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電熔鎂爐本質上也是電弧爐，只不過是一種埋式電弧爐，所以電弧爐的研究歷史基本上就是它的理論研究歷史，電弧爐是一種利用電弧的熱量來熔煉金屬的電爐。

1、電熔鎂工業(yè)發(fā)展現狀

生產優(yōu)質耐火材料的三個重要條件分別是高純成型、高壓材料、高溫燒成，但這些必須采用先進的設備才能完成。目前用于煅燒的設備主要有回轉窯、豎窯和電弧爐。電熔鎂爐是我國現有的用于生產電熔鎂砂的設備，屬于三相交流埋弧電弧爐。

電弧爐是最早應用于煉鋼系統(tǒng)的一種工業(yè)設備，由此帶來了煉鋼技術革命，他是一種利用電弧產生出來的的熱量來熔煉金屬的工業(yè)設備。電弧爐的電弧是靠電極和爐料間放電產生的，使電能在弧光中轉變?yōu)闊崮?，并借助輻射和電弧的直接作用加熱并熔化金屬和爐渣，冶煉出各種成分的鋼和合金的一種冶煉方法。它能夠縮短煉鋼流程，加快資金周轉，提高生產效率等。正式由于這些優(yōu)點使得電爐煉鋼很快地在世界各國得到的重視和普及，替代了以前的煉鋼技術。

最近二十幾年，國內外學者和工程技術人員就改進電熔鎂控制技術先后研制了許多新型電極升降調節(jié)器。國內也早就開始了電熔鎂爐智能控制方面的跟蹤研究工作，但目前在實際系統(tǒng)中還少有成果可以被采用，主要處于研究階段。比如一些生產研究單位在電極調節(jié)器控制算法中開始采用基于單個神經元規(guī)則的智能控制等，與國外已經投入使用的調節(jié)器相比還有較大的差距。

在1998年Nadira等提出了自調整模型算法應用于三相電熔鎂爐，但該算法沒有考慮電弧的非線性關系，將其作為一個線性電阻來處理，與實際工程對象之間存在較大誤差。模糊控制能完成電極電流的調節(jié)，未出現頻繁振蕩，調節(jié)較平滑，但響應靈敏度差。自校正控制是對被控過程的在線辨識與控制參數的自整定相結合的一種自適應控制技術，當有較大的確定性擾動作用時，其穩(wěn)定性較差。我國在控制理論的方法上，研究水平同國外一些先進國家相比差距不大，特別是在現代控制方法的研究上(如自適應控制，最優(yōu)化控制，預測控制等)具有一定的先進水平，比如，近幾年也出現了些論文論述專家系統(tǒng)、模糊PID、神經網絡等先進的控制理論在電熔鎂控制方面的應用，但在將這些先進的控制方法轉化為生產力的實際控制技術方面的能力與國外先進國家相比差距比較明顯。

2、電熔鎂發(fā)展現狀

在目前的電熔鎂生產過程中，純度為99%以上的優(yōu)質鎂砂產品產量極低，大多數產品的純度都是在96%~98%之間。在國際金融危機的影響下，低品位產品受到了很大的沖擊，國內外鎂行業(yè)需求量也大幅度下降，產能已經出現過剩的現象，整個電熔鎂產業(yè)的深加工能力不足，整個行業(yè)的平均開工率也不足1/3。產品附加值效益也很低，這種現象造成了資源的嚴重浪費。但是國內外市場中高品位電熔鎂砂產品的市場很強大，需求非常旺盛。所以，通過提升電熔鎂生產技術工藝水平是當今一個很重要的問題，解決了這個問題就會降低生產成本、拓寬鎂制品的應用領域、提高高品位產品產量。與此同時環(huán)境污染問題也是束縛電熔鎂企業(yè)進一步發(fā)展的重要因素。我國現在的電熔鎂生產方式也十分的原始，采用是敞口冶煉，造成粉塵擴散，導致鎂砂生產企業(yè)的周圍土地沙化十分明顯，這給當地群眾的生產和生活帶來了很嚴重的影響。

在電熔鎂的生產過程中會排放大量的二氧化碳，這是因為電熔鎂熔煉使用的原料菱鎂礦石，他的主要組成成分就是碳酸鎂，熔煉過程中，碳酸鎂發(fā)生分解反應，產生重量比占52.19%的二氧化碳氣體。二氧化碳是造成溫室效應的主要氣體之一，電熔鎂生產過程中排放的大量二氧化碳會一定程度上增強溫室效應，引起地球氣候變暖等一系列問題。同時，從菱鎂礦中排除的高濃度二氧化碳，是生產固態(tài)干冰和液態(tài)二氧化碳的優(yōu)質原料，具有極高的經濟價值，但是目前還沒有得到的實際的應用。

目前在電熔鎂生產中所使用的控制器按不同的控制信號主要可分為以下3種：(1)模擬控制器：～種比較早的控制器，目前僅在容量小的的電熔鎂爐上采用這類控制器，它的優(yōu)點是造價相對比較便宜，缺點是控制性能欠佳。(2)PLC控制器(可編程邏輯控制器)：該控制器穩(wěn)定性較高，缺點是響應較慢，離大型電熔鎂爐智能控制的要求還有點距離，目前國內電熔鎂爐控制系統(tǒng)中有不少采用PLC控制器進行控制。(3)工業(yè)計算機控制器：工業(yè)計算機的運算能力比較強大，而且工業(yè)計算機的穩(wěn)定性和可靠性高，響應速度快，綜合性能較為優(yōu)越。在國外，工業(yè)計算機在電熔鎂爐控制系統(tǒng)中已廣泛應用。目前，國內在電熔鎂生產中這種控制方式逐步被應用。

3、菱鎂耐火材料簡介

菱鎂耐火材料具有良好的耐堿、耐高溫、耐磨損及抗金屬和熔渣侵蝕等性能，有良好的絕緣性和高溫下有良好的導熱性，是冶金、化工、建材等行業(yè)高溫爐窯不可缺少的耐火材料。隨著新技術的發(fā)展，菱鎂礦的制品又廣泛地應用在化工玻璃、航天、電器、橡膠產品和農牧等行業(yè)中。

我國是菱鎂礦資源極為豐富的國家，對菱鎂礦的開發(fā)利用已有百年歷史。我國的菱鎂礦因產量大、品位高、價格低，在國際市場上占有一定優(yōu)勢雨成為主要出口國家。我國出口主要是輕、重燒鎂砂。近年來，菱鎂耐火材料外貿出口量已覆蓋60%以上的國際市場，各類鎂磚、不定型耐火材料的出口比例有所增加，是我國重要的創(chuàng)匯產品之一。隨著近年來科技的進步和高溫技術的發(fā)展，對現代工業(yè)高溫耐火材料的性能提出了越來越多的要求，對其研究也日益增加。菱鎂耐火材料具有良好的耐堿、耐高溫、耐磨損及抗金屬和熔渣侵蝕等性能，有良好的絕緣性和高溫下有良好的導熱性，是冶金、化工、建材等行業(yè)高溫爐窯不可缺少的耐火材料。隨著新技術的發(fā)展，菱鎂礦制品又廣泛地應用在化工玻璃、航天、電器、橡膠產品和農牧等行業(yè)中。

生產鎂質耐火材料的主要原料是菱鎂礦，其次是水鎂石、海水、鹵水和白云石等。我國有蘊藏豐富、質地優(yōu)良的菱鎂礦(其中以大石橋——海城菱鎂礦著稱)。所以，我國主要以菱鎂礦煅燒獲得燒結鎂砂，并發(fā)展多品種的鎂砂原料，國外如歐洲、美國、日本等一些國家，由于缺乏菱鎂礦資源或特殊的需要，主要從海水中提取氧化鎂。隨著科學技術的飛速發(fā)展，耐火材料的格局發(fā)生了重大變化，電熔鎂砂主要用于煉鋼爐襯，高純鎂砂在耐火材料中有著突出的優(yōu)勢，而且隨著其應用范圍的不斷擴大，需求量逐年增加，綜合價格不斷上升，市場看好。