·502· 北京科技大学学报 2002年第5期 aitaritari-1(ata)ritar-1 (34) 2结束语 也可计算出通路半径.式中，a,a和a4为流体 的辅助常数 从直流电弧的通路模型的建立过程可以看 由于式(33)运用了有物理特性的系数，故与 出，影响直流电弧工作状态的因素很多，而且这 用精确解法相比，通路半径的误差最大为2.8%. 些因素又有很大的不确定性，要精确地描述直 再利用用这种方式算出，即可以确定出电弧 流电弧非常困难且十分繁杂，基于此电弧通路 电压： 模型可对直流电弧炉进行智能控制，这包括采 U=LCULCUnyL.C'L 用模糊神经网络以及专家控制系统等辨识方法 Γ2元22元。2 兀G 进行. gr6=西 (35) 参考文献 如果电弧内石墨的升华率是3kg/(m2s),那 1陈文修.直流电弧炉的最新进展).炼钢，1995(5)：59 么电弧等离子的碳含量最高就是30%，与此相 2刘喆.直流电弧炉技术的发展与应用[天津冶金， 关的电导率的变化则通过下式表现出来： 1995(5):39 -+o 3南条敏夫著，乔兴武译，直流电弧炉的电弧现象[M (36) 北京：冶金工业出版社，1998 式中，σ为弱电流时等离子的电导率；1，为取决于 4 Bowman B.Computer model of arc fumace electrical op- 电流的电导率的辅助值.电弧延长的长度是浸 eration [J].Metallurgical International,1984,1(4):286 5 Jager H,Muller P,Wimmer K.Advanced graphite elec- 入熔池的深度H,其近似值通过直线得出： trodes-A key to increased electric arc furnace produc- l=H+H=H+b·I (37) tivity [J].MPT International,1991(6):24 式中，H为电极顶端到熔池表面的距离，b为浸 6 Jecques Vervacke.Development of DC-electric arc fur- 人熔池深度的系数.这样，利用式(28)和(35) nace with arc control [J].Metallurgical Plant and Technol- (37)即可描述出有13个参数的电弧电压函数. ogy International,1994(4):63 Arc passageway Model of DC Arc Furnace WEI Liping",PAN Yinhua,ZHOU Huang" 1)Information Engineering of School,UST Beijing,Beijing 100083,China 2)Caster Center of Beijing Iron Steel Research Institute,Beijing 100081,China 3)Computer Dept.Yantai University,Yantai 264635,China ABSTRACT The phenomenon of DC arc was studied.Through the analysis of arc transmisson and I/O power for DC Arc Furnace,the DC passageway model was set up.This model provides a theoretic basis to control DC arc and correct the arc direction. KEY WORDS DC arc;model;DC arc furnace. 5 0 2 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 2 年 第 5 期 两尺+ a 3尺+ a Z代一 l 刘 ( ’a+ 端 , , )雌+ a Z雌一 l ( 3 4 ) 也可 计算 出通路半径 . 式 中 , a Z , a , 和 山 为 流体 的辅助常数 . 由于式 ( 3 3) 运用 了有 物理特性的 系数 , 故与 用精确解法相 比 , 通路半径 的误差最大为 2 . 8 % . 再利用 用 这 种方式算 出 r 、 , 即可 以确定 出电弧 电压 : ; ; _ 在’C . 呱 . r , 次’C . 嘛 、 2 . 次’C l . u 一 一 二兀万= 下一万一了 l气二仁几尸丫一不一~ , 宁一二二了一宁 ` 才口。 石 L 乙 了以 O 乙 兀 J 碧哗乌 , 2 沪嘿争丛 } ’ “ ( , , , 如果 电弧 内石墨 的升 华率 是 3 gk (/ m , · s) , 那 么 电弧等离子 的碳 含量最高就是 30 % , 与此相 关 的电导率 的变 化则 通过下式表现 出来 : ’- 一 f , . A 一 a(I 1I/ ) 吕 〕 a’ 一 “ l , + △’a i袱命」 ( 3 6 ) 式中 , 。 1为弱 电流时等离子 的电导率 ;I, 为取决于 电流的 电导率 的辅助值 . 电弧延长 的长度是浸 人熔 池的深度从 , 其近似值通过直线得 出 : 卜月件从 = +H .b aI ` (3 7) 式 中 , H 为电极 顶端到熔池表 面 的距离 , b 为浸 人熔 池深度 的系数 . 这样 , 利用式 ( 28 ) 和 ( 3 5 ) - (3 7) 即 可 描述 出有 13 个参数 的电弧 电压函 数 . 2 结束语 从直流 电弧 的通路模 型 的建立过程可 以看 出 , 影响直流 电弧工作状态 的因素很多 , 而且这 些 因 素又有很大 的不确定性 , 要精确地描述直 流电弧非常 困难且 十分繁杂 . 基于 此 电弧通 路 模 型 可对 直流 电弧炉 进行智 能控 制 , 这包括采 用模糊神经 网络以 及专家控制 系统等辨识方法 进行 . 参 考 文 献 1 陈文修 . 直 流电弧 炉的最 新进展 [J] . 炼钢 , 1 9 95 (5 :) 59 2 刘 品 . 直流 电弧炉技 术 的发展 与应用 [J] . 天津 冶金 , 1 9 9 5 ( 5 ) : 3 9 3 南条敏 夫著 . 乔 兴武译 . 直流 电弧炉 的 电弧现象 [M 』 . 北京 : 冶金工 业 出版社 , 19 9 8 4 B o wm an B . C o m Put e r m o d e l o f aer 加 m ac e e l e e itr e a l o P - e art i o n [J ] . M e at ll u r g l e a l In t e nr a ti o n al , 1 9 84 , l ( 4 ) : 2 86 5 J a ge r H , M u ll e r P, iW m m e r K . A Vd an e e d gr aP h i t e e l e e - otr d e s 一 A ke y t o i n c er a s e d e l e e tr i e ar e ifj m ac e Por du e - t i v i yt [ J ] . M PT I net nr at i o n a l , 19 9 1 ( 6 ) : 2 4 6 J e e qu e s Ve vr ac ke . D e v e l o P m e nt o f D C 一 e l e e tr i c acr 助 - n a e e w iht acr e o n otr l [ J ] . M e at l l u 笔i e a l P l ant an d eT c hn o l - o gy I net m iat o n a l , 1 9 9 4 ( 4 ) : 63 rA e P a s s a g e w ay M o d e l o f D C iA c F um a e e 环乞Z L 勿i n ’g) , PA N 枷hu 砂 , Z 厅O U H 扮a 解 l ) I n fo mr at i o n nE g in e州ng o f S hc o o l , U S T B e ij in g , B e ij i n g 10 0 0 8 3 , C h i n a 2 ) C a s ter C ent er o f B e ij ign olr n & S t e e l R e s e acr h ih s ti tu e , B e ij ign l 0 0 0 8 1 , C h in a 3 ) C om P u ter D etP . 丫叨 t ia U n iV e sr iyt, 丫明 t a i 2 6 4 6 3 5 , C h in a A B S T R A C T hT e Ph oen m e n o n o f D C ar c w a s s tu d i e d . T hr o u gh ht e an l y s i s o f ar e tr an s m i s s on an d lO/ P ow e r of r D C A r e F um a c e , ht e D C P a s s a g e w ay m o d e l w a s s e t uP . hT i s m o d e l Por v ide s a ht e o r e t i e b a s i s t o e o n t r o l D C ar e an d e o r e c t ht e ar e d ier e t i o n . K E Y W O R D S D C aer ; m o d e l ; D C ar c fu r l i a c e