[发明专利]双电极直流电熔镁炉操作电阻计算方法

权利要求书

1.一种双电极直流电熔镁炉操作电阻计算方法，其特征在于，包括：

求解生料电阻：将生料模型简化成以电极为中心的圆柱形模型，确定圆柱形模型中电极周围的生料层所形成的电场中各点电场强度，根据电场中各点电场强度计算两电极间的生料电压，进而得到两电极间的生料电阻；

求解电弧电阻关系式模型：确定实际电弧弧长与电极到熔池表面距离关系，求解出电弧电压与实际电弧长度关系式，即电弧电阻关系式模型；

求解熔池电阻，即两根电极的熔池电阻串联之和；

所述求解电弧电阻关系式模型，包括：

确定电弧电阻关系式模型；

根据理想电弧长度和电流变化描述电弧电压；

通过对电熔镁炉运行过程中电弧形状与位置的假设，建立电弧磁场模型，以及电弧偏转轨迹模型；

结合电弧偏转轨迹半径以及电弧偏转轨迹模型，求出实际电弧长度与理想电弧弧长的关系；

求解电弧电压与实际电弧长度关系式，即电弧电阻关系式模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求解生料电阻，包括：

根据电极插入生料的深度以及双电极直流电熔镁炉中两电极中心线间的距离，将生料模型简化成以电极为中心的圆柱形模型；

确定圆柱形模型中电极周围的生料层所形成的电场中各点电场强度；

对圆柱形模型中距离电极中心线x处的电场强度从电极表面到两电极中心线间的距离的一半进行积分，得到两电极间的生料电压的一半，计算出两电极间的生料电压，进而求出生料电阻。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实际电弧长度与理想电弧弧长的关系如下：

其中，R_a是电弧偏转轨迹半径，L_a是实际电弧长度，L是理想电弧长度，即电极到熔池表面距离。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过对电熔镁炉运行过程中电弧形状与位置的假设，建立电弧磁场模型，以及电弧偏转轨迹模型，具体方法是：

对实际电弧进行理论模型假设，并建立电弧磁场模型，即电极产生的磁场和电弧产生的磁场之和；

确定电弧在X-Y平面上的运动轨迹，即遵循圆形路径的电弧偏转轨迹，建立出电弧偏转轨迹模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对实际电弧进行理论模型假设，具体包括：

假设电弧只是相互偏转，即主电弧偏转效应发生在由两个电极限定的平面内；

假设电极的长度是无限大的，即忽略最终效应；

假设电弧在偏转时遵循直线；

忽略通过熔池的电流产生的磁场对电弧的影响。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求解熔池电阻，包括：

将熔池模型简化成以电极底端中心为球心、以电极底端到熔池表面距离为半径的半球形模型；

求出半球形模型中距球心r处的球面的电场强度:

对半球形模型中距球心r处的电场强度从电极底端到熔池表面进行积分，得到单根电极底端到熔池表面的电压降；

计算两根电极的熔池电阻串联之和，即所求解熔池电阻。