Arc deflection model and arc direction control for DC arc furnace

Based on the analysis of three-dimensional power conductor for DC arcfurnace, the electric arc deflection model was set up and the control system of the arc directionwas configured. According to the bus bar distribution at the bottom electrodes cooled by water, thearc direction control principle and its configuration were described. The simulation results showthat the control system can restrain the electric arc deflection and control the arc direction.

直流（DC）电弧炉技术的发展动态

大电流可控硅整流电源的发展和炉底电极这一难题的解决促使直流（ＤＣ）电弧炉的迅速发展，近几年大部分新建电弧炉为ＤＣ炉并将一些已有的交流（ＡＣ）电弧炉改成ＤＣ电弧冶炼。

Furnace bottom rise mechanism in preparation of Al Si alloys by electrothermal process

The experiments of preparation of Al Si alloys by electrothermal process were carried out respectively in 20 kW, 100 kW and 1 800 kW DC arc furnaces. The mechanism of furnace bottom rise was studied. It was found that the bottom rise can be divided into three types, including the low bottom temperature, abnormal reducing reaction and carbide deposition. The furnace bottom rise is related to the carbon ratio of the briquet, the heating speed of the briquet and the parameters and operation of furnace.

直流电弧等离子体炬数值模拟与诊断

直流电弧等离子体炬内部物理过程复杂且具动态性,较难对其进行准确描述与深入研究,且其工作温度较高,其状态参数难以使用常规方式测量。针对直流电弧等离子体炬,建立流动、传热和电磁相互耦合的数值模型,基于Fluent软件对直流电弧等离子体炬进行三维数值模拟和特性分析,设计并搭建了一套热焓探针实验系统,完成对直流电弧等离子体炬射流参数的测量分析。结果表明:建立的数值模型模拟结果与实验测量结果吻合较好,误差在10%以内;炬内温度与速度最大值与工作气流量呈正相关,均出现在靠近阴极区域,且沿轴线逐渐降低;等离子体炬内高温区与高电流密度区重合。

大容量直流电弧炉接入对电网谐波的影响分析

大容量直流电弧炉是高功率的非线性负荷,运行时会产生大量谐波,影响电网的电能质量。基于某钢铁集团130t直流电弧炉配电网架构及参数,建立了含治理装置的大容量直流电弧炉的动态仿真模型,分析了大容量直流电弧炉的谐波发射特性及其影响因素。通过现场实测和仿真结果,分析了大容量直流电弧炉接入电网后的谐波特性,验证了静止无功补偿器(SVC)的滤波效果,为直流电弧炉接入电网后的监督和治理提供了参考。

直流污秽放电对硅橡胶表面特性破坏过程

为研究直流电弧烧蚀作用下硅橡胶材料表面特性的变化,利用直流斜面法装置,从憎水性丧失和恢复特性、泄漏电流变化、生成物质特性3个方面对硅橡胶材料进行漏电起痕实验。实验发现,污秽放电过程分4个发展阶段,分别为随机初始电弧、电弧集中烧蚀、憎水性物质形成及电弧终止。在每个阶段,硅橡胶烧蚀部分的憎水性分布具有典型特征,泄漏电流随硅橡胶表面破坏速度和范围的变化同步发展。不同试品在电弧烧蚀过程中,均会产生具有憎水性的白色粉末,该物质的出现会阻碍电弧的发展。实验结束后将试品于恒温箱中放置48h,发现硅橡胶材料在电弧烧蚀破坏部分静态接触角可达到136.6°,憎水性得到很好的恢复,好于新的硅橡胶样品。

改进型地铁用直流断路器

直流断路器是地铁供电系统中切除故障的关键设备。目前,我国地铁供电系统中采用的直流断路器多为强制拉弧,故障电流可高达数万安培,从而导致直流断路器烧毁。该文首先在分析电弧数学模型的基础上,结合Matlab软件中的Mayr模型,建立了传统直流断路器的仿真模型,仿真结果表明,因断路器电流过大从而导致传统直流断路器易损坏。针对传统直流断路器的不足,文中提出了传统直流断路器的改进方案,给出了电路结构,并建立了仿真模型。仿真结果表明,改进型直流断路器具有良好的熄弧特性,不易遭受损坏,具有良好的应用前景。

10t真空电弧炉用40 kA直流电源的研制与应用

介绍了填补国内空白的国产最大10t真空白耗电弧炉用2x20 kA/60 V直流电源的系统构成。主电路采用12脉波双反星型可控整流,触发脉冲有相位自适应功能;高性能功率因数补偿控制器与8421编程的分组补偿容量配置,保证了投入补偿容量跟踪实际功率因数实时值变化,输出直流电流在10～40 kA的整个运行范围内功率因数都高于0.95;根据工艺状况起弧、熔化、补缩阶段的差异,变结构的电压与电流调节器状态根据负载工况自动切换,适应熔化重量不同锭子对输出电流大小的相异要求,稳流精度高达0.5%;矩阵式软件设计简化了PLC监控系统的硬件结构,取得了很好的控制与监控效果。

磁镜式双电极直流电弧炉特性

对北京重型机器厂炼钢分厂5t磁镜式双电极直流电弧炉(简称直流电弧炉)和同容量三相交流电弧炉熔化期产生的噪音和频谱、磁镜线圈产生的稳恒磁场进行了初步研究。研究结果表明,与三相交流电弧炉相比直流电弧炉是一种理想的炼钢熔炼设备。直流炉噪音以易消除的高频噪音为主,与交流炉比较在熔化期的噪音可降低级15dB。熔池搅拌强度大,整个冶炼过程不需要人工搅拌,而且电弧稳定、定向燃烧,熔池升温速度快(4～6)℃/min。

云南某密闭直流电弧炉冶炼酸溶渣可行性分析

以钛渣代替钛铁矿为硫酸法钛白粉生产的原料,可以减少硫酸消耗量,有效克服硫酸法废副产物多、环境污染大以及硫酸消耗量大等缺点。以生产数据为基础,分析云南某公司密闭直流电弧炉熔炼钛渣杂质成分及含量、钛渣粒度。在不同的渣酸比、酸解反应温度、酸解反应时间试验条件下,产品钛渣酸解率最低为89.443%。对比中华人民共和国黑色冶金行业标准指标,产品钛渣各项指标均符合标准要求。根据当地硫酸法钛白粉生产厂家实际生产经验,产品钛渣中SiO2含量偏高。从密闭直流电弧炉生产实际出发,提出控制入炉物料成分、调整配料比、增加渣包风冷时间、减少筛分分级四项措施来优化产品酸溶渣的品质。

一种新型DSTATCOM用于电弧炉柔性供电的研究

本文研究一种新型DSTATCOM应用于三相交流电弧炉的柔性供电方法。运用dq矢量变换法,检测冲击性电弧炉负荷的瞬时无功电流;采用电流直接控制法,使DSTATCOM产生无功补偿电流,以此抑制电网电压波动与闪变。应用PI控制使逆变器直流侧电容电压保持稳定,保证DSTATCOM良好的电流跟踪性能。以某钢厂炼钢电弧炉供电系统为背景,在MAT-LAB下对此柔性供电系统进行了仿真。结果表明此新型柔性供电方法能有效地抑制电弧炉引起的电网电压波动与闪变,实现柔性供电的目的。

石墨含量对MgO－C材料导电率的影响

通过分析研究直流电炉炉底用ＭｇＯ－Ｃ材料的导电率后发现：１）石墨含量小于５％的ＭｇＯ－Ｃ村料在常温下是不导电的；２）ＭｇＯ－Ｃ材料的导电率随着石墨含量的增加而增加；３）ＭｇＯ－Ｃ材料导电率的方向性很强；４）ＭｇＯ－Ｃ材料中所加入的炭的结构和结合剂的性质也影响了ＭｇＯ－Ｃ材料的导电率。

大功率密闭直流电弧炉钛渣冶炼产品质量控制体系研究

以大功率密闭直流电弧炉(简称HPDC炉)冶炼钛渣为基础,根据不同地区钛矿成分的差别,以及产品供销需求,建立钛渣冶炼产品质量控制体系,对生产制度进行及时调整,以适应下游钛工业生产过程中不同工艺条件下生产需求的不同。在2023K的高温下,考虑主要的还原反应,HPDC炉冶炼钛渣可人为调节的控制因素是配碳比(AIP,Percentage of anthracite to ilmenite mass)和HPDC炉输入功率。HPDC炉试生产期间,产品钛渣中TiO2和FeO的含量均随着AIP的增加而下降,当AIP为12.243%时,钛渣中TiO2含量达到最高。生产中要根据不同的目标产品成分,制定合理的生产制度、加料制度和HPDC炉功率制度,实现产品质量最优化控制。HPDC炉生产钛渣是个动态的平衡过程,生产过程中必须综合考虑产品FeO含量和排渣要求。

直流电弧炉炉内电磁线圈的作用分析

运用电磁理论，分析了设置在炉内电磁线圈所产生磁场对电弧的作用力，并通过实验，得出线圈产生的磁场有抑制和减轻偏弧，散弧和弧软的作用．在磁场的作用下，直流电弧更加挺直、稳定。

浅谈真空熔炼电弧炉用直流电源的发展

本文回顾了真空熔炼电弧炉用直流电源的发展历程,发展现状,进而探讨了其发展趋势。

我国电弧炉炼钢技术发展现状及展望

介绍了国内电弧炉炼钢生产发展概况,总结了国内电炉炼钢应用的新技术。对国内现代电炉炼钢过程中存在的能耗和成本、电炉产品质量及环境污染问题进行了分析,提出了相应的对策。对国内电弧炉炼钢未来的发展方向进行了展望。

一种新型整流电源在直流电弧炉上的应用——剖析法国CEGELEC用于直流电弧炉的新型整流电源

法国CEGELEC新近在新疆八一钢厂投产的70吨直流电弧炉采用了一种新型的整流电源，具有很好的研究和开发价值。这种系统是一种当今最新的控制技术且非常适合于中国电网条件差的情况。

直流电弧炉内熔体中电流分布及其自身搅拌力

应用数值方法对直流电弧炉条件下的 Maxwell 方程进行了解析,结果表明,熔体中的电流密度、电磁场强度和电磁力的分布是非常不均匀的,电弧附近的钢水中的电流密度较其它区域高出 1～2 个数量级,电磁力较其它区域高出 2～3 个数量级,该区域的电磁力对熔体搅拌起着决定性的作用,预测了钢水的流形。

直流电弧炉水冷炉壁温度曲线的神经网络辨识方法

阐述将改进的BP神经网络用于直流电弧炉水冷炉壁问题曲线的辨识。首先分析了偏弧偏向角和偏移量和水冷炉壁的温度的关系,然后通过辨识水冷炉壁的温度,根据公式确定偏弧的着弧点,计算出偏弧的偏向角和偏移量。该方法的应用为直流电弧炉偏弧控制打下坚实的基础。

高压直流输电用无源型直流转换开关电弧电流特性研究

直流输变电系统用无源型高压直流转换开关是直流系统中的重要运行设备,其运行工况及工作特性极其特殊。笔者通过对高压直流转换开关工作原理及工况进行研究,并依据试验测得的断口电弧电流曲线的特征,对高压直流转换开关开断转换电流的电弧电流特性进行理论研究及分析,给出了电弧电流特性函数,指出高压直流转换开关开断的关键点是断口的弧阻小,变化率大,L1C1辅助支路频率高,才能开断较大的直流电流。