直流电弧炉底电极的设计与应用

本文由电工学、传热学及触针风冷底电极特点，推导出触针底电极根数、直径与最大直流电流的关系式，结合上钢五厂１０ｔ直流电弧炉底电极的设计，说明关系式的应用、注意事项以及底电极冷却所需气体量的确定等。底电极尺寸确定过程虽然是以触针风冷底电极为例，但同样适合于棒式水冷电极尺寸的确定。     

直流电弧炉几种型式炉底电极的比较与评价

从安全、导电、绝缘、搅拌、偏弧、炉子吨位，冷却方式与允许电流密度，砌筑与维修方式，起动方式，炉底电极寿命及费用等十几个方面对直流电弧炉不同型式炉底电极进行了综合比较与评价，指出每种型式炉底电极都各有优点和缺点，绝对肯定或否定哪种型式都不恰当，用户可以根据自己的认识与工厂的实际情况选择合适的炉底电极型式。对我国直流电弧炉的发展提出了几点建议。     

直流电弧炉的炉底电极

介绍了当今世界直流电弧炉的四种炉底电极形式，叙述了其结构特点。     

直流电弧炉钢棒式底电极热状态数值模拟

 采用Fluent软件和文献建立的二维传热模型,对底电极稳态和非稳态的传热过程进行了数值模拟。计算中考虑了底电极物性随温度的变化、空气隙的等效对流换热系数、底电极内部电磁力和焦耳热的影响等,并采用UDF函数加以实现。通过数值模拟,研究不同底电极结构、电流强度以及绝热/绝缘材料熔损对底电极热状态的影响。计算得到的冷却水进出口温差随冶炼时间的变化与现场实测结果吻合,进一步验证了所建模型和参数选择的合理性。计算结果表明,底电极周围绝热/绝缘材料熔损和电磁力对底电极的热状态和熔化深度起着重要的作用。     

直流电弧炉底电极的结构型式

世界上直流电弧炉的发展异常迅猛,我国也开始了直流电弧炉的建设。直流电弧炉与交流电弧炉的最大差别,除供电系统多一套可控硅整流装置外,电炉本身的不同就只有炉底结构的区别了,不同的直流电弧炉的形式也是指炉底电极的型式,本文主要介绍底电极的型式。     

直流电弧炉钢棒式底电极传热与流动数学模型

 为了深入了解直流电弧炉水冷钢棒式底电极的传热过程，根据底电极的炉底结构结合相应的边界条件，建立了基于流动的二维轴对称固液相变传热数学模型。推导了考虑水冷铜套和电极之间空气隙影响的等效对流换热系数以及通电时的径向和轴向电磁力方程。模型中考虑了底电极从固态300 K到液态2 000 K过程中钢的物性的连续变化。利用所建模型，可以数值模拟直流电弧炉单炉冶炼、双炉冶炼的非稳态传热过程以及考察计算参数和结构改变影响的稳态传热过程，为改善电弧炉的安全性、提高工作效率提供理论依据。     

直流电弧炉水冷钢棒式底电极熔损机制的数值模拟

直流炉作为炼钢电弧炉最初的型式,在上世纪80年代中后期才开始进入真正的工业应用并被大规模建造.随后在实践中逐渐发现和证实了直流炉所存在的问题,例如底电极问题,这使得人们对其优越性产生了怀疑.作为四种主要的底电极型式之一,水冷钢棒式底电极自发明以来已经历了超过20年的使用实践.然而,就作者看来,迄今为止仍未获得关于水冷钢棒式底电极熔损机制的科学认识.为解决这一复杂的问题,作者建立起一套完备的数学模型.在该模型中,首次耦合了传热与流动,特别地发现并引入了电磁效应的影响,还建立起钢棒与铜套间隙效应的估算方法,因而得以解释所观察到的实际现象.计算结果表明电磁力的轴向分量是驱动电极孔穴内流动的基本因素,而焦耳热并不占冷却水带走热量之主要部分.计算和分析得到了一个重要结论,即改变底电极直径会产生一种两面效应.因此提出了一种底电极的变直径结构,预计该结构在改善底电极热状态方面会带来明显的效果.     

电弧炉炼钢技术若干问题的实践与认识(1)

简要评述了近20年来电弧炉炼钢技术的发展趋势并将其归纳为4个方面,即改进供电系统、多元化的能量利用技术、主原料多样化及加强环保措施.基于宝钢的实践与认识,讨论了直流电弧炉的某些技术点,包括电能质量、电极消耗及底电极技术等,特别就近期直流电弧炉受冷遇的原因作了较详细的分析.     

NKK的直流电弧炉的特点

日本NKK公司获得西德MAN/GHH的许可开发了NKK直流电弧炉。该电弧炉的底电极包括许多穿过炉底耐火材料的称为“接触柱”的圆钢，其底部固定在圆盘形的导电板上。电流从辅助导线经导电板流到接触柱，又经炉内的废钢钢水流到墨电极。接触柱的底部通过底板和导电板之间的风机有效地进行空气冷却。     

单电极直流矿热炉底电极及炉膛砌筑的改进

我厂新建一座1800kVA直流矿热炉在投产运行时，达不到设计要求，使产品质量下降，单耗明显上升，对此问题进行分析，认为是底电极及炉膛砌筑问题，并提出了改进措施，取得了良好的经济效益。     

直流电弧炉底阳钢棒温度的变化及其对套砖的影响

根据热传递原理，原阳极钢棒的温度分布进行了分析，从而揭示了电流密度和溶池温度对阳极钢棒温度的影响。还根据钢棒温度曲线和套砖的材质，分析了钢棒的熔化深度与套砖材质、溶池钢液的温度和电流密度的关系。据此要求底电极套砖应具有非常好的抗热震性和抗侵蚀性，并且以不增加钢棒的溶化深度为宜，电流密度最好在６００ｋＡ／ｍ＾２以下，才能提高底电极的安全性和使用寿命。     

提高30t直流电弧炉底电极寿命的措施

介绍30t直流电弧炉底电极特性,从打结料、打结工艺、维护等方面采取提高其寿命的措施。     

新型直流电炉底电极

介绍了一种新型的直流电炉底电极结构,实践证明这种装置容易制作,造价低,运行安全可靠.     

直流电弧炉底阳极钢棒温度的变化及其对套砖的影响

根据热传递原理，对阳极钢棒的温度分布进行了分析，从而揭示了电流密度和熔池温度对阳极钢棒温度的影响。还根据钢棒温度曲线和套砖的材质，分析了钢棒的熔化深度与套砖材质、熔池钢液的温度和电流密度的关系。据此要求底电极套砖应具有非常好的抗热震性和抗侵蚀性，并且以不增加钢棒的熔化深度为宜，电流密度最好在６００ｋＡ／ｍ２以下，才能提高底电极的安全性和使用寿命     

直流电弧炉的最近进展

综述直流电弧炉最近进展的３个主要特点：容量迅速扩大及台数激增；技术经济优势与经济效益进一步发掘；底电极结构不断更新。     

直流电弧炉的特性,构造和展望

直流电弧炉冶炼是当今世界各国竞相研究开发的一项新技术,本文根据世界各大公司直流电弧炉开发的现状,着重阐述了直流电弧炉的特点、炉底电极构造和电力输入,并结合国内现状谈了自己的体会。     

电极扁钢孔型设计的探讨

按照技术要求，结合生产现场实际情况，用150 mm×330 mm矩形坯轧制120 mm×245 mm规格电极扁钢，设计第1道次采用立轧孔，成品再前孔采用1.0 mm凹底的立轧孔，成品孔配以2 mm的下压力，侧壁斜度4.6%，解决了产品倒角、侧边垂直度以及扭曲、弯曲等问题，过钢量20000 t，产品质量良好。     

60 t直流电弧炉底电极的维护

大冶特殊钢公司引进的６０ｔ超高功率ＡＢＢ型ＤＣ炉于１９９７年底建成,在试生产过程中,多次发生炉底电极局部过热影响冶炼的情况,分析并找出原因,对保证电炉正常低耗运行有着极为现实的意义。１工艺状况１．１直流电炉技术参数装料次数／次２～３出钢重量／ｔ５８出...     

超高功率直流电弧炉水冷钢棒型底电极冷态接长技术的研究

主要介绍了超高功率直流电弧炉水冷钢棒型底电极冷态接长技术，通过采用该技术以延长炉底寿命，从而达到充分利用炉底耐材、提高炉龄，减少炉修时间、提高产能，降本增效的目的。     

50吨UHP交流电弧炉增产降耗工艺实践

论述了莱钢50吨UHP交流电弧炉增产降耗所采取的主要工艺技术措施，并对其进行了分析和讨论，其中包括泡沫渣操作、强化用氧、铁水热兑、炉底吹氩、供电曲线与电极调节优化等。