electricarcfurnace

利用電極電弧的高溫來煉鋼的電爐。法國埃魯(P.L.T.Hroult)于1888～1892年創(chuàng)制工業(yè)性直接電弧爐，用于電石和鐵合金生產(chǎn)，1900～1910年間應(yīng)用于煉鋼。現(xiàn)在煉鋼所用三相電弧爐，是按埃魯式電弧爐原理制造的，所以又稱埃魯電弧爐。電弧煉鋼爐的爐體由爐蓋、爐門、出鋼槽和爐身組成。爐底和爐壁用堿性耐火材料或酸性耐火材料砌筑；用酸性耐火材料砌筑的電爐，只能使用含磷、硫很低的原料，所以現(xiàn)在用得很少。爐蓋呈圓拱形，用硅磚、鎂鉻磚或高鋁磚砌在一個用水冷卻的鋼拱腳圈梁上，它可以取下修砌，并可移開裝料。有三根按等邊三角形布置的石墨電極穿過爐蓋、伸入爐內(nèi)，并由一臺爐用變壓器通過電纜、導(dǎo)電管、電極把持器向電極供電，使電極末端與金屬爐料之間發(fā)生電弧，將電能轉(zhuǎn)化為加熱爐子和熔煉鋼水所需的熱能。

20世紀30年代電弧爐的最大容量為100噸，50年代為200噸，70年代初已有400噸的電弧爐投入生產(chǎn)。

高功率電弧爐(HP)和超高功率電弧爐(UHP)是相對于一般的普通功率電弧爐(RP)而言的。它們主要是按每噸爐容量所配變壓器容量的多少來區(qū)分。20噸以上的爐子，普通功率電弧爐每噸爐容量的變壓器容量約300千伏安，高功率電弧爐約450千伏安，而超高功率電弧爐則為600千伏安以上，而且有越來越高的趨勢。這意味著單位時間內(nèi)輸入電弧爐的熱能大幅度增加，使熔化時間顯著縮短，從而提高生產(chǎn)能力，降低電極消耗，減少熱損失，降低電能消耗，結(jié)果是使生產(chǎn)成本下降。例如日本的一座70噸超高功率電弧爐，變壓器容量60000千伏安，煉滾珠鋼，配上爐外精煉，冶煉周期僅70分鐘，相當(dāng)于每分鐘產(chǎn)鋼1噸的高水平。為使?fàn)t子能在最佳的電制度(最充分和最經(jīng)濟地使用電能)下工作，許多超高功率電弧爐采用電子計算機控制。超高功率電弧爐的功率大，單位時間內(nèi)輸入爐中的熱量也大，耐火材料便成了一個薄弱的環(huán)節(jié)。近年來研究和使用了涂有耐火材料的鋼制水冷爐壁和爐蓋。

超高功率電弧爐有突出的優(yōu)點，但必須具有下列條件，才能充分發(fā)揮作用：①強大的供電網(wǎng)。短路容量應(yīng)為最大爐子變壓器容量的80倍以上。或是安設(shè)巨大的電容補償裝置（這樣做費用很高），以減小網(wǎng)路上的電壓波動，免得影響其他用電設(shè)備的正常工作。②超高功率電極。超高功率電弧爐在單位時間內(nèi)輸入的電能比普通功率電弧爐高得多，這是同等斷面的普通功率電極不能勝任的。加大電極斷面會使其支承、傳動甚至整個爐子的結(jié)構(gòu)笨重，還會對控制系統(tǒng)造成困難。超高功率電極的原料是針狀瀝青，電極的結(jié)晶組織具有方向性。其導(dǎo)電性、熱傳導(dǎo)性、抗氧化性、強度等性能都優(yōu)于同等斷面的普通功率電極。③高效的生產(chǎn)管理制度。對19座超高功率電爐的調(diào)查結(jié)果指出，約20％達到了超高功率的效果，60％只發(fā)揮了60～70％的能力，另外的20％則未發(fā)揮作用。其中，生產(chǎn)組織管理極為重要，不能簡單地認為，電弧爐配備一個大容量變壓器就能達到預(yù)期目的。

由于超高功率電弧爐和各種爐外精煉法的出現(xiàn)，近年來，電弧爐有作為單純?nèi)刍O(shè)備的趨勢；并配置與所生產(chǎn)鋼種相適應(yīng)的爐外精煉設(shè)備，以便充分利用爐子變壓器的能力，提高煉鋼產(chǎn)量。