UHP elektrik ark fırınının ana uygulama bilgisi

Yüksek güç elektrikli ark fırınları Esas olarak hurda çeliğini ısıtmak ve eritmek için yayları kullanın. Sözde ark, düşük voltaj, yüksek akım ve yüksek enerji yoğunluğunun özellikleri ile iyonlar üreten katot ve anot arasındaki bir deşarj biçimini ifade eder. Arc sütununda, iç enerjinin artmasıyla, bazı moleküller atomlara ayrılacak ve daha sonra plazma oluşturmak için heyecanlandıktan sonra iyonlaşacaktır. Plazma katı, sıvı ve gazdan farklıdır, maddenin dördüncü durumuna aittir.

Arc'ın her bir parçasının sıcaklığı katot noktasında 3500-4000 ℃'dir; En yüksek katot yakınında 15000-20000 ℃; En yüksek, ark sütununun dışında yaklaşık 6000 ℃ ve iç tarafa ne kadar yakınsa, sıcaklık o kadar yüksek. AC ark, her döngüde voltaj ve akım değiştirme yönü, yani 50 Hz güç kaynağı kullanıldığı için DC arkından farklıdır.

Akım azaldığında, ark kolonundaki yüklü parçacıklar yeniden birleşir ve plazma durumu kaybolma eğilimindedir. Arc, bu plazma durumu kaybolana kadar ek ters voltaj ve akım ile devam edebilir. AC arkının DC arkından söndürülmesi daha kolaydır ve arkı stabilize edebilen ana faktörler şunlardır: yüksek akım, kısa ark, büyük reaktans yüzdesi ve yüksek güç frekansı; Ne kadar az fırın gazı akışı olursa, ark o kadar kararır; Fırın gazı basıncı ne kadar çok ark ne kadar yüksek olursa, ark o kadar kararlı olur; Cüruf varlığı da arkın stabilitesini artırabilir; Dış manyetik alandan daha az etkilenirse, ark o kadar kararır.

1. Elektrikli ark fırınının arkı

Elektrik arkı, fırındaki termal koşulları belirleyen elektrik ark fırınındaki ısı kaynağıdır. ARC'nin kendisinin özellikleri nedeniyle, elektrikli ark fırın ekipmanının elektriksel özelliklerini belirler. Bu da elektrikli ark fırın çelik üretiminin tüm yönlerini belirler.

Arc bir gaz deşarj olgusudur. İki elektrot arasında belirli bir voltaj uygulandığında, gaz kendini boşaltabilir ve aynı zamanda, iki elektrot arasındaki gaz iyonize olur ve çok sayıda yüklü parçacık - serbest elektronlar ve pozitif iyonlar ortaya çıkar ve iletken bir Elektrotlar arasında kanal görünür ve akım yoğunluğu birkaç ka/cm2'ye ulaşır, gaz sıcaklığı birkaç bin santigrat dereceye ulaşır.

2. Elektrik arkının kararlı yanması için koşullar

Güç kaynağının doğasına göre, yaylar iki kategoriye ayrılabilir: DC arkları ve AC arkları. Endüstriyel uygulamalarda kullanılan yayların çoğu AC arcs'tır. İdeal bir AC arkın voltajı ve akımı, sinüzoidal dalga formları ve voltajın büyüklüğü ve polaritesi ve akım değişimi periyodik olarak zamanla.

Arkın yanmasını sağlamak için, belirli sayıda yüklü parçacığa ek olarak, iki elektrotun uç yüzleri arasında belirli bir mukavemete sahip bir elektrik alanı gereklidir, yani bir ark voltajı olmalıdır. belirli boyut. Arkın yanmaya başladığı voltaja başlangıç ​​voltajı veya ark voltajı denir. Harici voltaj maksimum değeri aştıktan sonra azalmaya başlar. Arc voltajı belirli bir değere düştüğünde, ark söner ve şu anda voltaja ark söndürme voltajı denir. ARC sıcaklığının etkisi nedeniyle, ark voltajı ark söndürme voltajından biraz daha büyüktür. Yüksek güçlü bir AC ark için, ark yok olma anında, ark alanının sıcaklığı önemli ölçüde azalmaz ve ark voltajının ark yok olma voltajına eşit olduğu düşünülebilir.

Harici devredeki reaktans x = o ise, ark akımı ve ark voltajı faztadır. Dış voltaj U, ark voltajından daha az olduğunda, ark söndürülür ve akım 0'dır. Zamanın yatay ekseninden, güç kaynağı voltajından önce ve sonra bir süre olacağı 0: 00. Şu anda, AC arkının kararsız yanmasının kaynağı olan ark söndürülür. Arkı söndürmemek için devrede belirli bir endüktans gereklidir, yani ARC akımı ile güç kaynağı voltajı arasında bir faz farkı korunmalıdır.

AC arkın polaritesi yanma sırasında hızla değişir. Grafit elektrot negatif yarım döngüde katot olarak kullanıldığında, kararlı bir ark oluşturulması kolay olan nispeten kararlı bir katot noktasına sahiptir; Aksine, pozitif yarım döngüdeyken, katot noktası, katot erimiş havuzundan çıkarılan buhar nedeniyle erimiş çelik yüzey üzerinde yüksek hızdadır. Dönüş, arkın şekli düzensiz hale gelir. Ek olarak, erime süresi boyunca, soğuk çeliğin varlığı nedeniyle, ark sürekli bir yükten diğerine atlar ve ark voltajı ve akım dalga formları şiddetli ve düzensiz bir şekilde dalgalanır. Yukarıdaki koşulların tümü, çalışma koşulları altında arkın kararsızlığına yol açar. Operasyon sırasında AC arkındaki önemli değişiklikler, ark akımı ve ark voltaj dalgasını ciddiye düşürür, bu da bir dizi yüksek dereceli harmoniğin oluşmasına ve güç ızgarasının güç kaynağı kalitesini azaltacaktır.

3. Çelik üretimi ark fırında elektrik arkı

Çelik üretim fırını AC yüksek güçlü bir ark ise, ark dışındaki devredeki reaktanın buna göre yeterli büyüklüğe sahip olması gerekir. Bu, devre koşullarını karşılamak içindir, böylece ark akımı belirli bir boyuta sahiptir.

Üç fazlı çelik üretimi elektrik ark fırınında, her faz ark diğer iki fazlı yaylar tarafından oluşturulan manyetik alandan etkilenecektir, bu nedenle elektromanyetik kuvvetle, fırın astarına yakın elektrot ucunun dış tarafına taşınır. , ki ark üfleme. Üfleme etkisinin varlığı nedeniyle, ark kolonu ve metal yüzey arasındaki açı 45 ° -75 ° 'ye düşürülür. Yüksek sıcaklık hava akışı, yani ark dolgusu, fırın duvarına doğru koşar ve yüksek hızda metal, cüruf ve grafit gibi parçacıkları atarsa, arc yakınındaki cüruf çizgisinin üzerindeki fırın duvarında sıcak bir nokta oluşacaktır. Buradaki en yüksek ısı yükü nedeniyle, aynı zamanda kimyasal olarak saldırıya uğradı.

Erimiş çelikten elektrik akımının akışı manyetik bir alan oluşturur ve erimiş çeliğin ajite etmesine neden olur. Yüksek güçlü bir elektrikli fırında, ark ısısının yaklaşık% 20-30'u bu karıştırma etkisi ile erimiş çeliğe aktarılır ve erimiş çelik, toplam ağırlığın yaklaşık% 9'unu oluşturur.