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法律研究直流電弧爐：型別、電氣和機械要求
電爐是利用電弧加熱材料的爐子，稱為**電弧爐 (EAF)**。
直流電弧爐
**直流電弧爐**是指電弧在電極和待加熱的爐料之間產生，電弧電流流過爐料，電弧與爐料直接接觸的電弧爐。
對於直流電弧爐，加熱過程更快，加熱效率也更高。除了電弧加熱外，電流透過爐料還會產生一些額外的熱量。
直流電弧爐的型別
從電氣角度來看，直流電弧爐也可分為兩種型別，即導電底式和非導電底式。
導電底式
圖 1 顯示了導電底式直流電弧爐。導電底式直流電弧爐的爐底是電路的一部分。
非導電底式
圖 2 顯示了非導電底式直流電弧爐。在這種型別的直流電弧爐中，電流不會流過爐體。在實踐中，由於導電底式爐子存在絕緣問題，因此使用的大多數直流電弧爐都是非導電底式。
直流電弧爐的電氣要求
直流電弧爐的基本電氣要求如下：
電極供電
在直流電弧爐的情況下，必須將電極瞬間短路，然後與爐內待加熱的爐料分離。這需要二次側電壓較低。為此，爐變壓器具有較高的電抗和二次側的多級抽頭。一次側線電壓為 11 kV，而二次電壓在 350 至 400 伏之間變化。電極供電的變化導致爐料溫度控制。
電弧穩定性
電弧引燃後，電極逐漸燒蝕，電弧長度增加。如果電極與爐料之間的間隙未得到正確保持，則電弧將熄滅。此外，隨著溫度的升高，正在加熱的金屬的電阻逐漸增加。這兩個因素極大地改變了電弧電流的大小，並導致電弧不穩定。
採用電流互感器 (CT) 將電流變化的影響傳遞給自動調節電路，該電路在加熱過程中調整電極的高度，從而提高電弧的穩定性。透過爐變壓器的高電抗，進一步提高了電極與爐料之間固定間隙的電弧穩定性。
電極材料的選擇
直流電弧爐中使用的電極由碳或石墨製成。石墨電極是碳電極的精煉和特殊處理形式，其導電性是碳電極的四倍。碳電極價格低廉，電流密度約為 8 至 15 A/cm2，而石墨電極的電流密度為 32 至 60 A/cm2。因此，碳電極僅適用於低容量直流電弧爐。
過電流保護
除了瞬間短路外，直流電弧爐不應該連續過電流，即電流超過爐子額定值。為了實現這一點，電流互感器 (CT) 操作過電流保護繼電器，該繼電器跳閘斷路器。
爐子與電源隔離
當需要將金屬裝入爐內或熔化或從爐內去除爐渣時，必須將爐子與電源隔離。為此，在斷路器和爐變壓器之間使用隔離開關。首先斷開斷路器，然後開啟隔離器。在電源和斷路器之間也連線了一個隔離器，用於在維護時將斷路器與電源斷開。
直流電弧爐的機械要求
**爐殼結構** - 爐殼由鋼製成，呈圓柱形。它有兩個相對的門，用於出鋼（去除熔體）和除渣。爐頂是可拆卸的，否則需要另外設定一個用於裝料的門。理想情況下，正在工作的爐子是氣密的，以避免爐煙汙染大氣，從而提供受控氣氛加熱設施。
**襯裡結構** - 鋼殼內表面必須襯有耐熱材料，以防止熔體熱量洩漏到鋼殼。襯裡可以是酸性的或鹼性的，具體取決於熔體的性質，並且在不同的工作溫度下有所不同。
**裝料** - 對於 3 噸及以上容量的爐子，爐頂連同電極支撐柱整體向一側移動以進行裝料。然後，用吊車將金屬廢料裝入爐內，並用懸掛的重物敲打。對於小型爐子，可以透過門進行裝料。
**出鋼和除渣** - 當熔體準備好後，開啟稱為出鋼的門，並將整個爐子向前傾斜 45°，將熔體傾倒入鋼包坑，然後將其分配到特定的操作中。為了去除爐渣，將爐子向後傾斜 15°，開啟爐渣門，並將爐渣排放到爐渣坑。
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