1.3国内外电弧炉技术的发展

1.3.1超高功率电弧炉技术

1964年，美国Schwabe和Robinson提出了超高功率的概念。超高功率电弧炉具备如下特征：

(1)高的单位功率(吨钢配置的变压器容量)水平；

(2)高的电弧炉变压器最大功率利用率和时间利用率；

(3)高的电效率和热效率；

(4)低的电弧炉短网电阻和电抗，且短网电抗平衡

1.3.2电弧炉炼钢合理供电技术

超高功率电弧炉炼钢过程中合理的电气运行制度是最基本的工艺制度之一。合理的电气运行制度，是顺利操作的基础，有助于缩短冶炼周期，降低电耗、电极耗损和耐火材料侵蚀，取得良好的节能降耗效果。

1.3.3导电横臂技术

将传统的电炉横臂和导线合为一体，使之起支撑电极作用和导电作用的新型横臂[4]。

1.3.4电弧炉电极自动控制技术

电弧炉是以电能为主要热源的冶炼装备，电极调节系统是电弧炉炼钢过程不可缺少的基本装备，电极控制系统先后有以下几代形式：机械控制、液压控制、液压—气动联合控制、电极自动调节器、微机控制及神经网络。

1.3.5直流电弧炉技术

直流炼钢电弧炉结构的特点是只有1根炉顶石墨电极和相应的炉底电极。直流电没有集肤效应和邻近效应，因此在石墨电极和导电体截面中电流的分布是均匀

的，从而可以减少这些部件的尺寸和重量。全部电流都要通过炉顶中心的单电极，为此应用电流密度大的超高功率石墨电极。大型可控直流电源和炉底电极是直流炼钢电弧炉最关键的技术。直流电弧炉有如下特点：

(1)石墨电极消耗大幅度降低；

(2)电压波动和闪变小，对前级电网的冲击小；

(3)只需一套电极系统，可使用与三相交流电弧炉同直径的石墨电极；

(4)缩短冶炼时间，可降低熔炼单位电耗5%～10%；(5)噪音水平可降低10～15dB；

(6)耐火材料消耗可降低30%；

(7)金属熔池始终存在强烈的循环搅拌。

1.3.6泡沫渣技术

泡沫渣技术适用于大容量超高功率电炉，在电弧较长的直流电炉上使用效果更为突出。泡沫渣可使电弧对熔池的传热效率从30%提高到60%；电炉冶炼时间缩短10%～14%；冶炼电耗降低约22%；并能提高炉龄，减少炉衬材料消耗。电极消耗减少2kg/t以上，因而使得生产成本低，同地也提高了生产率，也使噪音减少，噪声污染得到控制。

1.3.7电弧炉偏心炉底出钢技术

为实现无渣出钢，1974年德国蒂森公司首先采用了电弧炉炉底中心出钢技术，后来发展为偏心炉底出钢技术(EBT)[5]。偏心炉底出钢与传统电弧炉出钢槽出钢相比具有如下优点：

(1)炉内能保留98%以上的钢渣，有利于下一步炉料的熔化和脱磷，生产率可提高15%左右；

(2)出钢时，电炉倾动角度小于15°(传统电炉为40～45°)，允许炉体水冷炉壁面积加大，吨钢耐火材料消耗可降低25%；短网长度较短，阻抗降低8%左右；

(3)出钢时钢液垂直下降，呈圆柱形流入钢包，缩短与空气接触的路径，钢液的温降减少，出钢温度可降低25～30℃，相应节电20～25kW·h/t，并使钢液的二次氧化减少；

(4)偏心炉底出钢有利于钢液的纯净度提高，夹杂物的含量减少，钢液脱硫效率提高，并能防止钢液回磷。

1.3.8电弧炉底吹搅拌技术

在电炉安装喷嘴或透气砖，将气体(惰性气体、氧气或天然气等)吹入炼钢熔池，加强钢液的搅拌，提高电弧炉冷区热量的传递速率，促进熔池温度和成分的均匀化，加快炉内反应进行速度。