[发明专利]一种用于两相直流电熔镁炉的极心距与炉壳外形设计方法

权利要求书

1.一种用于两相直流电熔镁炉的极心距与炉壳外形设计方法，其特征在于，包括：

设计两相直流电熔镁炉系统的结构；

求得熔池表面在阴极与阳极共同影响下的电弧功率分布；

确定两相直流电熔镁炉系统的物理参数，包括：

求极心距；

根据熔池表面在阴极与阳极共同影响下的电弧功率分布以及求得的极心距确定炉壳外形。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求得熔池表面在阴极与阳极共同影响下的电弧功率分布的具体方法包括：

根据阴极区电子热能的等值压降和阳极区的电子热能等值压降，计算阴极截止电压和阳极截止电压；

求电弧功率及电弧两端电压；

根据电弧两端电压、阴极截止电压、阳极截止电压，求出阴极电弧长度和阳极电弧长度；

确定阴极影响下熔池表面的电弧功率分布以及阳极影响下熔池表面的电弧功率分布，进而求出熔池表面在阴极与阳极共同影响下的电弧功率分布。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算阴极截止电压和阳极截止电压的方法如下：

根据电极的加热斑点处温度计算阴极区电子热能的等值压降和阳极区的电子热能等值压降；

根据阴极区电子热能的等值压降和阳极区的电子热能等值压降，计算阴极截止电压和阳极截止电压。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电弧功率的求解方法如下：

根据电极尺寸及电阻率计算两根电极的电阻，同时测量短网电阻，计算出两根电极的电阻与短网电阻之和R；

根据熔池大小和熔池电阻率估算熔池电阻r₃；

在已知整流器输出电压U_d时求得使电弧功率P₁最大时的直流电流I_d′；

求得电弧功率P₁＝(U_d-RI_d′-r₃I_d′-U_jz1-U_jz2)I_d′，U_jz1为阴极截止电压U_jz2为阳极截止电压。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电弧两端电压采用如下公式求解：

U_c＝0.5×(U_d-RI_d′-r₃I_d′-U_jx1-U_jz2)

其中，U_d为整流器输出电压，I_d′为已知整流器输出电压时使电弧功率P₁最大时的直流电流，R为两根电极的电阻与短网电阻之和，r₃为熔池电阻，U_jz1为阴极截止电压，U_jz2为阳极截止电压。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阴极电弧长度和阳极电弧长席的计算公式分别如下：

其中，l₁为阴极电弧长度，l₂为阳极电弧长度，U_jz1为阴极截止电压，U_jz2为阳极截止电压，U_c为电弧两端电压，b为弧压系数。