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炼钢炉生产厂家-直流电弧炉操作台生产厂家

整理发布:电弧炉厂家 更新时间  2022-11-09 21:40 阅读

炼钢炉生产厂家-直流电弧炉操作台生产厂家

 工业规模直流电弧炉1982年在西德投产,发展迅速,显示了技术上和经济上的优越性,如节能降耗,节约石墨电极、降低噪音和降低电网闪烁率等。它的炉体结构有待进一步改进。

直流电弧的形成与结构

  电弧是气体导电的现象之一,通常称为弧光放电(气体导电现象在物理学中称为气体放电)。气体放电还有其他现象,常见的有辉光放电、火花放电。弧光放电是一种自激放电,表现为低电压(可以只是几十伏),电流密度大(可达每平方厘米几百安培),连续放出耀眼的弧光,产生的热量多,温度高。

  电弧炉中电弧主要是热阴极发射电子所激起的气体(包括金属蒸气)导电现象。而气体导电必须电离产生带电的微粒,带正电的正离子、带负电的电子或负离子。电离子的气体所带正电量等于负电量,因此称为等离子体,而电弧也就称为电弧等离子体。

4000KVA中碳锰铁精炼炉2.jpg

热电子发射和气体电离

  将固体或液体阴极加热时,其中自由电子吸收了热能,电子动能增加,当电子动能增大 到足以克服其中正电荷的引力时,便逸出阴极表面向外发射,称热电子发射。热电子发射所需消耗的能量,称为电子的逸出功。逸出功以电子伏特为单位,leV相当于1个电子在电位差为1v的路程上移动所需的能量,其值等于1.59×10一’J。逸出功大小取决于材料的种类和表面情况等因素,例如当金属表面存在氧化物或其他杂质时,逸出功降低。

  阴极表面的热电子发射的电流密度(A/m2)


式中,A为与阴极材料有关的常数,对于纯金属,A=6×10。;T为阴极的**温度,K;W为阴极材料的逸出功,eV,在真空中大多数纯金属为3~4 5eV";k为玻耳兹曼常数,k=8 66×10一eV/K。

  由上式可看出,当明极材料一定时,阴极表面热电子发射的电流密度随着阴极温度的升高而急剧增加。因此,为产生电弧,阴极必须达到较高的温度,发射足够的热电子。

  要使气体电离,气体的中性分子必须离解为正离子、电子或电子附着分子或原子形成的负离子。气体中性分子要离解为正离子和电子,必然要消耗一定能量.此能量称为电离功。例如氲气电离功为15 7eV。

  在电弧炉中,一般由以下几方面原因引起气体电离:

     (1)、阴极发射电子所引起的碰撞电离。阴极因高温发射出来的热电子,在飞往阳极的途中-与气体分子相碰撞.使分子获得电离功而离解为正离子和电子,即中性分子变为带电的质点。

     (2)、热电离。在高温条件下,气体分子具有很大的动能,相互碰撞时,使分子获得能量而电离,称热电离。气体热电离方程为

  式中,r为热电离gi'~l起的气体电离度(已电离的分子数与原有全部分子数的比例);T为气体的温度。K:V为气体的电离电位v。

  该式说明.气体的热电离髓着**温度的升高而增大,由此式可求出其中气体在一定温度下的热电离度。

  (3)、光电离。原子吸收光线照射的能量,也有可能被激发至电离状态。但一般情况下.光电离不是气体电离的主要方式。

  (4)、电场引起的气体电离。在电场作用下,气体中电离出来的正离子、电子或负离子等带电质点,分别向正、负两极运动,井受到电场力的加速,动能增大,它们碰撞气体分子时,使分子电离t生成新的带电质点。这些新的带电质点同样受到电场力的加速作用分别向两极运动,在运动过程中碰撞气体分子.又引起新的电离。这称之为连锁电离过程。

  电场所引起的电离度.主要取决于电场强度以及质点的自由程。电场强度越大,电场力对带电质点所做的功越多.质点的动能越大,碰撞所引起的电离度就越高。自由程又与气体密度以及带电质点本身的体积有关。密度稀则自由程大.故气体在真空条件下电场引起的电离度较高。电子的体积远远小于离子,自由程较长,更容易使分子或原子电离。就是说.电场引起的气体电离中,电子起主要作用。

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