直接電弧爐

《電氣工程名詞》第一版。 2100433B

1998年，經(jīng)全國科學技術名詞審定委員會審定發(fā)布。

電弧爐三相電弧爐

這種電弧爐用三相交流電為電源，一般用碳素電極或石墨電極。電弧發(fā)生在電極與被熔煉的爐料之間，爐料受電弧直接加熱。電弧長度靠電極升降調(diào)節(jié)。為提高熔煉質(zhì)量，大型電弧爐在爐底裝有電磁攪拌器，驅(qū)使爐內(nèi)熔螎金屬沿一定方向循環(huán)。50噸以上的電弧爐常裝有爐體回轉(zhuǎn)機構，爐體能左右旋轉(zhuǎn)一定角度，使爐料受熱均勻，金屬液出爐時爐體可以傾斜。三相電弧爐廣泛用于煉鋼。

電弧爐自耗電弧爐

這種電弧爐的電極就是被熔煉鋼的原料。熔煉時，隨著鋼原料的不斷被熔化，電極不斷下降。熔化的鋼水滴入用水冷卻的紫銅筒形坩堝內(nèi)，凝結成鋼錠。這種爐主要用于合金鋼的熔煉。用于熔煉鈦、鋯、鎢、鉬、鉭、鈮等活潑金屬和難熔金屬的自耗電弧爐，一般在真空下工作，因而稱為真空自耗電弧爐。

電弧爐單相電弧爐

這類電弧爐用單相交流電供電。爐料在電弧間接加熱。單相電弧爐多用于銅和銅合金的熔煉。

電弧爐電阻電弧爐

爐子結構同煉鋼電弧爐相似。工作時，電極下端埋在爐料內(nèi)起弧，除電極與爐料間的電弧發(fā)出熱量外，電流通過爐料時爐料電阻也產(chǎn)生相當大的熱量。這類電弧爐主要用于礦石的冶煉，因此又稱礦熱爐。

通過金屬電極或非金屬電極產(chǎn)生電弧加熱的工業(yè)爐叫做電弧爐。電弧爐按電弧形式可分為三相電弧爐、自耗電弧爐、單相電弧爐和電阻電弧爐等類型。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。電弧煉鋼爐按每噸爐容量所配變壓器容量的多少分為普通功率電弧爐、高功率電弧爐和超高功率電弧爐。電弧爐煉鋼是通過石墨電極向電弧煉鋼爐內(nèi)輸入電能，以電極端部和爐料之間發(fā)生的電弧為熱源進行煉鋼。電弧爐以電能為熱源，可調(diào)整爐內(nèi)氣氛，對熔煉含有易氧化元素較多的鋼種極為有利 。 電弧爐煉鋼發(fā)明后不久，就用于冶煉合金鋼，并得到較大的發(fā)展。

隨著電弧爐設備的改進以及冶煉技術的提高，電力工業(yè)的發(fā)展，電弧爐煉鋼的成本不斷下降，現(xiàn)在電弧爐煉鋼不但用于生產(chǎn)合金鋼，而且大量用來生產(chǎn)普通碳素鋼，其產(chǎn)量在主要工業(yè)國家鋼總產(chǎn)量中的比重，不斷上升。

如圖《電弧爐的基本構造》所示：

法國海洛爾特（P.L.T.Héroult)于1888~1892年利用電極的電弧高溫，開發(fā)出煤的代替能源，發(fā)明了工業(yè)性直接冶煉的電弧爐。起初電弧爐只用于電石和鐵合金的生產(chǎn)，到 1906年才發(fā)展用來煉鋼，并因而使廢鋼得以實現(xiàn)經(jīng)濟化、規(guī)?；幕厥绽?。電弧爐通過石墨電極的端部和爐料之間發(fā)生的電弧，將電能轉(zhuǎn)換為熱能進行熔化爐料并完成其后的髙溫冶金反應。由于它使用電能，便于調(diào)整爐內(nèi)的氣氛，因此可以冶煉包括含易氧化元素在內(nèi)的各種類型的合金鋼。隨著電力工業(yè)的發(fā)展、工藝設備的不斷改進以及冶煉技術的提高，電弧爐應用日趨廣泛，生產(chǎn)能力與規(guī)模越來越大。20世紀30年代電弧爐的最大容量 為100t，50年代為200t，70年代初已有400t的電弧爐投入生產(chǎn)。

尤其是在近50年的時間里，電弧煉鋼爐的技術性能逐步提高，生產(chǎn)成本明顯下降， 歐美發(fā)達國家電爐鋼的比例已超過50%。

現(xiàn)代電弧爐冶煉技術的發(fā)展隨時代進步。20世紀60~70年代主要是發(fā)展超高功率供電及相關技術，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，近年來有越來越高的趨勢。這意味著單位時間內(nèi)輸人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，結果是使產(chǎn)能再提高的同時，成本也大幅度下降。

與超高功率電弧爐相配套的高壓長弧操作、水冷爐壁、水冷爐蓋、泡沫渣技術、使用外熱源助熔等已被廣泛采用，鋼包精煉及強化用氧也已被采用。20世紀80年代，LF及EBT技術的開發(fā)使電弧爐冶煉加爐外精煉的現(xiàn)代電弧爐煉鋼流程基本成熟。值得注意的是，自此以后，人們關注的焦點已不再是用直流還是交流供電的方式，而是二次燃燒和煙氣顯熱的利用，即廢鋼預熱的問題。不同的廢鋼預熱方式產(chǎn)生了不同類型的現(xiàn)代電弧爐，它們包括用料籃廢鋼預熱的普通電弧爐、帶托爪的煙道豎爐、雙殼電弧爐和Consteel電弧爐等。

目前，電弧爐的設備和生產(chǎn)技術仍然在繼續(xù)發(fā)展之中。