艾奇逊石墨化送电曲线数学模型的建立、应用和意义.pdf

艾奇逊石墨化送电曲线数学模型的建立、应用和意义宗文乐Jo (山东临邑炭素有限公司山东临邑251500) 摘要:本文提出艾奇逊石墨化炉送电曲线的数学模型的建立和应用,对石墨化送电过程的控制具有重要意义。关键词:艾奇逊石墨化送电曲线数学模型—1‘.—J- 丽青碳石墨材料的生产工艺的特点是多工序,而其中比较复杂和关键的工序是石墨化。自从1895年,艾奇逊在美国获得了一个生产石墨制品的专利以来,以艾奇逊原则为基础的艾奇逊式电阻炉广泛应用于碳石墨制品的石墨化生产。内串石墨化炉在国内经过十几年的发展,已形成很大生产能力,其装备水平和工艺技术日趋成熟,许多方面已经超过了从国外引进的内串石墨化炉的经济技术水平。内串石墨化送电曲线的数学模型,经过多年的实践和运行,已经成熟。但内串石墨化现在还不能完全取代艾奇逊石墨化炉, 艾奇逊石墨化炉仍然是碳石墨制品生产的主要热工设备之一。建立艾奇逊石墨化炉送电曲线的数学模型,对仍然应用艾奇逊炉进行石墨化的石墨电极、特炭制品的企业来说, 具有降低成本、稳定和提高产品质量等非常重要的意义。 ,供电系统供给石墨化炉热量Q,制品在获得的热量Q1的同时,也在向周围环境散发着热量即热损耗,即 QI=Q-Q2 (1) ①Q为供电系统所供电能所做的功w,即Q=W (2) 在石墨化送电过程中,在一个时间间隔△t内,给定一个功率P,即 W_P△t (3) ②质量为nl的制品,在—伸蛳躯隔厶t内,获得的热量Ql为并使茁黻坍△T,即 Q1--Cpl:n△T (4) 物质的比热容与温度的关系,按Maier-Kelly比热容多项式计算,为咿bT吒r2 (5) 式中,系数a,b,c由实验求出。由实验测得不同温度处理过的石油焦基块体的比热容系数为a=/(molK) b=/(molK2) e= 105JK/(m01) ③石墨化送电过程中的热损耗Q2主要是通过被加热的物料的表面散发,与表面积和温度有关,可表述为: Qz=AS (6) 式中s为被加热的物料的表面积,A是一个与温度有关的函数,即A=A(T)。综合(1)、(2)、(3)、(4)、(5)和(6)式, .39. PAt2 Cp】[n△’r+AS P=(CrmAT+AS)/At ,就是确定函数A。通过在送电的过程中,测得的大量的温度数据,结合输出的功率、炉型、装炉量、保温料和电阻料得出一个合理的函数A。 、装炉数据和以往的送电曲线,建立了某公司 8000kVA艾奇逊石墨化机组的送电曲线数学模型,通过该数学模型计算,编制不同制品的送电曲线。 温升℃/ll温度/℃时间功率瓜W 温升℃/h温度/℃ 14:00 2000 60 20 14:00 4811 66 1730 15:00 2120 63 80 15:00 5012 66 1796 16:00 2240 65 143 16:00 523l 65 1862 17:00 2360 67 2