Моделювання електричних параметрів дуги дугової сталеплавильної печі

Abstract

Запропоновано математичну модель блоку дуги дугової сталеплавильної печі, якою керує механізм переміщення електрода. Модель призначена для аналізу електромагнітних процесів дуги зі змінною довжиною. Порівняльний аналіз результатів моделювання на основі побудованої блок-схеми моделі і результатів, які отримані на реальних печах, показав адекватність моделі. Запропоновано параметр, що визначає етап процесу плавки. Проаналізовано зміни параметрів дуги при зміні її довжини. Проведено аналіз змін цих параметрів при зміні термоінерційних умов горіння дуги.

Предложена математическая модель блока дуги дуговой сталеплавильной печи, которой управляет механизм перемещения электрода. Модель предназначена для анализа электромагнитных процессов дуги с изменяющейся длиной. Сравнительный анализ результатов моделирования на основе построенной блок-схемы модели и результатов, которые получены на реальных печах, показал адекватность модели. Предложен параметр, определяющий этап процесса плавки. Проанализированы изменения электрических параметров дуги при изменении ее длины. Проведен анализ изменений этих параметров при изменении термоинерционных условий горения дуги.

Purpose. The aim is to build a mathematical model of the electric arc of arc furnace (EAF). The model should clearly show the relationship between the main parameters of the arc. These parameters determine the properties of the arc and the possibility of optimization of melting mode. Methodology. We have built a fairly simple model of the arc, which satisfies the above requirements. The model is designed for the analysis of electromagnetic processes arc of varying length. We have compared the results obtained when testing the model with the results obtained on actual furnaces. Results. During melting in real chipboard under the influence of changes in temperature changes its properties arc plasma. The proposed model takes into account these changes. Adjusting the length of the arc is the main way to regulate the mode of smelting chipboard. The arc length is controlled by the movement of the drive electrode. The model reflects the dynamic changes in the parameters of the arc when changing her length. We got the dynamic current-voltage characteristics (CVC) of the arc for the different stages of melting. We got the arc voltage waveform and identified criteria by which possible identified stage of smelting. Originality. In contrast to the previously known models, this model clearly shows the relationship between the main parameters of the arc EAF: arc voltage Ud, amperage arc id and length arc d. Comparison of the simulation results and experimental data obtained from real particleboard showed the adequacy of the constructed model. It was found that character of change of magnitude Md, helps determine the stage of melting. Practical value. It turned out that the model can be used to simulate smelting in EAF any capacity. Thus, when designing the system of control mechanism for moving the electrode, the model takes into account changes in the parameters of the arc and it can significantly reduce electrode material consumption and energy consumption during smelting.