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法律研究直流电弧炉：类型、电气和机械要求
电炉是利用电弧加热材料的炉子，称为**电弧炉 (EAF)**。
直流电弧炉
**直流电弧炉**是指电弧在电极和待加热的炉料之间产生，电弧电流流过炉料，电弧与炉料直接接触的电弧炉。
对于直流电弧炉，加热过程更快，加热效率也更高。除了电弧加热外，电流通过炉料还会产生一些额外的热量。
直流电弧炉的类型
从电气角度来看，直流电弧炉也可分为两种类型，即导电底式和非导电底式。
导电底式
图 1 显示了导电底式直流电弧炉。导电底式直流电弧炉的炉底是电路的一部分。
非导电底式
图 2 显示了非导电底式直流电弧炉。在这种类型的直流电弧炉中，电流不会流过炉体。在实践中，由于导电底式炉子存在绝缘问题，因此使用的大多数直流电弧炉都是非导电底式。
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直流电弧炉的电气要求
直流电弧炉的基本电气要求如下：
电极供电
在直流电弧炉的情况下，必须将电极瞬间短路，然后与炉内待加热的炉料分离。这需要二次侧电压较低。为此，炉变压器具有较高的电抗和二次侧的多级抽头。一次侧线电压为 11 kV，而二次电压在 350 至 400 伏之间变化。电极供电的变化导致炉料温度控制。
电弧稳定性
电弧引燃后，电极逐渐烧蚀，电弧长度增加。如果电极与炉料之间的间隙未得到正确保持，则电弧将熄灭。此外，随着温度的升高，正在加热的金属的电阻逐渐增加。这两个因素极大地改变了电弧电流的大小，并导致电弧不稳定。
采用电流互感器 (CT) 将电流变化的影响传递给自动调节电路，该电路在加热过程中调整电极的高度，从而提高电弧的稳定性。通过炉变压器的高电抗，进一步提高了电极与炉料之间固定间隙的电弧稳定性。
电极材料的选择
直流电弧炉中使用的电极由碳或石墨制成。石墨电极是碳电极的精炼和特殊处理形式，其导电性是碳电极的四倍。碳电极价格低廉，电流密度约为 8 至 15 A/cm2，而石墨电极的电流密度为 32 至 60 A/cm2。因此，碳电极仅适用于低容量直流电弧炉。
过电流保护
除了瞬间短路外，直流电弧炉不应该连续过电流，即电流超过炉子额定值。为了实现这一点，电流互感器 (CT) 操作过电流保护继电器，该继电器跳闸断路器。
炉子与电源隔离
当需要将金属装入炉内或熔化或从炉内去除炉渣时，必须将炉子与电源隔离。为此，在断路器和炉变压器之间使用隔离开关。首先断开断路器，然后打开隔离器。在电源和断路器之间也连接了一个隔离器，用于在维护时将断路器与电源断开。
直流电弧炉的机械要求
**炉壳结构** - 炉壳由钢制成，呈圆柱形。它有两个相对的门，用于出钢（去除熔体）和除渣。炉顶是可拆卸的，否则需要另外设置一个用于装料的门。理想情况下，正在工作的炉子是气密的，以避免炉烟污染大气，从而提供受控气氛加热设施。
**衬里结构** - 钢壳内表面必须衬有耐热材料，以防止熔体热量泄漏到钢壳。衬里可以是酸性的或碱性的，具体取决于熔体的性质，并且在不同的工作温度下有所不同。
**装料** - 对于 3 吨及以上容量的炉子，炉顶连同电极支撑柱整体向一侧移动以进行装料。然后，用吊车将金属废料装入炉内，并用悬挂的重物敲打。对于小型炉子，可以通过门进行装料。
**出钢和除渣** - 当熔体准备好后，打开称为出钢的门，并将整个炉子向前倾斜 45°，将熔体倾倒入钢包坑，然后将其分配到特定的操作中。为了去除炉渣，将炉子向后倾斜 15°，打开炉渣门，并将炉渣排放到炉渣坑。
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