什么是电弧炼钢炉?

[拼音]：dianhu lianganglu

[外文]：electric arc furnace

利用电极电弧的高温来炼钢的电炉。法国埃鲁(P.L.T.Héroult)于1888～1892年创制工业性直接电弧炉，用于电石和铁合金生产，1900～1910年间应用于炼钢。现在炼钢所用三相电弧炉，是按埃鲁式电弧炉原理制造的，所以又称埃鲁电弧炉。电弧炼钢炉的炉体由炉盖、炉门、出钢槽和炉身组成。炉底和炉壁用碱性耐火材料或酸性耐火材料砌筑；用酸性耐火材料砌筑的电炉，只能使用含磷、硫很低的原料，所以现在用得很少。炉盖呈圆拱形，用硅砖、镁铬砖或高铝砖砌在一个用水冷却的钢拱脚圈梁上，它可以取下修砌，并可移开装料。有三根按等边三角形布置的石墨电极穿过炉盖、伸入炉内，并由一台炉用变压器通过电缆、导电管、电极把持器向电极供电，使电极末端与金属炉料之间发生电弧，将电能转化为加热炉子和熔炼钢水所需的热能。

20世纪30年代电弧炉的最大容量为100吨，50年代为200吨，70年代初已有400吨的电弧炉投入生产。

高功率电弧炉(HP)和超高功率电弧炉 (UHP)是相对于一般的普通功率电弧炉(RP)而言的。它们主要是按每吨炉容量所配变压器容量的多少来区分。20吨以上的炉子，普通功率电弧炉每吨炉容量的变压器容量约300千伏安，高功率电弧炉约450千伏安，而超高功率电弧炉则为600千伏安以上，而且有越来越高的趋势。这意味着单位时间内输入电弧炉的热能大幅度增加，使熔化时间显著缩短，从而提高生产能力，降低电极消耗，减少热损失，降低电能消耗，结果是使生产成本下降。例如日本的一座70吨超高功率电弧炉，变压器容量60000千伏安，炼滚珠钢，配上炉外精炼，冶炼周期仅70分钟，相当于每分钟产钢1吨的高水平。为使炉子能在最佳的电制度(最充分和最经济地使用电能)下工作，许多超高功率电弧炉采用电子计算机控制。超高功率电弧炉的功率大，单位时间内输入炉中的热量也大，耐火材料便成了一个薄弱的环节。近年来研究和使用了涂有耐火材料的钢制水冷炉壁和炉盖。

超高功率电弧炉有突出的优点，但必须具有下列条件，才能充分发挥作用：

（1）强大的供电网。短路容量应为最大炉子变压器容量的80倍以上。或是安设巨大的电容补偿装置（这样做费用很高），以减小网路上的电压波动，免得影响其他用电设备的正常工作。

（2）超高功率电极。超高功率电弧炉在单位时间内输入的电能比普通功率电弧炉高得多，这是同等断面的普通功率电极不能胜任的。加大电极断面会使其支承、传动甚至整个炉子的结构笨重，还会对控制系统造成困难。超高功率电极的原料是针状沥青，电极的结晶组织具有方向性。其导电性、热传导性、抗氧化性、强度等性能都优于同等断面的普通功率电极。

（3）高效的生产管理制度。对19座超高功率电炉的调查结果指出，约20％达到了超高功率的效果，60％只发挥了60～70％的能力，另外的20％则未发挥作用。其中，生产组织管理极为重要，不能简单地认为，电弧炉配备一个大容量变压器就能达到预期目的。

由于超高功率电弧炉和各种炉外精炼法的出现，近年来，电弧炉有作为单纯熔化设备的趋势；并配置与所生产钢种相适应的炉外精炼设备，以便充分利用炉子变压器的能力，提高炼钢产量。