交流电熔镁炉短网优化配置研究

发布时间：2021-09-15 10:33

　　电熔镁炉是一种熔炼电熔镁砂的工业电炉。它由炉体结构、主供电系统、电极自动调节系统、液压系统、水冷系统、除尘系统等组成。短网系统是供电系统中的重要组成部分,是指自变压器二次侧出线端至石墨电极末端的全部连接件。由于通过短网部分的电流可以达到数万安培,如果阻抗设计的过大,将造成电能损耗过多,电弧功率减小。而且当三相阻抗设计的不平衡时,会造成三相电弧功率不平衡,致使三相电极附近的炉料熔化速率各不相同,更为严重的是造成电炉炉壁受热不均,缩短了炉衬的寿命。本文为了解决短网部分阻抗过大和三相阻抗不平衡的问题,对短网部分作了优化。通过对国内外电熔镁炉短网相关文献的查阅,总结了短网阻抗计算过程中的一系列基本公式,包括电阻计算中用到的集肤效应系数和邻近效应系数的求解方法,以及电抗计算中的平行导体电抗计算公式等。根据阻抗计算公式,并结合短网各部分导体的参数,求得了短网的三相阻抗值和三相阻抗不平衡度,通过计算发现现有短网结构的阻抗和三相阻抗不平衡度不能很好的满足生产需要。针对上述问题对短网结构进行了具体的优化改进。分成两个部分,第一部分是只针对短网中的导电横臂进行改进。用铝合金导电横臂替代现有的铜-钢复合导电... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 电熔镁概述
        1.1.1 电熔镁产业背景介绍
        1.1.2 国内外电熔镁砂生产制备方法
    1.2 电熔镁炉熔炼技术
        1.2.1 电熔镁炉的设备组成
        1.2.2 电熔镁炉熔炼原理
        1.2.3 电熔镁炉熔炼工艺流程
    1.3 电熔镁炉短网技术
        1.3.1 电熔镁炉短网概述
        1.3.2 电熔镁炉短网特点
        1.3.3 电熔镁炉短网参数设计要点
    1.4 课题来源及主要研究内容
2 短网参数计算基础
    2.1 电阻计算基础
        2.1.1 交流电阻计算公式
        2.1.2 接触电阻计算公式
        2.1.3 介入电阻计算
        2.1.4 短网导体集肤效应系数计算
        2.1.5 短网导体邻近效应系数计算
    2.2 电感计算基础
        2.2.1 平直等长导体电感计算基础
        2.2.2 几何均距的基本概念和公式
    2.3 本章小结
3 短网阻抗计算
    3.1 电阻计算
        3.1.1 石墨电极交流电阻计算
        3.1.2 导电横臂交流电阻计算
        3.1.3 水冷电缆交流电阻计算
        3.1.4 导电铜管交流电阻计算
        3.1.5 电极与电极夹头间接触电阻计算
        3.1.6 水冷电缆与导电横臂接触电阻计算
        3.1.7 导电铜管与水冷电缆接触电阻计算
        3.1.8 介入电阻计算
        3.1.9 短网部分电阻值汇总
    3.2 电抗计算
        3.2.1 石墨电极电抗计算
        3.2.2 导电横臂电抗计算
        3.2.3 水冷电缆电抗计算
        3.2.4 导电铜管电抗计算
        3.2.5 短网部分电抗值汇总
    3.3 阻抗计算与分析
    3.4 本章小结
4 铝合金和铜-钢复合导电横臂对比分析
    4.1 铝合金导电横臂阻抗计算
        4.1.1 铝合金导电横臂阻抗理论计算
        4.1.2 铝合金导电横臂电感仿真计算
    4.2 铜-钢复合导电横臂电感仿真计算
    4.3 铝合金和铜-钢复合导电横臂质量计算
        4.3.1 铝合金导电横臂质量计算
        4.3.2 铜-钢复合导电横臂质量计算
    4.4 两种结构下短网参数的对比分析
    4.5 本章小结
5 短网优化配置研究
    5.1 蚁群优化算法
        5.1.1 基本蚁群算法
        5.1.2 用于连续函数的蚁群算法
    5.2 短网结构优化求解
        5.2.1 短网结构模型的建立
        5.2.2 短网结构模型的优化计算
        5.2.3 优化结果分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]电熔镁炉铝合金导电横臂的参数计算与仿真分析[J]. 由纪,王志强,李国锋,韩晓明.  有色金属(冶炼部分). 2017(05)
[2]Pheromone Model Selection in Ant Colony Optimization for the Travelling Salesman Problem[J]. LIU Shufen,LENG Huang,HAN Lu.  Chinese Journal of Electronics. 2017(02)
[3]电熔镁砂制备工艺及熔炼过程[J]. 罗仙平,李建康,徐徽,王金庆,逯登琴,张贤.  盐业与化工. 2016(08)
[4]电熔镁砂生产的热工过程分析与节能[J]. 仝永娟,张卫军,李鹏,王帅,赵文婧,于宏超.  冶金能源. 2011(03)
[5]100t高阻抗炼钢电弧炉短网电抗的计算[J]. 刁理选.  重型机械. 2010(S1)
[6]电弧炉短网三相不平衡估算与研究[J]. 张鹤,黄传刚.  现代冶金. 2010(01)
[7]3500kVA矿热炉短网感抗的计算[J]. 李芳,姜子晴.  工业加热. 2009(05)
[8]中国菱镁矿现状与发展趋势[J]. 王兆敏.  中国非金属矿工业导刊. 2006(05)
[9]中国镁资源优势及镁质化工材料发展方向[J]. 胡庆福,刘景泽,宋丽英,胡晓湘.  无机盐工业. 2006(09)
[10]由菱镁矿制备高纯氧化镁的工艺研究[J]. 王亚芳,仲剑初,刘霁斌,王洪志.  矿产保护与利用. 2005(06)

博士论文
[1]电熔镁炉智能控制系统研究[D]. 吴永建.东北大学 2012

硕士论文
[1]电熔镁炉控制半实物仿真实验系统设计与开发[D]. 王富力.东北大学 2009
[2]电熔镁炉新型控制系统研究与开发[D]. 董滨.东北大学 2008



本文编号：3395922