長期以來，煉鋼電弧爐一直采用交流三相式電弧爐。但是，交流電弧爐本身存在著一系列難以克服的缺點。20世紀70年代~80年代，一些工業發達國家紛紛開發直流煉鋼電弧爐(DCEAF)，并獲得了顯著的進展。日本在研制直流電弧爐方面起步較晚，但是發展最快，是目前投入使用直流電弧爐數量最多的國家。單臺大容量電弧爐是最近幾年煉鋼業發展的趨勢，可以滿足鋼廠對更高生產率的需求。

單臺大容量420t超高功率雙石墨電極直流電弧爐介紹

 

直流電爐的特點

　　此直流電弧爐的機械設備由爐體、爐蓋及其提升與旋轉機構、電極及其升降機構、大電流線路、液壓系統、冷卻水及壓縮空氣系統等組成。它的供電系統不同于交流電弧爐，配有整流器和電抗器，在爐底裝置接電點構成電流回路，接電點的維護和壽命是直流電弧爐操作中的關鍵問題，一般在爐底鋼板上放銅板，以利于導電，銅板上砌三層鎂碳磚，再在其上打結耐火材料。
　　東京制鋼田原工廠生產中碳鋼、低碳鋼和超低碳鋼，爐子設計為全平臺，對分爐殼，采用連續廢鋼加料Consteel和雙石墨電極直流技術。該直流電弧爐的主要技術參數見表1。

表1 420t超高功率雙石墨電極直流電弧爐主要技術參數

單臺大容量420t超高功率雙石墨電極直流電弧爐介紹

 

　　此直流電弧爐的電源由變壓器、晶閘管、直流電抗器和其他輔助設備構成。直流電弧爐電源的核心在于晶閘管。隨著晶閘管技術的應用及發展，大功率直流電源設備的制造技術難題已經解決。此臺DCEAF設計有2個陰極(雙石墨頂電極直流技術)和4個水冷底陽極，每個陽極的電流為70kA，總電流為280kA。同單個陰極設計相比較而言，雙石墨電極技術能夠提供非常高的功率和較小的電極直徑，對電網干擾少。（歡迎關注“電爐煉鋼”）

　　直流電弧爐由于消除了電磁感應的影響，二次導體上只有直流電阻損失，導體周邊的機械結構也無需再使用非磁性材料，電極的振動現象也消除了。為防止突變電流并穩定電弧，在直流回路中還要裝配直流電抗器。在交流電弧爐中電弧總是以30°~45°角向爐壁傾斜，因而形成熱點;直流電弧爐中電弧是以15°~30°角指向熔池，并在電磁力作用下每秒繞中心隨機旋轉幾次。電弧長度是指電極端部到熔池的直線距離，在交流情況下電弧長度為1mm/V弧，由于直流電弧特別穩定，預計比交流電弧長。
　　通過單獨控制4個陽極的電流傳導和分布可達到功率調節的最大靈活性。同時，具有特殊設計特點的水冷底陽極可以使用普通耐火材料。傾動平臺的設計是基于3個搖臂，它在軸承區域能夠提供更好的運行穩定性。3個搖臂與爐體匹配，能夠保證爐體安全后傾。