کاربرد اصلی دانش کوره قوس الکتریکی UHP

فوق العاده قدرت کوره های قوس الکتریکی به طور عمده از قوس ها برای گرم کردن و ذوب فولاد قراضه استفاده می کنید. به اصطلاح قوس به نوعی تخلیه بین کاتد و آند اشاره دارد که یونها را با خصوصیات ولتاژ کم ، جریان بالا و چگالی انرژی بالا تولید می کند. در ستون قوس ، با افزایش انرژی داخلی ، برخی از مولکول ها به اتم ها جدا می شوند و سپس پس از هیجان برای تشکیل پلاسما ، یونیز می شوند. پلاسما با جامد ، مایع و گاز متفاوت است ، متعلق به حالت چهارم ماده است.

دمای هر قسمت از قوس در نقطه کاتد 3500-4000 است. بالاترین میزان 15000-20000 در نزدیکی کاتد است. هرچه بیشترین حدود 6000 ℃ خارج از ستون قوس باشد و هرچه به قسمت داخلی نزدیکتر باشد ، درجه حرارت بالاتر می رود. قوس AC با قوس DC متفاوت است زیرا ولتاژ و جهت تغییر جریان آن دو بار در هر چرخه ، یعنی از منبع تغذیه 50 هرتز استفاده می شود.

هنگامی که جریان کاهش می یابد ، ذرات بارگذاری شده در ستون قوس و حالت پلاسما از بین می روند. قوس می تواند با ولتاژ معکوس اضافی و جریان ادامه یابد تا این حالت پلاسما ناپدید شود. قوس AC خاموش از قوس DC آسان تر است و عوامل اصلی که می توانند قوس را تثبیت کنند عبارتند از: جریان بالا ، قوس کوتاه ، درصد واکنش بزرگ و فرکانس قدرت بالا. هرچه جریان گاز کوره کمتر باشد ، قوس پایدار تر است. هرچه فشار گاز کوره بیشتر قوس بیشتر باشد ، قوس پایدار تر خواهد بود. وجود سرباره همچنین می تواند پایداری قوس را بهبود بخشد. هرچه تحت تأثیر میدان مغناطیسی خارجی باشد ، قوس پایدار تر خواهد بود.

1. قوس کوره قوس الکتریکی

قوس الکتریکی منبع گرما در کوره قوس الکتریکی است که شرایط حرارتی موجود در کوره را تعیین می کند. با توجه به ویژگی های خود قوس ، ویژگی های الکتریکی تجهیزات کوره قوس الکتریکی را تعیین می کند. این به نوبه خود تمام جنبه های فولاد کوره قوس الکتریکی را تعیین می کند.

قوس یک پدیده تخلیه گاز است. هنگامی که ولتاژ خاصی بین دو الکترود اعمال می شود ، گاز می تواند خود را تخلیه کند ، و در عین حال ، گاز بین این دو الکترود یونیزه می شود ، و تعداد زیادی از ذرات شارژ شده - الکترون های آزاد و یونهای مثبت ظاهر می شوند و یک رسانا نیز ظاهر می شود. کانال بین الکترودها ظاهر می شود و چگالی جریان به چندین Ka/cm2 می رسد ، دمای گاز به چند هزار درجه سانتیگراد می رسد.

2. شرایط احتراق پایدار قوس الکتریکی

با توجه به ماهیت منبع تغذیه ، قوس ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد: قوس های DC و قوس های AC. بیشتر قوس های مورد استفاده در کاربردهای صنعتی قوسهای AC هستند. ولتاژ و جریان یک قوس AC ایده آل ، شکل موج سینوسی و بزرگی و قطبیت ولتاژ و تغییر جریان به صورت دوره ای با زمان است.

به منظور اطمینان از احتراق قوس ، علاوه بر تعداد مشخصی از ذرات بارگذاری شده ، یک میدان الکتریکی با استحکام خاص نیز بین صورتهای انتهایی دو الکترود نیز لازم است ، یعنی باید یک ولتاژ قوس وجود داشته باشد اندازه خاص ولتاژ که در آن قوس شروع به سوزاندن می کند ، ولتاژ شروع یا ولتاژ شروع می شود. بعد از اینکه ولتاژ خارجی بیش از حداکثر مقدار است ، شروع به کاهش می کند. هنگامی که ولتاژ قوس به یک مقدار مشخص کاهش می یابد ، قوس خاموش می شود و ولتاژ در این زمان ولتاژ خاموش قوس نامیده می شود. با توجه به تأثیر دمای قوس ، ولتاژ قوس کمی بزرگتر از ولتاژ خاموش قوس است. برای یک قوس AC با قدرت بالا ، در لحظه انقراض قوس ، دمای ناحیه قوس به طور قابل توجهی کاهش نمی یابد ، و می توان تقریباً در نظر گرفت که ولتاژ قوس برابر با ولتاژ انقراض قوس است.

اگر واکنش x = o در مدار خارجی باشد ، جریان قوس و ولتاژ قوس در فاز است. هنگامی که ولتاژ خارجی U کمتر از ولتاژ قوس است ، قوس خاموش می شود و جریان آن 0 است. می توان از محور افقی زمان مشاهده کرد که مدت زمان قبل و بعد از ولتاژ منبع تغذیه از 0 عبور می کند: 00 در این زمان ، قوس خاموش شده است ، که منبع احتراق ناپایدار قوس AC است. برای خاموش کردن قوس ، القاء خاصی در مدار مورد نیاز است ، یعنی اختلاف فاز باید بین جریان قوس و ولتاژ منبع تغذیه حفظ شود.

قطب قوس AC در هنگام احتراق به سرعت تغییر می کند. هنگامی که از الکترود گرافیت به عنوان کاتد در نیم چرخه منفی استفاده می شود ، دارای یک نقطه کاتد نسبتاً پایدار است که به راحتی می توان یک قوس پایدار را تشکیل داد. در مقابل ، هنگامی که در چرخه نیمه مثبت قرار دارد ، نقطه کاتد به دلیل بخار خارج شده از استخر مذاب کاتد با سرعت بالایی در سطح فولاد مذاب قرار دارد. چرخش ، شکل قوس نامنظم می شود. علاوه بر این ، در دوره ذوب ، به دلیل وجود فولاد سرد ، قوس به طور مداوم از یک بار به دیگری می پرید و ولتاژ قوس و شکل های موج فعلی به شدت و به طور نامنظم نوسان می کند. تمام شرایط فوق منجر به بی ثباتی قوس در شرایط عملیاتی می شود. تغییرات شدید قوس AC در حین کار باعث می شود که موج ولتاژ جریان قوس و ولتاژ قوس به طور جدی تحریف شود ، که منجر به تولید یک سری هارمونیک های مرتبه بالا و کاهش کیفیت منبع تغذیه شبکه برق می شود.

3. قوس الکتریکی در کوره قوس ساخت فولاد

اگر کوره فولاد سازی یک قوس با قدرت بالا باشد ، واکنش در مدار خارج از قوس باید بر این اساس از بزرگی کافی برخوردار باشد. این برای تحقق شرایط مدار است ، به طوری که جریان قوس از اندازه مشخصی برخوردار است.

در کوره قوس الکتریکی فلزی سه فاز ، هر قوس فاز تحت تأثیر میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط قوس های دو فاز دیگر قرار می گیرد ، بنابراین توسط نیروی الکترومغناطیسی به سمت بیرونی انتهای الکترود نزدیک به روکش کوره منتقل می شود. ، که قوس می وزد. با توجه به وجود اثر دمنده ، زاویه بین ستون قوس و سطح فلز به 45 درجه -75 درجه کاهش می یابد. اگر جریان هوا با دمای بالا ، یعنی پر کردن قوس ، به سمت دیواره کوره عجله کند و ذرات مانند فلز ، سرباره و گرافیت را با سرعت بالا پرتاب کند ، یک نقطه داغ روی دیواره کوره بالای خط سرباره در نزدیکی قوس تشکیل می شود. به دلیل بالاترین بار گرما در اینجا ، بیشترین حمله شیمیایی نیز هست.

جریان جریان الکتریکی از طریق فولاد مذاب یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند و باعث می شود فولاد مذاب باعث تحریک شود. در یک کوره برقی با قدرت بالا ، حدود 20 ٪ -30 ٪ از گرمای قوس با این اثر همزن به فولاد مذاب منتقل می شود و فولاد مذاب در هر دقیقه حدود 9 ٪ از کل وزن را به خود اختصاص می دهد.