Hình thành và cấu trúc của lò cung điện DC

Lò hồ quang điệnlà một lò điện sử dụng hệ thống sưởi điện của vòng cung điện đến kim loại smelt. Trong lò hồ quang điện, có một hoặc nhiều cung điện. Bằng hành động xả hồ quang, năng lượng điện được biến thành năng lượng nhiệt để cung cấp nhiệt cần thiết để làm nóng các vật liệu luyện. Do nhiệt độ hồ quang cao, công suất chuyển đổi nhiệt điện lớn, hiệu suất nhiệt điện cao và dễ dàng kiểm soát khí quyển lò và hoạt động lò, lò hồ quang điện được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, đặc biệt thích hợp để nấu chảy vật liệu chịu lửa và vật liệu tiên tiến.

Phân loại lò đốt phía dưới lò lửa lò đốt

Lò cung điện được sử dụng trong công nghiệp được chia thành ba loại. Loại đầu tiên là lò cung điện trực tiếp. Trong loại lò cung điện này, hồ quang xảy ra giữa điện cực và điện tích tan chảy, và phí được làm nóng (trực tiếp) bằng cách tiếp xúc của vòng cung. Loại lò hồ quang điện này chủ yếu bao gồm lò luyện thủy bằng thép ba pha, lò cung điện DC và lò không tiêu thụ chân không. Loại thứ hai là lò cung điện gián tiếp. Trong loại lò điện này, hồ quang xảy ra giữa hai thanh điện cực đặc biệt và điện tích chỉ được làm nóng bằng truyền nhiệt (gián tiếp) của vòng cung. Loại lò hồ quang điện này chủ yếu được sử dụng để luyện kim đồng và hợp kim đồng, nhưng nó đã được thay thế bằng các lò luyện kim khác vì những bất lợi của nó như tiếng ồn cao và chất lượng nấu chảy kém. Loại thứ ba là lò hồ quang ngập nước.

Hình thành và cấu trúc của lò nhiệt điện DC

ARC là một trong những hiện tượng dẫn khí, thường được gọi là xả cung (hiện tượng dẫn khí khí được gọi là xả khí trong vật lý). Có những hiện tượng khác trong xả khí, chẳng hạn như xả phát sáng và xả tia lửa. Xả hồ quang là một chất thải tự kích thích, được đặc trưng bởi điện áp thấp (chỉ hàng chục volt), mật độ dòng cao (lên đến hàng trăm amps trên mỗi centimet vuông), giải phóng liên tục ánh sáng hồ quang rực rỡ, nhiệt độ cao và nhiệt độ cao hơn.

ARC điện trong lò hồ quang điện chủ yếu là hiện tượng dẫn khí của khí (bao gồm cả hơi kim loại) bị kích thích bởi các electron phát ra bởi cực âm nóng. Lối dẫn khí phải ion hóa để tạo ra các hạt tích điện, các ion dương tính tích cực, các electron tích điện âm hoặc các ion âm. Số lượng điện tích cực mang theo khí của các ion điện bằng với số lượng điện âm, do đó nó được gọi là plasma, và vòng cung còn được gọi là plasma hồ quang.

Trong lò hồ quang điện, ion hóa khí thường gây ra bởi các lý do sau:

1. ion hóa va chạm do các electron phát ra từ cực âm. Các electron nóng phát ra từ cực âm do nhiệt độ cao va chạm với các phân tử khí trên đường đến cực dương, do đó các phân tử có được công việc ion hóa và phân tách thành các ion dương và electron, đó là các phân tử trung tính trở thành các hạt tích điện.

2. ion hóa nhiệt. Ở nhiệt độ cao, các phân tử khí có động năng tuyệt vời. Khi va chạm với nhau, các phân tử có được năng lượng và ion hóa, được gọi là ion hóa nhiệt.

3. Quang lại. Năng lượng được chiếu xạ bởi ánh sáng hấp thụ nguyên tử cũng có thể được kích thích đến trạng thái ion hóa. Nhưng nói chung, quang hóa không phải là cách chính của ion hóa khí.

4. ion hóa khí gây ra bởi điện trường. Dưới tác dụng của điện trường, các hạt tích điện như các ion dương, electron hoặc các ion âm ion hóa từ khí di chuyển tương ứng với các cực dương và âm, và được đẩy nhanh bằng lực điện trường, và động năng tăng lên. Khi chúng va chạm với các phân tử khí, các phân tử ionize T để tạo ra các hạt tích điện mới. Những hạt tích điện mới này cũng được đẩy nhanh bằng lực điện trường và di chuyển về phía cực tương ứng. Trong quá trình di chuyển, chúng va chạm với các phân tử khí và gây ra ion hóa mới. Đây được gọi là một quá trình ion hóa chuỗi.

Mức độ ion hóa gây ra bởi điện trường chủ yếu phụ thuộc vào cường độ của điện trường và đường dẫn miễn phí của hạt. Sức mạnh điện trường càng lớn, lực điện trường càng nhiều làm việc với hạt tích điện. Năng lượng động năng của hạt càng lớn, mức độ ion hóa gây ra cao hơn do va chạm. Đường dẫn miễn phí cũng liên quan đến mật độ khí và thể tích của chính hạt tích điện. Nếu mật độ mỏng, đường dẫn tự do lớn. Do đó, mức độ ion hóa khí gây ra bởi điện trường cao dưới chân không. Khối lượng electron nhỏ hơn nhiều so với các ion, đường dẫn miễn phí dài hơn và dễ dàng hơn để ion hóa các phân tử hoặc nguyên tử. Nói cách khác, các electron đóng vai trò chính trong ion hóa khí gây ra bởi điện trường.

Cần chỉ ra rằng trong vòng cung, một mặt, có quá trình ion hóa của các phân tử trung tính khí phân tách thành các ion dương và điện tử, mặt khác. Có quá trình tái tổ hợp các ion dương nắm bắt các electron và gộp vào các phân tử trung tính. Trong một số điều kiện nhất định, hai quy trình sẽ đạt đến trạng thái cân bằng động và duy trì một mức độ ion hóa nhất định.