电弧,电弧炉原理
电弧,一种神奇的能量形式,它不仅是工业生产中的得力助手,更是科学研究的瑰宝。电弧炉,作为电弧技术的典型应用,其原理和组成设备至关重要。下面,就让我们深入解析电弧炉的原理和组成设备。
最小电压原理
在电弧炉内,弧柱在稳定燃烧时,具有使自身能量消耗最小的特性。当电流和电弧周围条件一定时,稳定燃烧的电弧将自动选择一个确定的导电截面,使电弧的能量消耗最小。此时,电弧长度为定值,电场强度的大小即代表了电弧产热量的大小。能量消耗最小时的电场强度最低,即在固定弧长上的电压降最小。
电弧炉气氛控制
在电弧炉内,可以通过造渣将炉内气氛控制到呈弱氧化性甚至还原性。电弧炉内合金成分烧***较少,加热过程比较容易调节。尽管电弧熔炼需要消耗大量的电能,但工业上仍然用这种方法来熔炼各种高级合金钢。
直接加热式真空电弧炉熔炼法
直接加热式真空电弧炉熔炼法主要用来熔炼钛、锆、钨、钼、钽、铌等活泼和高熔点金属以及它们的合金。这种熔炼方法在真空条件下进行,能有效防止金属的氧化和污染,保证金属的纯度。
坩埚外绕制线圈,通以直流电或交流电,产生轴向磁场,压缩弧柱,使之不散乱,维持电弧正常放电,称为稳弧线圈。交流磁场并可减弱设备固有磁场不对称的不良影响。
电弧的产生原理
电弧的产生原理是由于两个电极之间电场强度足够大时,气体分子会被离子化而形成等离子体,进而在电极之间形成通路。电弧过程分为起弧、维持弧和熄弧三个阶段。
电弧炉的组成设备
电弧炉的组成设备主要包括炉用变压器、电弧炼钢用变压器等。电弧炼钢用变压器应能按冶炼要求单独进行电压电流的调节。
电火花加工机床进行电火花加工时,工具电极和工件分别接脉冲电源的两极,并浸入工作液中,或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给,当两电极间的电场强度达到临界值时,空气中的气体分子会被离子化形成等离子体。
电弧炉类型
电弧炉按电极材料分为非自耗电极式电弧炉和自耗电极式电弧炉。非自耗电极式电弧炉使用钨或石墨等作电极,熔炼过程中电极本身不消耗或消耗很少;自耗电极式电弧炉使用被熔炼的金属作电极,金属电极边熔化、边自身消耗。
电弧的产生和维持条件
电弧的产生和维持的重要条件之一是必须使两电极间的气体呈现导电性,即气体电离。气体电离可以通过多种方法实现,如使用电弧、激光、紫外线等。