电弧炉和感应电炉.ppt

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1、4电弧炉1分类电弧炉分为电弧－热阴极发射电子所激起的气体电离（包括金属蒸汽）的导电现象。间接—电弧在两电极之间，主要用于铜和铜合金的熔炼，但由于噪声大，熔炼质量差。（淘汰）直接—电弧在电极与物料之间三相交流炼钢直流电弧炉真空自耗炉埋弧炉气体电离产生等离子2直流电弧的伏安特性（1）电弧电压一定的供电电压维持电弧外加适当的电阻如图示：维持电弧所需的电压正离子负离子(V)(4-3)Ua－阳极压降；Uk－阴极压降；Uc－弧柱电压。Ua与Uk与电极材料、极间气体有关，当材料和极间气体一定则弧柱电阻Rc、压降U为分析：Uc－弧柱压降，随I变化；γc－电弧的电

2、导率，I，温度T弧，电离度，γc（但增长率随I而减小，因T弧，散热温升慢）。Ac－电弧的截面积，I，Ac（但Ac最大值接近电极截面　　随着I，受电磁力的压缩作用，Ac又。Rc－弧阻随电流变化，I，Rc，即非线性负特性电阻，但I，γc，Ac，Rc趋于稳定。所以熔化期，Im4(最小耗电电流）小，T弧，Rc不稳定；精练期，Im2（最大电弧功率电流）大，T弧，Rc稳定。电源电压UR－电路电阻：优点：①限流（当电极与钢夜短路时，IR起限流作用）；②稳定电弧工作点。(V)(4-4)缺点：耗电，尽量小；（2）直流电

3、弧静态伏安特性指电弧稳定时（弧长不变）弧压与弧流的关系。下图是在改变电路电阻R，得到UA与I的关系。1点－燃弧最小电流；UR＝IR－电路电阻压降，调节器作用；1-2段－I，UA，电流不大时，随着I，弧温度T弧，γc、Ac，Uc；2-3段－I，γc，而Ac，Uc变化不大；3-4段－I，γc因T弧，散热，变化不大，Ac因压缩性有限，变化不大，故γc、Ac趋于定值，Uc。改变弧长，得到不同弧长l1、l2、l3l，曲线上移，a左移，b右移，电弧电流区Ia－Ib缩小。维持长弧所需能量（P＝UI，即I，U，故b左移，a右移）

4、l，凹度减小，即长弧的功率随电流变化小（因长弧的散热能力，长弧的温度随电流变化较小,γc变化小Ac变化小，则弧压UA的变化减弱）每个曲线上只有一点电弧是稳定的，P1、P2、P3是工作点。（3）电弧工作点（参看图4-4，cd为短网的伏安特性线）IR－电路电阻压降；Ue－电极电压；静态工作点－短网的伏安特性曲线与静态特性曲线交点P为工作点。静态工作点三要素：弧长lc、弧压Uc、弧流Ic，(由三要素决定炉子功率。)首先确定lc（lc，弧不稳，弧光暴露，炉衬寿命；lc，功率不足，易短路）；(V)(4-5)其次确定Uc、Ic，在上升段上，P

5、。电弧电压UA＝电极电压Ue，是平衡值。则对应于该点的功率稳定。（例在P的左边某点，则Ue>UA，电压过剩△U，△U促使I，直到P点停止）分析：①电弧炉的伏安特性取决于炉子构造（如多大容量的炉子）、物料和炉中气氛，不随工作电压和外电阻改变）；②工作电压和外电阻可根据需要选定或调整；③工作电压一定时，改变弧长，则改变静态工作点；④电弧炉在伏安特性曲线的上升段工作；⑤电弧电压可近似为a－取决于电极材料，由实验定，a＝Ua＋Uk；b－单位弧长压降，V/mm。（4）直流电弧炉构造及特点特点：电弧稳定，电流的方向始终一致；一根电极，对炉衬的烧损比三根小；

6、电极调节器只有一个，维修容易，成本短网的XL＝0;石墨电极只有一根，消耗减少50%。（5）直流电弧炉的主电路图电源：二极管整流与多档变压器配合（价廉)可控硅整流（无级调压）主要电器：电炉变压器、整流设备、直流电抗器、电炉控制系统及调节器等。线路特点：①副边两绕组，一个△接，一个Y接，△Y并联，减少供电电流波形畸变，消除三次谐波。②在短路时，电抗器起限流作用。4.2交流电弧炉电热理论优点：①能量集中，熔池表面功率达560～1200kW/m2，电弧温度达3000℃以上。②工艺灵活性大，能有效地去除硫、磷等杂质，温控方便。③与转炉比，可全部以废钢为炉

7、料。④生产率高（熔炼电耗350～600kWh/t)。⑤占地面积小，投资费用少。缺点：①烟尘多，吨钢落灰2.5～8kg。②噪声大，达90～120dB。③电弧闪烁干扰电网。1交流电弧（直流电弧的形成与结构规律对交流也适用，但也有特殊规律）瞬时电流随时间变化瞬时功率随时间变化（1）单相电弧，无XL、XC时假设：①电源电压按正弦曲线规律变化；②电路中无XL、XC；③电弧电压稳定。则交流电弧的规律如图示：电源瞬时电压：可能不连续燃弧电弧电流iA随电源电压u变化；τ1时间内iA=0，因u＜UA；电弧熄灭，τ1电弧不稳定；在半周时间内，熄弧时间为2τ1（

8、）τ1取决于f、Um、UA；f，Um，UA，τ1电弧越不连续。长弧时，UA，τ1，弧不稳定。（2）单相电弧，有XL时有XL，