重杂散电感电磁搅拌专用变频电源IGBT关断尖峰电压研究

由主电路回路和功率器件内部寄生杂散电感引起的电磁搅拌电源中IGBT开关器件关断尖峰电压过高是电磁搅拌专用变频电源失效的主要原因之一。以某公司老一代大功率电磁搅拌器专用变频电源中IGBT关断尖峰高导致功率开关器件过压损坏为例,首先分析了IGBT关断尖峰电压产生的原因及IGBT关断尖峰电压过高带来的危害,接着总结目前常用的IGBT过压尖峰解决办法及利弊,并最终采用IGBT的分级关断技术方案来解决电磁搅拌专用变频电源中IGBT关断尖峰电压过高的问题。实践证明,采用所提出的解决IGBT过压尖峰的措施后,几乎杜绝了电磁搅拌器专用变频电源因IGBT过压而失效的现象。     

板坯连铸浸入式水口控流的物理和数值模拟

浸入式水口结构从根本上决定了结晶器内的钢液流动形式，采用物理模拟和数值模拟方法研究了水口结构及铸坯断面尺寸对板坯结晶器流动行为的影响。通过解析速度云图、表面流速、液面波动、冲击深度及保护渣覆盖情况等特征参数，对结晶器内钢液流动行为进行多角度定量表征。结果表明，水口侧孔倾角向上对1 600 mm×220 mm断面结晶器流场液面扰动较大，其倾角向下15°时射流冲击深度较大，倾角向下8°时最为适宜。水口底部形状会影响钢液的湍动能耗散及流场对称性，对比后得出凹底水口为最佳水口形状。侧孔形状对表面流速影响较小，但对自由液面波动有显著影响，可能导致钢液裸露；当水口侧孔面积一致时，矩形侧孔水口条件下的结晶器液面裸露面积小于跑道形侧孔和方形侧孔情况。而在浇注不同断面尺寸时，仅通过改变水口结构和使用工艺难以获得合理的结晶器流场，还需要借助其他控制流动的手段来推动未来板坯多元化生产的发展。本研究可为改善板坯质量提供理论与工艺指导。     

多规格钢坯连铸连轧新工艺流程

钢铁连铸连轧同一生产线上的多钢种、多断面的特钢生产严重影响设备和工艺的稳定性,使得铸坯内部质量难以得到根本性地提高。基于此,提出一种连铸新工艺技术,这种新型特钢连铸工艺技术可满足向不同的轧钢生产线提供多种规格的优质钢坯,产品规格范围宽,能满足优质钢大压缩比的需求,保证最终产品的组织结构和机械性能所需要的最小变形量。采用该新工艺技术所生产的钢坯的低倍质量得到极大地提高,消除了连铸坯固有的“小钢锭结构”带来的“缩孔”和“中心疏松”缺陷,中心碳偏析也得到了改善。     

方坯轧制在线感应加热数值模拟与设计优化

针对方坯感应加热轧制过程容易发生边角升温不均匀的问题,建立了轧件移动式感应加热工况的电磁-传热耦合模型,并进行了有限元数值模拟分析。基于感应加热轧制工业运行数据,验证了模型的合理性,并对感应线圈设计进行了结构优化改进。结果表明,改进设计的感应线圈在钢坯边角部位的磁通密度分布得以明显地改善,工件边角部位的温差得以显著地降低,这有利于解决合金钢方坯轧制过程中常见的边角开裂问题。     

四流H型感应加热中间包控流装置设计

针对国内某特钢厂新上的四流H型双通道感应加热中间包,为改善中间包内流体流动状态,设计了倒八字型与V型两种控流装置。应用数值模拟的方法对两种不同控流装置下的中间包流场、RTD曲线、温度场进行了模拟。结果表明,倒八字型控流装置平均停留时间1 469.6 s,死区体积比5.83%,边部水口与中间水口的最大温差3 K;与V型控流装置相比,平均停留时间延长了41.9 s,死区体积相应降低了4.09%,边部水口与中间水口的最大温差减少了2 ℃。湍流抑制器+倒八字型控流装置设计能更好改善四流大方坯H型双通道感应加热中间包流体流动性。     

基于数值模拟的五流感应加热中间包流场优化

中间包配置感应加热器后的结构与原型中间包结构差异较大,不宜使用常规添加挡墙、挡坝或稳流器的方式优化流场.针对国内典型5流通道式感应加热中间包分流过热度高及边部流和中间流的温差大等问题,设计了改进方案,并通过数值模拟方法研究了不同结构的流钢通道对中间包流场和温度场的影响.结果表明,带有变径的分口式流钢通道的结构最佳,依此...     

开关量信号输出电路和控制方法的研究与应用

智能化设备全过程开关量信号稳定可靠地输出是减少工业自动化现场控制系统出现误动作的重要保证.首先分析传统设备控制系统中开关量信号输出电路和控制方法可能存在的缺陷,在此基础上提出了能够避免这种缺陷的新型控制电路和保护方法,分析了该种方法所体现的多种控制电路形式.经试验和实践证明,所提出的电路和方法能 够实现弱电控制系统开关量信号高可靠性输出.该方法的电路已成功集成在湖南中科电气股份有限公司专用变频电源装置设备的控制系统中,具有非常巨大的工程实际应用价值和意义.     

2MVA电磁搅拌电源逆变模组设计与应用

相关研究和试验表明,采用超大容量的电磁搅拌电源驱动电磁搅拌器在超大圆坯连铸生产线上末端进行高强度电磁搅拌是改善大圆坯连铸凝固过程和提高铸坯质量一种非常有效的工艺手段。此处以某钢厂的实际超大圆坯末端电磁搅拌(F-EMS)项目为背景,设计了一种用于大圆坯F-EMS电源上的2 MVA大容量逆变模组。首先对2 MVA逆变模组的各种设计方案进行优劣势分析,根据分析结果并结合实际情况采用桥臂并联扩容的形式设计2 MVA的电磁搅拌的逆变模组。然后利用带有此处设计的逆变模组的变频电源和某钢厂实际搅拌器负载搭建的试验平台,验证了所设计的超大容量逆变模组完全能够满足某钢厂的F-EMS器的各项性能,具有非常巨大的工程实际应用价值和意义。     

连铸中间包八字型通道感应加热与精炼技术的研发及应用

综述了连铸中间包通道式感应加热与精炼技术,介绍了国外发展概况,简要比较了等离子体加热与该技术的技术差异,简明地介绍其加热和去除夹杂物的工作机理,着重介绍了国内独立研发、具有自主知识产权的中间包八字型通道式感应加热和精炼技术及其特点,并以2个钢厂的应用案例验证了该技术的可靠性、可操控牲和安全性,以及其加热和去除夹杂物的良好冶金效果。     

大容量中间包电磁加热装备研制及其工业应用

针对中间包增设通道式感应加热装置,在不改变现有连铸机中间包冲击区和浇注区距离的条件下,进行中间包电磁感应加热装备的工业化研制。重点研究了中间包包壳上涡流的隔断、感应加热器加热效率、感应加热中间包耐火材料等问题。研究结果表明,采用涡流隔断技术能有效抑制包体涡流发热,较好地解决中间包包体涡流发热的问题。并且通过优化感应器的结构设计及采用气雾混合冷却等关键技术,实现了中间包感应加热技术的工业化运行及中间包钢水温度±3 ℃的精准控温。