UHP電弧爐的主要應用知識

超高功率 電弧爐 主要使用弧加熱和融化廢鋼。所謂的ARC是指陰極和陽極之間的一種排放形式，該形式產生具有低壓，高電流和高能量密度的離子。在弧形柱中，隨著內部能量的增加，一些分子將分離為原子，然後在興奮地形成血漿後電離。血漿與固體，液體和氣體不同，屬於物質的第四個狀態。

在陰極點，弧的每個部分的溫度為3500-4000℃；最高的是陰極附近的15000-20000；最高的是在弧形柱外約6000℃，靠近內側，溫度越高。 AC弧與DC弧不同，因為在每個週期中，其電壓和電流變化方向是使用50 Hz電源。

當電流減小時，電弧柱內的帶電顆粒重組和血漿狀態傾向於消失。電弧可以持續使用其他反向電壓和電流，直到該等離子體狀態消失。與直流電弧相比，AC弧更容易熄滅，並且可以穩定電弧的主要因素是：高電流，短弧，較大的電抗百分比和高功率頻率；爐氣流越少，弧度越穩定；爐子壓力越多，電弧越高，電弧就越穩定。爐渣的存在也可以改善弧的穩定性；受外部磁場的影響較小，弧度越穩定。

1.電弧爐的弧

電弧是電弧爐中的熱源，它決定了爐中的熱條件。由於電弧本身的特性，它決定了電弧爐設備的電特性。反過來，這決定了電弧爐鋼製造的所有方面。

ARC是氣體排放現象。當兩個電極之間施加一定的電壓時，氣體可以放電，同時，兩個電極之間的氣體被電離，並且大量帶電的顆粒 - 游離電子和正離子出現，並且導電性通道出現在電極之間，電流密度達到幾個Ka/cm2，氣溫達到數千度攝氏度。

2.電弧穩定燃燒的條件

根據電源的性質，可以將ARC分為兩類：DC ARCS和AC ARCS。工業應用中使用的大多數弧都是AC弧。理想AC弧的電壓和電流是正弦波形，電壓和電流的大小和極性隨時間定期變化。

為了確保弧的燃燒，除了一定數量的帶電顆粒外，在兩個電極的末端面之間還需要具有一定強度的電場一定尺寸。弧開始燃燒的電壓稱為起始電壓或電弧電壓。外部電壓超過最大值後，它開始降低。當電弧電壓降低到一定值時，弧被熄滅，此時的電壓稱為電弧熄滅電壓。由於電弧溫度的影響，弧電壓略大於弧形電壓。對於高功率AC ARC，在電弧滅絕的時刻，弧面積的溫度沒有顯著降低，並且可以考慮到電弧電壓等於電弧滅絕電壓。

如果外部電路中的電抗X = O，則電弧電流和電弧電壓處於相位。當外部電壓U小於電弧電壓時，弧被熄滅，電流為0。從時間的水平軸上可以看出，電源電壓交叉0： 00。目前，弧已熄滅，這是AC弧不穩定燃燒的來源。為了不熄滅電弧，在電路中需要一定的電感，也就是說，應在電弧電流和電源電壓之間保持相位差。

AC弧的極性在燃燒過程中迅速變化。當石墨電極在負半週期中用作陰極時，它具有相對穩定的陰極斑點，很容易形成穩定的弧。相反，當它處於正半週期中時，由於從陰極熔融池彈出的蒸汽，陰極斑點在熔融鋼表上處於高速。轉彎，弧的形狀變得不規則。此外，在熔化期間，由於存在冷鋼，弧線連續從一個電荷跳到另一種電荷，並且電弧電壓和電流波形劇烈和不規則地波動。上述所有條件都導致在操作條件下ARC的不穩定。操作過程中AC電弧的急劇變化使電弧電流和電弧電壓波嚴重扭曲，這將導致一系列高階諧波產生，並降低電網的電源質量。

3.鋼弧爐中的電弧

如果鋼爐是AC大功率弧，則弧外電路的電抗必須相應地具有足夠的幅度。這是為了滿足電路條件，以使電弧電流具有一定的尺寸。

在三相製造的電弧爐中，每個相弧都會受到其他兩階段弧建立的磁場的影響，因此電磁力將其移動到電極的外側，靠近爐襯裡。 ，這是弧吹。由於存在吹效應，弧柱和金屬表面之間的角度降低到45°-75°。如果高溫氣流（即弧填充）朝爐牆沖洗並以高速拋出諸如金屬，爐渣和石墨等顆粒，則將在弧線附近的爐渣線上方的爐牆上形成熱點。由於這裡的熱負荷最高，因此它也是最受歡迎的攻擊。

電流通過熔融鋼的流動產生了磁場，並導致熔融鋼攪拌。在高功率電爐上，約有20％-30％的電弧加熱通過這種攪拌效果轉移到熔融鋼上，熔融鋼的每分鐘移動約為總重量的9％。