電弧爐煉鋼是現(xiàn)代較為先進(jìn)的主要煉鋼技術(shù)之一，其依靠電極和爐料之間放電產(chǎn)生的電弧高溫來(lái)熔煉鋼鐵，電爐煉鋼諸多優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在流程短，熱效率高，節(jié)能減排，利于環(huán)保等方面。存在的問(wèn)題是電弧爐控制系統(tǒng)是一個(gè)非線性、時(shí)變性、隨機(jī)干擾嚴(yán)重的復(fù)雜系統(tǒng)，并且三相電極之間存在耦合作用。本文以某鋼廠60噸電弧爐為研究背景，查閱了大量文獻(xiàn)概述了電弧爐煉鋼的歷史、研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景，介紹了電弧爐設(shè)備組成和冶煉工藝過(guò)程，詳細(xì)分析了冶煉流程中各主要時(shí)期的工藝特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)比較控制策略確定采用可靠性好、自動(dòng)化程度高、抗干擾的恒阻抗控制策略�；诮涣麟娀〉慕M成和機(jī)理，建立了電弧模型；對(duì)電弧爐系統(tǒng)進(jìn)行建模，從而分析出三相電極弧長(zhǎng)與弧流之間的耦合關(guān)系；該耦合直接影響著三相電極的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，故引入模糊解耦補(bǔ)償器進(jìn)行解耦，仿真驗(yàn)證模糊補(bǔ)償器對(duì)解耦和抗干擾的可行性。電弧爐系統(tǒng)控制的主要任務(wù)是對(duì)電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制，本文分析了傳統(tǒng)PID控制存在的問(wèn)題，提出了最優(yōu)化控制和自校正相結(jié)合的復(fù)合控制策略，滿足熔化初期電極控制系統(tǒng)快速性高和熔化后期精度高的要求。通過(guò)對(duì)各種可能發(fā)生的電爐擾動(dòng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證該復(fù)合控制策略能夠滿足各時(shí)期冶煉過(guò)程對(duì)性能指... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)理工大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

轉(zhuǎn)爐與電弧爐煉鋼流程圖

極夾持器及升降機(jī)構(gòu)，該部分的主要任務(wù)是夾緊、放松、升降電電流。隨著熔煉過(guò)程的進(jìn)展，爐料形態(tài)不斷變化，對(duì)電能的要求，電極本身發(fā)生折損長(zhǎng)度會(huì)變短，為了保持電弧長(zhǎng)度恒定，需要斷調(diào)節(jié)電極位置。電極夾持器(或叫卡頭、夾頭)，電極夾持器多用的鋼夾頭，強(qiáng)度高，導(dǎo)電性好。電極升降裝置由橫臂、電極立柱機(jī)構(gòu)組成。夾持器位于導(dǎo)電橫臂內(nèi)，夾緊電極固定在電極升降裝作為支撐用的機(jī)械部分需要有足夠的強(qiáng)度。電極立柱與橫臂連接構(gòu)，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使矩形立柱沿著固定在傾動(dòng)平臺(tái)上的導(dǎo)向輪升構(gòu)的傳動(dòng)方式可分為電機(jī)傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是圖 2.1 電爐機(jī)械結(jié)構(gòu)部件分解圖體；2-爐門；3-出鋼槽；4-爐蓋；5-爐蓋懸吊機(jī)構(gòu)；6-電極夾持器；7-電極8-導(dǎo)電銅管；9-變壓器；10-撓性水冷電纜；11-電極升降機(jī)構(gòu)；12-走臺(tái)；13-爐蓋提升缸；14-爐蓋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；15-爐子鎖緊機(jī)構(gòu)；16-搖架軌道；

段——起弧階段，電弧爐爐膛裝滿爐料后，從送電點(diǎn)弧為起弧期，這段時(shí)間較短約 2~3 min。這個(gè)階段電弧距放電，此時(shí)供電電壓越高，電功率越高，對(duì)爐頂輻射越為了保護(hù)爐頂，減少輻射，在爐料的上部裝一些輕廢鋼，以方便電極快速插入爐料內(nèi)，而減少電弧對(duì)爐頂?shù)妮楏w放電現(xiàn)象的一種形式，電弧的產(chǎn)生過(guò)程為：當(dāng)兩極（，產(chǎn)生非常大的短路電流（Id=2In~4In，In為額定電流產(chǎn)生赤熱點(diǎn)，于是在陰極將有熱電子逸出。當(dāng)兩極拉開(kāi)極之間就會(huì)有一個(gè)電場(chǎng)形成電勢(shì)差。在電場(chǎng)作用下，電動(dòng)過(guò)程中與氣體分子、原子碰撞，使氣體發(fā)生電離。這子、電子在電場(chǎng)中做定向加速運(yùn)動(dòng)，又使其它氣體電離中的帶點(diǎn)粒子數(shù)目會(huì)急劇增加，并快速向兩極運(yùn)動(dòng)，氣向是由正極流向負(fù)極。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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[7]基于智能控制的黃磷爐電極調(diào)節(jié)研究[D]. 王毅.重慶大學(xué) 2009
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