分析直流电弧炉的传热有何特点？

在直流电弧炉作业过程中，炉况会发生如炉内废钢状态、传热机理、电弧点的外部磁场等各种变化。对废钢遮蔽期和熔池平坦期的情况进行分析。在主熔化期的废钢遮蔽期，由于电弧周围存在着包围电弧的废钢，电弧等离子喷射流冲击钢液（及废钢）的对流热、喷射流反转后的电弧弧焰热、自电弧柱表面直接放散的热，都能够很好地被周围的废钢及钢液吸收，热效率很高。而对炉壁的影响很小，甚至没有。因而，在此期间可以无障碍地进行大电流高电压（长电弧）的高功率输入。可是，在熔池平坦期，电弧周围不存在包围的废钢，钢液的传热主要来自电弧等离子喷射流对钢液面的冲击。而电弧等离子喷射冲击反转后成为电弧弧焰的放散热和自电弧等离子体表面放散到周围的热，只有少部分以对流和辐射方式再投人到钢液，绝大部分以炉气形式排出及冷却水损失而失掉。而且，单电极的直流电弧炉的电流比三根电极交流电弧炉的总电流小，电弧长度大，不利于向钢液的传热。因此，在熔池平坦期如果没有一定厚度的炉渣层遮蔽及捕捉热量，传向钢液的热效率是很低的。同时，由于不存在废钢遮蔽，炉壁直接承受来自电弧等离子体的传热及电弧弧焰的传热，炉壁热负荷增大。在此期间，对于大型直流电弧炉，如果电弧条件设定不合适，如采用高电压小电流操作，在相同输入功率条件下，会产生热效率很低，钢液升温速度慢，炉壁损伤严重等问题。因此，应采用低电压大电流（短电弧）操作。在相同电弧电流下，无论高电压还是低电压，钢液的升温速度几乎相同。电弧周围没有废钢存在时，不仅失去热遮蔽作用，也失去了废钢作为磁性材料的电磁屏蔽作用，炉内电弧由于母线磁场的影响而可能产生偏弧，在大电流电弧下更为突出。偏弧有可能使电弧弧焰成为电弧喷溅，更加严重地射向炉壁，使炉壁的局部热损蚀加剧。因而，对于大型直流电弧炉，熔池平坦期的炉·内传热存在钢液的传热效率低、炉壁热负荷过高的危险。在直流电弧炉作业中需要做到：选定适应炉况的最佳电弧电压（电弧长度）和电弧电流，在熔池平坦期特别需要采用泡沫渣操作，注意防止偏弧。

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资料来源：东莞市弘超模具科技有限公司结构钢事业部