電熔鎂爐極心圓的優(yōu)化研究.pdf

1、中國是電熔鎂砂生產(chǎn)大國，產(chǎn)量居世界首位。目前國內(nèi)大多數(shù)電熔鎂企業(yè)仍在沿用國際40、50年代原始電弧爐的生產(chǎn)方式，功率低、容量小、效率低。雖然有些電熔鎂企業(yè)的生產(chǎn)方式逐漸在向大功率爐型轉(zhuǎn)變，但由于大功率爐型的生產(chǎn)工藝理論研究不充分，實際生產(chǎn)效果并不理想，產(chǎn)量低、能耗高的問題仍沒有得到很好的解決。
　　當前對于大功率電熔鎂爐的優(yōu)化研究比較少，主要有以下兩種:(1)采用大爐徑熔煉，減少了爐體的散熱損失，同時預熱了皮砂層物料，但也影響了熔

2、坨內(nèi)的結(jié)晶效果。(2)在電熔鎂熔煉完成后加余熱回收系統(tǒng)，可以有效的回收余熱，但不能提高有效熱能利用率。在電熔鎂爐工藝參數(shù)中，能夠方便調(diào)節(jié)的參數(shù)是極心圓直徑，選擇合理的極心圓直徑進行熔煉，得到較大的熔池區(qū)域面積，可以在保證結(jié)晶效果的同時提高有效熱能利用率。
　　本文首先提出了一種極心圓直徑的計算方法，并建立了極心圓直徑的計算關(guān)系式。其次利用Ansys軟件對影響熔池區(qū)域大小的極心圓等因素進行分析，找出各因素合理搭配方式，以得到最大的熔

3、池區(qū)域。最后根據(jù)分析結(jié)果對現(xiàn)場爐子進行節(jié)能分析。
　　本文計算了線電流在12kA時電弧熱傳給熔池的熱量。利用Ansys軟件建立了電弧爐有限元模型，計算了電熔鎂爐熔池區(qū)焦耳熱分布情況，得出了電流逐漸減小的過程中，熔池產(chǎn)生焦耳熱功率及電弧熱功率所占比重的變化。同時，利用Ansys軟件模擬了熔池區(qū)域溫度場隨時間的冷卻曲線，對電熔鎂結(jié)晶過程進行分析，得出了鎂熔坨冷卻過程中形核過程和晶粒長大過程的時間區(qū)間。
　　為了提高電弧爐節(jié)能效果

4、，本文對影響熔融部分大小的相關(guān)因素進行模擬研究。本文首先提出了極心圓選擇上的等面積的計算方法;給出了極心圓與爐子總電耗等因素的關(guān)系式。計算了模擬爐型下，熔煉期極心圓的大小。其次，研究電極極心圓直徑變化對熔融區(qū)域大小的影響，驗證了提出的極心圓計算方法可行。最后，研究不同電流及電極直徑對熔融區(qū)域大小的影響，分析出隨著電流和電極直徑的變化，熔池區(qū)溫度分布的變化情況。
　　本文與生產(chǎn)實際相結(jié)合，利用第三章提出的等面積選取極心圓方法對現(xiàn)場進