對于電弧爐,電路電阻R主要是短網的電阻,可認為是定值。電路電阻壓降可認為按 線性規(guī)律變化,如圖4-4中直線o/,它就是短網的伏安特性線,亦稱為電路電阻負載線,它 的方程是電極電壓 Ue=U~ IR (4-5) 短網伏安特性線和電弧靜態(tài)特性線的交點P稱為電弧爐靜態(tài)工作點,對應該點的電弧電壓 L/A等于電極電壓L7e,是平衡值,則對應該點的電流和電弧功率必定是穩(wěn)定值。換言之,此 點以外的其他點對應的電弧功率不是穩(wěn)定值。例如在P點左邊某點,大于UA,電壓過 剩,此過剩電壓AL7將促使電流增大,直到P點時才能停止。 電弧爐的伏安特性取決于爐子構造、被熔煉的物料和爐中氣氛,不隨工作電壓和外電阻 改變。工作電壓和外電阻可以根據需要選定或調整。 工作電壓一定時,改變弧長就改變了靜態(tài)工作點。通常電弧爐的電路電阻不大,爐子在 伏安特性曲線上升段工作,如圖4-4所示,增長弧長,工作點P將沿電路電阻壓降線向左 移,弧壓增高而弧流下降。 根據工藝要求和爐況,應用靜態(tài)伏安特性選擇爐子生產合宜靜態(tài)工作點,以求獲得最佳 效益。 靜態(tài)工作點包含三要素:弧長、弧壓和弧流。選擇靜態(tài)工作點就是確定三要素的數(shù)量, 主要目的是獲得熔煉需要的電熱功率。通常,首先考慮合宜的弧長;¢L過長,電弧不易穩(wěn) 定,并且容易發(fā)生弧光暴露,使爐襯過熱;¢L過短,電熱功率較小,而且容易發(fā)生電流短 路。大爐子和小爐子比較,弧長要長。同一爐子,精煉期的弧長要短,熔煉期較長。 弧長選定后,利用伏安特性曲線選定工作電壓和電流。工作點一般選在伏安特性的上 升段,可以獲得較大的電弧功率。根據所需的電弧功率確定電壓和電流的值。當然,工作電 壓應是電弧電壓和短網壓降之和。與小爐子比較,大爐子需求的電熱量大,它的工作電壓要 高電流要大。 對于同一類型的電弧爐,電弧電壓近似為 UA = a + bl (4-6) 式中,a與b為系數(shù),由實驗確定;/為弧長,mm。對于煉鋼電弧爐,a的值取決于電極 材料,碳與鋼液為22V,碳與堿性渣為9V,碳與酸性渣為30V;6為單位弧長壓降,V/mm, 熔化初期為10,熔化中期為3.8,精煉期為1.1,這反映爐溫高時\大UA降低。 以上討論的是靜態(tài)特性。實際爐中電弧功率有時是穩(wěn)定的,但往往是不穩(wěn)定的。不穩(wěn) 定電弧的伏安特性稱為動態(tài)特性,情況復雜,難以理論描述。但就爐子生產而言,應努力使 電弧功率穩(wěn)定,靜態(tài)特性指明了努力的目標,是研討問題的理論依據。
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