真空自耗电弧炉系统优化控制策略研究

为了研究真空自耗电弧炉在特殊钢冶炼过程中偏弧现象的形成原因、检测方法和改善措施,以降低产品的次品率和切除量,针对某电弧炉弧压、熔速和弧位等关键变量,设计了优化控制策略。首先,分析了真空自耗电弧炉的系统结构,基于Biot-Savart定律与数值算例,讨论了偏弧的成因;然后,研究了一种使用四个电磁传感器来检测电弧中心位置的方法;最后,基于“弧位检测—熔速与稳弧线圈修正”思想,提出了一种系统优化策略,并在MATLAB-Simulink平台上进行了仿真。仿真结果表明,偏弧现象与弧压、电流、弧长密切相关,且弧压与熔速相互耦合。因此,所提出的优化策略将弧位检测结果作为反馈量,通过弧压、熔速和稳弧线圈修正以改善偏弧是一种有效方法。