第三 节 电弧炉、中频炉和高频炉

一、电弧炉 

1.用途及特点

电弧炉是利用气体电弧放电产生热量，来加热和熔化金属的电加热设备。主要用于特种钢、普通钢、活泼金属等的冶炼和制取，与后面将介绍的中频炉、高频炉相比容量比较大，但污染较严重。

2.结构与工作原理

电弧炉结构如图 11—22 所示。它由电极、炉衬、炉体以及相应的电气设备构成，，其工作原理是利用图 10—21中电极1以及炉底电极4间的高电压，将空气击穿产生电弧，利用电弧产生的高热来熔化炉内的金属进行冶炼。

3.运行、维护及操作

电弧炉的冶炼过程是∶按冶炼要求装入合适的原料，将电极降到炉料上方，电压分接头选在中挡位置，合上电源，当三根电极都起弧时，正常的三相电熔化就开始了，然后根据熔炼需要输入合适的功率;在冶炼过程中如果炉料塌陷引起电极折断，这时应迅速提升电极;操作者利用控制电极的位置和输入电压及功率来控制冶炼过程正常进行。

电弧炉的维护包括炉体的维护和电气设备的

图11—22 直接电弧炉 1—电极 2—炉衬 3—钢水

维护，下面仅讨论电弧炉的有关电气设备特点及

4—炉底导电电极 5一电弧维护。

电弧炉的电气设备除了常规的电气设备外，最主要的是∶ 电弧炉变压器以及电极。电弧炉变压器是一种特殊的变压器，其设计、制造比普通变压器更严格，要求更高。电弧炉变压器在正常工作时条件较恶劣。

（1）电炉变压器遭受频繁的接通与断开。24h中电流通断可达70～100次。变压器要能承受较频繁的冲击。

（2）在工作中电弧炉变压器要遭受频繁的次级单相或三相短路，短路时间还较长。

（3）电弧炉变压器经常处于三相不平衡工作状态。

电弧炉的电极经常处于高温恶劣环境中，尤其是连接电极的电缆要求比较高，常用水冷软电缆。

电炉运行时，首要的目标是以每吨最低的成本生产最大量的钢。一般开始时用中等电压，主熔炼时用最大电压，精炼时用低压。

二、中频炉与高频炉 1.用途及特点

中频炉与高频炉利用电磁感应原理对金属加热，来熔化及冶炼金属。主要用于合金钢、铸铁、有色金属冶炼、锻压前的加热、各种热处理及粉末冶金。

2.结构与工作原理

常见的无芯感应炉（中频炉、高频炉都属于感应炉）的结构如图 11—23 所示。感应熔炼的原理就是利用电磁感应原理，在炉子周围装置一组线圈，线圈中通以不同频率交流电时，处于炉内的金属产生感应电动势，从而产生涡流，利用涡流产生的热能熔化金属。

中频炉指的是线圈中交流电频率为工频的3~9 倍（150~450 Hz）。高频炉指的是线圈中交流电频率在9 倍工频以上，工作原理同中频炉。3.运行、维护与操作

由于感应炉应用于金属熔炼、金属热处理等各种不同的场合，应按生产对象的工艺要求进行操作。维护时，注意线圈的绝缘情况。至于产生中频电源的装置，现在多用晶闸管中频电源，以前多采用中频机组。