一分钟了解电弧炉炼钢的兴起与发展

1900年Paul Heroult发明了电弧炉是近代炼钢电炉的起源，电弧炉炼钢使用过炭质电极、天然石墨电极，后来主要用人造石墨电极（简称石墨电极）为导电材料，也是现代电炉炼钢工业不可缺少的耐高温导电材料。石墨电极生产与电炉炼钢有着密切的联系，电弧炼钢炉的不断革新对石墨电极品种的增加、理化性能的提高起到促进作用。

1960年下半年美国W.E.Schwabe博士主张电炉配备大容量变压器，和通常的电弧炉比较，由于投入了高密度的电能，生产率上升，电炉炼钢正式走向大型化。

1971年日本大同特殊钢公司开发了炉外精炼法，将电弧炉炼制的功能分在两台电炉中进行，即熔化炉和精炼炉。随后，由于钢包精炼的普及，在钢包内可以加热，将还原期移到了LF（气体搅拌）、ASEA-SKF(感应搅拌)等钢包精炼炉上，这样的结果是电弧炉仅仅用来进行熔化和氧化精炼。因此，目前国内外许多转炉炼钢厂也添置了钢包精炼设备，搞起了炉外精炼，进行化学成分及温度的精确稠整。

钢包精炼炉也需要使用高功率或超高功率石墨电极，由于每炉精炼操作时间较短，一般也不吹氧，因此多数精炼炉消耗电极较少，每吨钢只消耗石墨电极1kg左右。同样功率的电弧炉，使用的石墨电极直径有所不同，电极单耗也有差别。

1980年国外钢铁工业把炼钢电弧炉按每吨炉容的变压器容量分为3类：普通功率电炉（RP炉）、高功率电炉（HP炉）和超高功率电炉（UHP炉）。1980年以后建成的大型电弧炉，其变压器容量都在550 kVA/t以上。一部分新建的炼钢电炉的单位炉容的变压器容量达到800 kVA以上，个别电炉达到1000-1200 kVA。电炉炼钢扩大每吨炉容的变压器容量，使用HP、UHP操作技术后，输入电功率高，缩短了冶炼时间。但因初期是大电流短弧操作，石墨电极的消耗量上升和冷点残存冷钢，所以经济效果受到一定限制。

交流电弧炉大功率化通常会发生电网冲击故障，制约了其进一步大型化。而直流电弧炉能减轻电网冲击的故障，作为能输入大电流的冶炼没备而倍受关注。由于直流炉的变压器功率是交流炉的2倍，使通常输入大电流的困难变得容易。直流电弧炉的特点是可以用1根石墨电极（作为阴极）代替交流炉的3根石墨电极，炉底也有电极（阳极），但炉底不是使用石墨电极。直流电弧炉的石墨电极消耗比交流电弧炉低得多，约为交流炉的40%-60%，每吨钢消耗石墨电极1.0-1.3 kg。大电流操作要求石墨电极具有高的抗热震性能、低电阻率和热膨胀系数。直流电弧炉对石墨电极的理化性能提出更加苛刻的要求。