直流电弧炉

用直流电作为能源的电弧炉

直流电弧炉是指用直流电作为能源的电弧炉。它与交流电弧炉一样，利用电极和炉料（或熔池）间产生的电弧来发热，从而达到熔炼的目的。可用来熔炼钢或合金以及有色金属。

产品介绍

在电炉炼钢的发展过程中，超高功率三相交流电炉使电炉炼钢生产获得很大发展，电炉钢产量达到世界钢总量的40%，但随着交流电炉容量和功率水平的大幅提高，也带来了一些问题，即大功率交流电弧稳定性差，对电网冲击较大，有较大的噪音污染等问题。而直流电弧炉具有电弧稳定，噪音小、电极消耗低等诸多优点，在工业发达国家获得迅猛的发展，尤其是大容量（70-150t ）超高功率直流电炉。直流电弧炉主要是由瑞典通用电气公司（ASEA ）、法国的CIECLM和德国的MAH/GHH等发展起来的。目前实力最强的直流电弧炉生产厂家是ABB、CLECIM/ DAVY、MAH/GHH、NKK。

我国引进的直流电弧炉都是大型超高功率直流电炉, 用于配合高效连铸连轧生产线，而在传统的模铸生产上直电弧炉技术的应用基本上还是空白。国内特钢企业用以模铸的特殊钢品种大都是小电炉（30t 以下），使用的大多是落后的交流电弧炉。在特殊钢模铸生产上采用先进的直流电弧炉技术，将会推动特钢冶炼工艺技术的提高。

炉底电极形式

直流电弧炉是将三相交流电经晶闸管整流变成单相直流电，在炉底电极（阳极）和石墨电极（阴极）之间的金属炉料上产生电弧进行冶炼。直流电弧炉与交流电弧炉设备的主要区别:增加整流装置、炉顶石墨电极由三根变成一根及增设炉底电极等。其中炉底电极的设置是直流电弧炉的最大特征。炉底电极是直流电弧炉技术的关键, 目前世界上运行的几种有代表性的直流电弧炉的基本形式，其主要区别在于炉底电极的结构。按炉底电极结构特点可大致分为以下几种：法国的CLECIM等公司开发的钢棒式水冷底电极，德国的GHH 等公司开发的触针式风冷底电极，奥地利的DVAI公司开发的触片式底电极以及瑞士的ABB公司开发的导电炉底式风冷底电极。

产品优点

直流电弧炉（direct current arc furnace）

与传统的交流电弧炉相比，直流电弧炉的主要优点是：

(1)电弧稳定且集中，熔池搅拌良好，炉内温度分布均匀，炉衬侵蚀量少；

(2)电流和电压波动小、对电网的冲击减少，电缆寿命随之延长；

(3)电极损耗少，吨钢电极消耗比交流电弧炉少50%。直流电弧炉的性能优于交流电弧炉，但一直苦于不能获得大功率的直流电源，致使其长期以来未能获得发展。

产品发展

随着可控硅技术的应用，大功率直流电源设备的制造技术业已解决，于是在20世纪70年代后期冶金界又重新开展对直流电弧炉的研究，至80年代初直流电弧炉的建造和使用技术问题已逐一解决。世界上第一座直流电弧炉于1982年在德国布什钢厂建成并投产，以后的六、七年中，美、法、意、日等国相继改建或新建成了各自的直流电弧炉，容量从30t到60t不等。1989年日本东京钢铁公司建成了当时最大的一座容量为130t的直流电弧炉。近年来世界各国相继建成并投产多座直流电弧炉，容量从60t到180t。1989年中国太原机械铸造厂研制成中国第一座小型直流电弧炉并投产，同年宣化铁合金厂一座2000kVA埋弧直流电弧炉投产，用来生产硅铁、锰铁、硅钙等铁合金。进入90年代后，直流电弧炉越来越受到重视，上海第三钢铁厂、长城钢厂、齐齐哈尔钢厂、江阴沿山钢厂、上海第一钢铁厂等先后引进大型直流电弧炉，容量80～100t不等。宝山钢铁（集团）公司从法国引进一套双炉壳（—个电源）的150t直流电弧炉设备。

直流电弧炉上方仅有一根电极，为负极，底电极为正极。它的供电系统不同于交流电弧炉，配有整流器和电抗器，在炉底上装置接点构成电流回路，接点的维护和寿命是直流电弧炉操作中的关键问题，一般在炉底钢板上放铜板，以利导电，铜板上砌三层镁碳砖，再在其上打结耐火材料。

产品最近进展

1.直流电弧炉容量迅速扩大、台数激增。自从第一台炼钢直流电弧炉在前西德投入工业生产以来，由于显示出一系列优越性，而在许多国家如德国、法国、瑞典、意大利、美国、前苏联、土耳其、日本、韩国、马来西亚及我国(（包括台湾省)），直流电弧犹如雨后春笋得到发展。进入90 年代以来，直流电弧炉推广应用更为迅速。

2.直流电弧炉技术经济效益显著。石墨电极消耗量减少50 %-60%以上，节约电能消耗5%-10%，节约耐火材料30 %-35%，节省右墨电极支择机构以及自动调节系统，节省短网的电缆材料，钢水受到良好的搅拌作用，提高功率因数，降低电压闪烁率，噪音下降，经济效益显著。

3.直流电弧炉的底电极结构不断更新。新型导电耐火材料式底电极迅速发展，水冷钢柱式底电极重新得到推广应用。

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