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矿热电炉的电热转换及物料溶化过程
2010-12-16 17:25

  埋弧是指埋在料层中的电弧。它和电弧炉中的电弧类似,基本规律相同.但是它受周围料层的限制,而且导电途径较复杂,所以有自己的特点。和敞弧比较。它的燃弧斑点容易移动,弧易分散而不稳定。这里讨论埋弧的结构、存在埋弧的条件和埋弧电阻。

  图5-2表示硅铁炉中的埋弧结构,它是根据观测数据绘制的。在散料层中电极附近插入石墨制的窥视管,观测电极端部存在的现象。在电极端部有个气体空腔,电极末端燃弧,燃弧斑点经常移动,弧光闪烁,弧不稳定。观测数据列入表5—2,表中v为空腔体积,H为空腔高度,R为空腔半径,H’为空腔以上的料层高度,H”为电极埋人料层深度,h为炉底上熔体层厚度,矗’为电弧长度。

  表5-2中的观测数据揭示了埋弧的结构特点,在埋入料层的电极端部存在一个气体空腔,其中闪动着若干个微弧。把这个包含闪弧的气体空腔称为电弧空腔。

硅铁电弧炉的尺寸

  电弧空腔的大小反映在埋入电极周围可能储存的气体量,其尺寸和形状取决于电弧空腔所受的力。物料的理化反应和电极燃弧产生气体,聚集电极表面形成气体空腔,气体沿电极向上逸出。作用于气体空腔的力有驱使气体膨胀的自身压力和电弧电子冲击力,另一方面,同时存在压缩气体空腔的炉料层压力和限制气体流动的阻力,当这两方面力平衡时,电弧空腔就有了稳定的形状和尺寸。

  如图5—2所示,硅铁矿中电弧空腔是白炽灯泡形,下大上小,成因可根据力平衡原理说明。在这种炉子中,散料的电阻率约为1012·cm,埋弧电阻率约为0.5n·cm,而熔体的电阻率约为1×10叫Q·cm。在这种条件下,电流基本由电极经熔体流至另一电极,在电极末端和熔体的气隙间产生电弧。硅铁熔炼是还原熔炼,产生相当数量的炉气,而散料层的松动性又差,容易崩料,所以电弧空腔相当大。电弧主要存在电极末端,空腔受电弧冲击推力的作用,把物料推开,所以空腔下部直径较大,呈灯泡形。

  并非电极埋入料层都产生电弧。显然,如果把电极插到硅铁熔体中,电流短路,就不能存在埋弧。这就指明,存在埋弧的一个重要条件是埋没电极的料层的导电性不能良好。

  并非所有电弧空腔都是灯泡形。在电极插在导电性不良的渣层中,例如冰铜熔炼炉,由于渣中气体量少,熔渣又有一定流动性,只可能在电极末端形成碗状空腔,并且电弧是短而分散而且闪烁不稳的许多微弧。气体沿电极上升,形成“气袋”。

  综上所述,产生埋弧的条件原则上和敞弧相同,即电极温度高到足以发射电子,电极附近电场强度大,足以加速电子而使气体电离。从后者派生一个条件,埋人电极的料层的导电性应较差。埋弧是受炉料层制约的电弧。埋弧的形状和尺寸随其制约条件而定。埋弧中靠电弧导电,靠电弧实现电热转换。但是,埋弧中的电弧闪烁,容易分散,难以稳定。

  开封市现代电炉有限公司是专业从事热处理炉窑设计、制造、现场安装调试的企业,主要生产各种大型燃气/油台车式热处理炉(燃气加热炉燃气退火炉)、燃气/油台车式锻造加热炉大型井式炉煤气发生炉及常规工业电阻炉五大系列产品。

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