基于温度场模型的电弧炉电流设定值的优化方法

摘要

一种基于温度场模型的电弧炉电流设定值的优化方法，属于冶金技术领域，过程如下：设定电弧炉三相电极的初始化参数，所述参数包括：熔炉半径R₀、电极半径r₀、电极间的距离即极心距D₀；按批次向电弧炉内加入物料；建立电弧炉的温度场模型，优化电弧炉三相电极中的电流设定值；采用电流设定值进行熔炼；本发明利用有限差分的方法建立了电弧炉中温度场的数值模型，在此基础上建立了能源消耗模型，采用粒子群算法对电流设定值进行分段优化，节约能源消耗。

主权项

一种基于温度场模型的电弧炉电流设定值的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：设定电弧炉三相电极的初始化参数，所述参数包括：熔炉半径R₀、电极半径r₀、电极间的距离即极心距D₀；步骤2：按批次向电弧炉内加入物料；方法为：向电弧炉内送入物料，使物料高度为h₁，电极通电后产生电弧给物料加热，当加热时间为t₀时，完成一个批次的熔炼，再一次向炉内加入物料并提升电极，重复上面的过程，使每个批次物料高度均为h₁，直至电极和物料层升至炉口位置，共有S+1个批次，其中最后一个批次时电极中不通入电流；步骤3：建立电弧炉的温度场模型，优化电弧炉三相电极中的电流设定值，方法为：步骤3‑1：将电弧炉内的一个批次的物料分割成等体积立方体；步骤3‑2：以每个立方体的顶点作为一个结点，并通过有限差分方法计算每个结点每一时刻的温度值，进而建立电弧炉的温度场模型；步骤3‑3：将每个批次电流设定值离散为等时间间隔的W个电流，且3<W<6，得到S个批次的输入电流向量I＝[I₁,I₂,...I_W×S]，利用步骤3‑2的结果，计算生产单位重量的晶体所消耗的电能，所述的晶体是指熔炼物料时产生的晶体；步骤3‑4：采用粒子群算法对所有批次的电流设定值进行优化，确定输入电流向量中的电流设定值；步骤4：利用步骤3‑4得到的电流设定值进行熔炼。