真空电弧炉工作原理

真空电弧炉的定义

　　电弧是气体的一种弧光放电。气体弧光放电表现为极间电压很低，但通过气体的电流却很大，有耀眼的白光，弧区温度很高(约5000k)。巨大的电流密度来自于阴极的热电子发射，以及电子的自发射，即在阴极附近有正离子层，形成强大的电场，使阴极自动发射电子。大量电子在极间碰撞气态分子使之电离，产生更大量的正离子和二次电子，在电场作用下，分别撞击阴极和阳极，结果获得高温。阴极因电子发射用去部分能量，所以温度低于阳极。极间也因部分正离子与电子复合放热而产生高温。电弧炉即是用这种原理熔炼金属的工业炉.在真空环境下的电弧炉就是真空电弧炉.真空电弧熔炼采用大电流低电压，属于短弧操作，。一般电弧电压为22～65V，对应弧长为20～50mm(后者为大锭)。从1839年熔炼白金丝实验成功以来，在以后的一百多年人们开始研究难熔金属的熔炼。1953年真空电弧炉才正式用到工业上。直到1956年，美国和欧洲许多国家还在用非自耗炉熔炼钛，1955年开始用自耗炉炼钢。1960年左右自耗炉生产的锭重已达30多吨，初具规模。目前发展的情况可以用美国康撒克公司制造的真空自耗炉为代表。为了提高生产率和设备的利用率，两台炉子共用一套主电源、真空系统和自动控制系统。

　　在真空状态下对工件(或材料)进行热处理，可提高工、模具的使用寿命，无氧化、无脱炭、表面光亮、变形小、节省能源无公害，并改变机械性能和冶金性能等优点。

电弧炉是什么原理?

　　电弧炉(electric arc furnace)利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼。电弧炉按电弧形式可分为三相电弧炉、自耗电弧炉、单相电弧炉和电阻电弧炉等类型。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。电弧炼钢炉按每吨炉容量所配变压器容量的多少分为普通功率电弧炉、高功率电弧炉和超高功率电弧炉。电弧炉炼钢是通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能，以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源进行炼钢。电弧炉以电能为热源，可调整炉内气氛，对熔炼含有易氧化元素较多的钢种极为有利 。 电弧炉炼钢发明后不久，就用于冶炼合金钢，并得到较大的发展。

电弧炉工作原理及其对电能质量的影响

　　电弧炉(electric arc furnace)利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼。电弧炉按电弧形式可分为三相电弧炉、自耗电弧炉、单相电弧炉和电阻电弧炉等类型。

　　电弧炉炼钢是通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能，以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源进行炼钢。电弧炉以电能为热源，可调整炉内气氛，对熔炼含有易氧化元素较多的钢种极为有利 。 电弧炉炼钢发明后不久，就用于冶炼合金钢，并得到较大的发展。

　　随着电弧炉设备的改进以及冶炼技术的提高，电力工业的发展，电弧炉炼钢的成本不断下降，现在电弧炉炼钢不但用于生产合金钢，而且大量用来生产普通碳素钢，其产量在主要工业国家钢总产量中的比重，不断上升.

　　电弧炉由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使得燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流，经变压器的三角形连接线圈而注入电网。其中主要是2- 7次的谐波，平均可达基波的8% 20%，最大可达45%。 严重影响电网的电能质量。

自耗式和非自耗式真空电弧炉的区别

　　自耗式真空电弧炉，电极本身就是待精炼的物质，在放电过程中，电极同熔池一起形成电弧，在此工艺过程中电极被熔化。

　　非自耗式的电极是由高熔点电导性材料组成，尽可能保持稳定的一种电极。一般情况熔池就是炉料。

真空电弧炉的吸铸速度由什么因素决定?

　　电弧炉利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼。

　　真空电弧炉主要分为三个部分，抽真空部分，熔炼部分和吸铸部分，其基本原理是利用炉体内和铜模具之间的压力差将坩埚中的液态金属压入到铜模中，利用循环水冷却和铜良好的散热性达到使液态金属快速冷却凝固，制备非晶态合金。

有真空电弧炉熔炼炉这种炉子吗?

　　有自耗电极式真空炉和非自耗的，采用弧光放电产生的热量融化金属。