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  内容提示：第３１卷 第４期２０２１年４月我国冶金ＣｈｉｎａＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＶｏｌ．３１ ， Ｎｏ．４ ， ｐ１０２ － １０９Ａｐｒｉｌ２０２１ＤＯＩ ： １０．１３２２８ ／ ｊ．ｂｏｙｕａｎ．ｉｓｓｎ１００６ － ９３５６．２０２００５１１矿热炉自焙电极三维仿真核算及焙烧参数剖析韵晨成 １ ， 李宝宽 １ ， 于 洋 １ ， 刘荫泽 ２ ， 刘 拓 ２ ， 荣海涛 ２（ １．东北大学冶金学院，辽宁 沈阳１１０８１９ ；２．大连重工机电设备成套有限公司工程技能设计院，辽宁 大连１１６０１１ ）摘 要：以某矿热炉自焙电极为原型，选用多物理场耦合的办法研讨自焙电极温度、电流密度和焦耳热散布。为进一步剖析电流、筋片长度、筋片数量和电极糊电导率对自焙电极温度散布影响，制作触摸元件部位 ｚ ＝－０．７２５ｍ 、ｚ ＝－０．３６２５ｍ 和 ｚ ＝０ｍ 截面温度沿 ｘ 轴散布曲线。研讨标明，自焙电极以４００ｍｍ ／ ｄ的速度压放，焙烧区坐落触摸元件 ２ ／ ３处时...

  第３１卷 第４期２０２１年４月我国冶金ＣｈｉｎａＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＶｏｌ．３１ ， Ｎｏ．４ ， ｐ１０２ － １０９Ａｐｒｉｌ２０２１ＤＯＩ ： １０．１３２２８ ／ ｊ．ｂｏｙｕａｎ．ｉｓｓｎ１００６ － ９３５６．２０２００５１１矿热炉自焙电极三维仿真核算及焙烧参数剖析韵晨成 １ ， 李宝宽 １ ， 于 洋 １ ， 刘荫泽 ２ ， 刘 拓 ２ ， 荣海涛 ２（ １．东北大学冶金学院，辽宁 沈阳１１０８１９ ；２．大连重工机电设备成套有限公司工程技能设计院，辽宁 大连１１６０１１ ）摘 要：以某矿热炉自焙电极为原型，选用多物理场耦合的办法研讨自焙电极温度、电流密度和焦耳热散布。为进一步剖析电流、筋片长度、筋片数量和电极糊电导率对自焙电极温度散布影响，制作触摸元件部位 ｚ ＝－０．７２５ｍ 、ｚ ＝－０．３６２５ｍ 和 ｚ ＝０ｍ 截面温度沿 ｘ 轴散布曲线。研讨标明，自焙电极以４００ｍｍ ／ ｄ的速度压放，焙烧区坐落触摸元件 ２ ／ ３处时，自焙电极强度可以支撑本身分量，不会产生流糊和软断事端；电流为２５ 、 ５５和１００ｋＡ 时，跟着电流增大，电极焙烧区向触摸元件上部移动，电极糊电导率取０．５ 、 １．０和２．０倍时，跟着电导率的增大，电极焙烧区向触摸元件下部移动；而筋片长度和筋片数量对自焙电极温度场影响较小，筋片长度增减１００ｍｍ或筋片数量增减２个，焙烧区改变不明显。关键词：矿热炉；自焙电极；多物理场；温度散布；焙烧区文献标志码： Ａ 文章编号： １００６－ ９３５６ （ ２０２１ ） ０４ － ０１０２ － ０８Ａ３ＤｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｂａｋｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｏｄｅｒｂｅｒｇｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｎｓｕｂｍｅｒｇｅｄａｒｃｆｕｒｎａｃｅＹＵＮＣｈｅｎ － ｃｈｅｎｇ１ ，ＬＩＢａｏ － ｋｕａｎ１ ，ＹＵＹａｎｇ１ ，ＬＩＵＹｉｎ － ｚｅ２ ，ＬＩＵＴｕｏ２ ，ＲＯＮＧＨａｉ － ｔａｏ２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ ， ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０８１９ ， Ｌｉａｏｎｉｎｇ ， Ｃｈｉｎａ ； ２．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ ， ＤａｌｉａｎＨｅａｖｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏ． ， Ｌｔｄ． ， Ｄａｌｉａｎ１１６０１１ ， Ｌｉａｏｎｉｎｇ ， Ｃｈｉｎａ ）Ａｂｓｔｒａｃｔ ： Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ， ｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄＪｏｕｌｅｈｅａｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｏｄｅｒｂｅｒｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｎａｓｕｂｍｅｒｇｅｄａｒｃｆｕｒｎａｃｅａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙ ｍｅａｎｓｏｆｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃａｌｆｉｅｌｄｃｏｕｐｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｆｕｒｔｈｅｒａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｕｒ －ｒｅｎｔ ， ｌｅｎｇｔｈｏｆｆｉｎｓ ， ｎｕｍｂｅｒｏｆｆｉｎｓａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐａｓｔｅｏｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｏｄｅｒｂｅｒｇｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ， ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｃｒｏｓｓ － ｓｅｃｔｉｏｎｓａｔ ｚ ＝－０．７２５ｍ ， ｚ ＝－０．３６２５ｍａｎｄ ｚ ＝０ｍａｌｏｎｇｔｈｅ ｘ － ａｘｉｓｗｅｒｅｐｌｏｔｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｏｄｅｒｂｅｒｇｅｌｅｃｔｒｏｄｅｗａｓｐｒｅｓｓｅｄａｔｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆ４００ｍｍ ／ ｄａｎｄｔｈｅｂａｋｉｎｇ ｚｏｎｅｗａｓｌｏｃａｔｅｄａｔ２／ ３ｏｆｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｅｌｅｍｅｎｔ．Ａｔｔｈｉｓｔｉｍｅ ， ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｓｏｄｅｒｂｅｒｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｃａｎｓｕｐ －ｐｏｒｔｉｔｓｏｗｎｗｅｉｇｈｔ ， ａｎｄｔｈｅｒｅｗｉｌｌｂｅｎｏｐａｓｔｅｆｌｏｗａｎｄｓｏｆｔｂｒｅａｋａｃｃｉｄｅｎｔ．Ｗｈｅｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｗａｓ２５ ， ５５ａｎｄ１００ｋＡ ， ｔｈｅｂａｋｉｎｇ ｚｏｎｅｍｏｖｅｄｔｏｔｈｅｕｐｐｅｒｐａｒｔｏｆｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｅｌｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｃｕｒｒｅｎｔ．Ｗｈｅｎｔｈｅｅｌｅｃ －ｔｒｏｄｅｐａｓｔｅｓｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｗａｓ０．５ ， １．０ａｎｄ２．０ｔｉｍｅｓ ， ｔｈｅｂａｋｉｎｇｚｏｎｅｍｏｖｅｄｔｏｔｈｅｌｏｗｅｒｐａｒｔｏｆｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｅｌｅ －ｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ ， ｔｈｅｌｅｎｇｔｈａｎｄｎｕｍｂｅｒｏｆｆｉｎｓｈａｄｌｉｔｔｌｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａ －ｔｕｒｅｆｉｅｌｄｏｆｓｏｄｅｒｂｅｒｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ．Ａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｂａｋｉｎｇｚｏｎｅｓｗａｓｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｒｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｒｉｂｓｂｙ １００ｍｍｏｒｔｗｏｆｉｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ： ｓｕｂｍｅｒｇｅｄａｒｃｆｕｒｎａｃｅ ； ｓｏｄｅｒｂｅｒｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ； ｍｕｌｔｉｐｌｅｐｈｙｓｉｃａｌｆｉｅｌｄ ； ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ；ｂａｋｉｎｇ ｚｏｎｅ作者简介：韵晨成（ １９９３ ），男，硕士生； Ｅ － ｍａｉｌ ： ｙｕｎｃｈｅｎｃｈｅｎｇｎｅｕ＠１６３．ｃｏｍ ； 收稿日期： ２０２０ － ０８ － ２８通讯作者：李宝宽（ １９６３ ），男，博士，教授； Ｅ － ｍａｉｌ ： ｌｉｂｋ＠ｍａｉｌ．ｎｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 矿热炉是一种使用电极点部的电弧热和炉料或炉渣的电阻热将电能改变成热能，使金属等有用元素从矿石或氧化物中被复原出来的电冶金设备，因为其大多数都用在金属氧化矿石的复原锻炼，所以被称为矿热炉或矿热复原电炉 ［１ ］ 。矿热炉除了完结铁合金产品的锻炼以外，一起还有一个使命，即对电极进行焙烧，电极焙烧质量的好坏决议了矿热炉的锻炼能否正常运转 ［２ ］ 。自焙电极主要由触摸元件、电极壳、筋片和焙烧电极糊构成。电极糊从电极上方添加到电极壳内，电极糊跟着温度的升高而熔化烧结 ［３ － ４ ］ 。在电极糊烧结过程中，需求操控的重要参数之一是焙烧区域方位。该区域可以理解为电极糊从液体改变为固态而且资料开端导电的区域，这种改变产生在 ６７０～