近年來,電弧爐煉鋼發(fā)展十分迅速,已成為最主要的煉鋼方式之一。我國電弧爐煉鋼起步較晚,雖然冶煉技術有了大幅提升,但與一些發(fā)達國家相比,我國的電弧爐煉鋼規(guī)模小,控制技術落后,電極損耗大,廢料利用率低,電能消耗大,冶煉周期長,產品質量低,已經不能滿足現(xiàn)代化的生產需求。因此,提高電弧爐煉鋼的技術水平,對于促進我國鋼鐵產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的意義。電弧爐冶煉過程中,電極調節(jié)控制系統(tǒng)是電弧爐煉鋼的一個重要環(huán)節(jié),其作用是調節(jié)電極在爐內的移動位置,使弧長保持恒定,電弧電壓和電流的比例恒定,從而使輸入功率穩(wěn)定。由于電弧爐電極調節(jié)系統(tǒng)是一個非線性、強耦合、多變量的時變系統(tǒng),采用常規(guī)的PID或者單一的控制方式已無法滿足控制要求,因此需要設計一種集成的、復合的智能控制策略來解決日益復雜的控制系統(tǒng)。首先,在全面了解電弧爐的工作原理和冶煉工藝的基礎上,分別建立了交流電弧模型、三相電極模型、供電系統(tǒng)模型和液壓系統(tǒng)模型,分析了電極弧長與弧流、弧壓間的函數(shù)關系。其次,針對三相電極間的耦合問題,結合傳統(tǒng)的解耦方法,設計一種基于單神經元的自適應解耦控制器,即在控制器和被控對象之間加上解耦補償器,從而削弱了三相電極間的耦合影響,仿真結果表明這種解耦補償器具有良好的解耦能力和抗干擾性能。最后,根據(jù)電弧爐的工藝特點和不同時期的冶煉要求,對熔化期和氧化還原期進行分段控制。在熔化期,爐料燃燒不穩(wěn)定,系統(tǒng)受到的擾動劇烈,弧長頻繁改變,需要電極調節(jié)系統(tǒng)能夠快速準確的升降電極。為此,設計基于BP神經網絡的PID控制器;在氧化還原期,燃弧變化比較穩(wěn)定,擾動相對減小,希望有比較高的控制精度,因此采用模糊PID控制方案。仿真結果表明,該復合智能控制器能夠滿足電弧爐各個冶煉階段的性能要求。
【學位單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TF741.5
【部分圖文】：

[11]。電弧功率很大，產生的熱量非常集中，致使爐溫很高，可迅速熔化鋼料。如圖1.1為三相交流電弧爐的結構簡圖，它由電爐變壓器供電，在三相電極、電弧和鋼料之間形成三相通路。圖1.1 三相交流電弧爐構造簡圖Fig. 1.1 Three-phase ac electric arc furnace structure diagram電弧爐根據(jù)加熱方式分類有兩種，即直接加熱方式和間接加熱方式�，F(xiàn)代電弧爐煉鋼均采用直接加熱方式[12]。其工作原理是三相交流電流擊穿爐內原料之間的空氣產生電弧直接熔化金屬，該方法適用于熔點高，產量大的合金鋼。電弧爐煉鋼的主要原料為廢鋼、生鐵以及各種合金材料，整個冶煉過程一般分成三個階段，即熔化階段、氧化階段和還原階段[13]。各冶煉時期對功率和溫度有不同的要求。1-爐底；2-鋼液；3-渣層；4-流鋼嘴；5-爐頂；6-電極；7-電極夾持器；8

情況下一個完整冶煉過程需要加料 2～3 次[23]。為了保護爐襯擊，需要在爐底鋪蓋一定量的石灰。電弧爐煉鋼過程中，由于高溫作用和化學腐蝕，會使損壞一層就是及時修整損壞的爐襯，以保證下一個冶煉周期的正常進用壽命，通常選擇螢石和石灰為補爐原料。期的時間是從通電開始到配料全部熔化的階段，這一時期經過段、主熔階段和熔化末了階段。圖 1.3 為爐料熔化過程示意圖

圖 2.2 石墨電極為陰極時的電弧模型Fig. 2.2 Arc model when graphite electrodes in cathod一個處于等離子狀態(tài)的通道，是電流的載體。由面上產生力的作用，在這個夾緊力的驅動下，電對周圍氣體的吸收，導致熱電子的運動速度和表溫。電形式不同，電弧放電的大部分電子是由陰極本的物理特性很大程度上取決于受陰極變化。對比，其主要作用是連續(xù)不斷的接收從陰極來的電子兩極的物理特性可分別由陰極電位降和陽極電
【共引文獻】

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本文編號：2844036