)控操作工控機1臺構(gòu)成，系統(tǒng)采用獨立的400KVA，輸出400V三相四線制電源供電，經(jīng)電源分配柜分為2路送至2面變頻電源柜，經(jīng)變頻柜變頻后分別送至板坯電磁攪拌輥，從變頻電源柜至板坯電磁攪拌輥之間各配有1個中繼端子箱。系統(tǒng)由1臺工控機進行監(jiān)控。
電磁攪拌器信息：
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輸入電源 |
輸出電壓 |
輸出頻率 |
輸出電流 |
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380V/50Hz |
0--380V |
0--16Hz |
420A |
經(jīng)過采用偉肯變頻器替代獨立逆變電源后，使得整個系統(tǒng)配置簡潔、結(jié)構(gòu)合理，大大減少了中間環(huán)節(jié)，不僅節(jié)省投資，還提高了系統(tǒng)的可靠性。
通過設(shè)置變頻器參數(shù)，系統(tǒng)具備以下特殊功能：變頻器的輸出頻率和輸出電流可獨立設(shè)置，并具備自動調(diào)節(jié)功能，以使設(shè)定值與實際值之間的偏差符合要求；變頻器具備本地和遠程控制方式，在本地操作時同樣可以具有連續(xù)攪拌、正反交替攪拌等工作方式，正反交替攪拌工作周期可根據(jù)需要設(shè)定和修改；變頻器具備完善的攪拌器線圈保護功能：如過電流、過電壓、接地、過熱、三相不平衡等等。
變頻器使用OPT-C3通訊卡與上位機之間保持通訊。上位機既可以讀取變頻器的狀態(tài)數(shù)據(jù)，同時又可以通過對變頻器參數(shù)（包括電流值、頻率值等工藝參數(shù)及啟停等數(shù)字控制信號參數(shù)）進行設(shè)定，來達到遠程控制的目的。
這套電磁攪拌系統(tǒng)在連鑄機的長時間使用表明，電磁攪拌在改善連鑄坯柱狀晶、搭橋、針孔，增加等軸晶區(qū)，減少成分偏析，減輕或消除中心疏松和中心縮孔等方面的效果非常明顯，對提高連鑄坯質(zhì)量具有明顯作用。而偉肯變頻器的穩(wěn)定可靠運行，為電磁攪拌系統(tǒng)充分發(fā)揮作用提供了基礎(chǔ)保證。
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