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冶金電弧爐是一種利用電能產生高溫電弧來熔煉金屬的設備，主要用于鋼鐵冶煉（特別是廢鋼回收）、合金鋼及特種金屬的生產。其核心原理是通過電極與金屬爐料之間的電弧產生熱量，使金屬熔化并完成精煉過程。以下是其工作原理的詳細說明：
一、電弧爐的主要結構
爐體
由耐火材料（如鎂碳磚）內襯的鋼殼構成，可承受高溫（電弧溫度可達3000~6000℃）。
爐體可傾轉，便于出鋼和排渣。
電極系統(tǒng)
通常為3根石墨電極，垂直懸掛于爐頂，可通過升降機構調節(jié)高度。
電極與金屬爐料之間形成電弧，作為主要熱源。
電源系統(tǒng)
通過變壓器將高壓電（如10~35kV）轉換為低電壓（200~400V）、大電流（數(shù)千至數(shù)萬安培）的電源，供給電極。
冷卻系統(tǒng)
爐壁、爐蓋等部位設有水冷裝置，防止高溫損壞。
二、工作過程
1. 裝料
原料：以廢鋼為主，可加入鐵合金、造渣劑（石灰、螢石等）調整成分。
裝料方式：爐蓋移開，通過吊車或加料籃將原料裝入爐內。
2. 起弧與熔化
通電起弧：電極下降至接近金屬料表面，通電后形成電弧。電弧通過電離空氣或爐氣產生高溫，直接加熱金屬。
熔化階段：電弧的高溫（>3000℃）迅速熔化廢鋼，形成熔池。過程中電極，高度自動調節(jié)以保持穩(wěn)定電弧。
3. 氧化精煉
吹氧：向熔池中吹入氧氣，氧化雜質（如碳、硅、磷、硫），生成CO氣體和氧化物爐渣。
造渣：加入石灰等造渣劑，與雜質氧化物結合形成液態(tài)爐渣，覆蓋在鋼水表面，防止氧化和熱量散失。
4. 還原精煉（可選）
調整鋼液成分，加入合金元素（如錳、鉻）或脫氧劑（如鋁、硅鐵），去除殘留氧和硫。
5. 出鋼與排渣
出鋼：爐體傾轉，鋼水經出鋼口流入鋼包，進入后續(xù)連鑄或模鑄工序。
