Coefficient on the Basis of Control of Three-phase Current Electric Arcs Characteristics

Abstract

Введение. В настоящее время важнейшей задачей черной металлургии является постоянное обновление сортамента продукции, повышение ее эксплуатационных характеристик, повышение эффективности использования оборудования. Достижение поставленных целей возможно при наличии методологической базы, основанной на принципах системного анализа. В металлургии широкое распространение получили многоэлектродные дуговые печи с использованием трехфазного переменного тока. Имеющийся в таких агрегатах слой футеровки в процессе функционирования подвергается тепловому и электромагнитному воздействию, создаваемому дугой. Количественной мерой данного влияния является коэффициент износа футеровки (КИФ). В большинстве исследований влияния описанных факторов на КИФ форма дуги не учитывается. В то же время от формы дуги зависят тепловые потоки, воздействующие на все элементы конструкции печи, и в том числе на футеровку. Цель исследования. Выбор параметров работы электродуговой печи, обеспечивающий оптимизацию коэффициента износа футеровки. Материалы и методы. При выполнении работы применялись методы вычислительной математики и эволюционные методы численной оптимизации функций многих переменных. На них основывалось созданное с использованием свободно распространяемых библиотек программное обеспечение. Результаты. Рассмотрено влияние системы трех горящих дуг на коэффициент износа футеровки с учетом формы оси столба дуги. Заключение. Создан алгоритм и программа, позволяющие оценивать тепловосприятие футеровки в зависимости от формы дуг. На основе разработанного алгоритма может быть создано специальное программное обеспечение, встроенное в систему автоматизированного регулирования и прогнозирования тепловой работы многоэлектродных дуговых агрегатов, для повышения достоверности оценки износа футеровки печи при разных технологических режимах горения дуг. Introduction. Currently, the most important task of the steel industry is to constantly update the product range, increase its operational characteristics, and increase the efficiency of equipment use. Achieving goals is possible with a methodological base based on the principles of system analysis. In metallurgy, multi-electrode arc furnaces using three-phase alternating current are widely used. The lining layer present in such units during operation is subjected to thermal and electromagnetic effects created by the arc. A quantitative measure of this effect is the lining wear coefficient (LWC). In most studies, the influence of the described factors on the LWC is not taken into account. At the same time, heat fluxes affecting all elements of the furnace structure, including the lining, depend on the shape of the arc. Aim. Selecting the parameters of the electric arc furnace, which optimizes the lining wear coefficient. Materials and methods. When performing the work, methods of computational mathematics and evolutionary methods of numerical optimization of functions of many variables were used. Software which uses freely distributed scientific libraries was based on them. Results. The influence of the system of three burning arcs on the wear coefficient of the lining is considered taking into account the shape of the axis of the arc column. Conclusion. An algorithm and program have been elaborated that allow us to evaluate the thermal perception of the lining depending on the shape of the arcs. Based on the developed algorithm, special software can be created that is integrated into the system of automated regulation and prediction of the thermal operation of multi-electrode arc units to increase the reliability of assessing the wear of the furnace lining under different technological modes of arc burning.