电弧炉与直流电弧炉的发展史概述

        如果追溯电弧炉的起源，距今已有一百多年。开始阶段主要是以直流电弧炉为主，但是由于受到当时加工制造水平和电源能力的约束，电弧炉的发展和普及受到了限制，只是在小型和实验型电弧炉上得以应用。1899年三相交流电弧炉问世后，相应的配套技术迅速发展，电弧炉炼钢得以广泛普及。至今为止，三相交流电弧炉仍然占据着电弧炉炼钢的主导地位。
        但是，由于交流供电本身固有的缺陷，如电弧稳定性差，电网电压闪变，三相负荷不均衡等问题，一直没有找到根本的解决办法。并且，随着大型高功率电弧炉的发展，这一问题显得尤为突出。为了保护  电网的安全，提高电网的供电质量，人们不得不花费大量的财力和精力，采用（无功）功率补偿的方式，来缓解上述问题。
         20世纪70年代以后，随着大功率直流电源设备制造技术能力的加强，特别是随着大功率晶闸管整流应用技术的进步和普及，为直流电弧炉技术的研究和发展提供了有利条件。同时，由于电弧炉炼钢工艺和相应配套技术的迅猛发展（如偏心底出钢技术、强供氧冶炼技术、泡沫渣冶炼技术等电冶金工艺及装备技术的日趋成熟），也使直流电弧炉炼钢的优势和特点得到了充分的体现。20世纪80年代以后，采用直流电弧技术的炼钢炉越来越多。仅十来年的时间，世界各地就新上或改造了50t以上的大型直流电弧炉七十多座。
         我国直流电弧炉技术发展较晚，20世纪90年代初期开始起步，先是以试验型电弧炉和中小型交流电弧炉改造为主。其目的主要是研究分析和为以后大中型直流电弧炉的上马提供技术数据和决策依据，如上钢五厂试验车间的3t电炉改造、首特一炼的I5t电炉改造、重钢三炼的10t电炉改造等。作者本人曾经参与了上述直流炉技术的研发和改造工作。改造后的技术统计数据确实令人兴奋，增强了企业决策层进行大型直流电弧炉建设的信心和决心。此后，我国先后又建设投产了多座大中型直流电弧炉，如成都无缝钢管公司的30t、首钢特钢公司的40t、上钢三厂的100t、兰州钢厂的70t、上钢五厂的100t、宝钢公司的150t、大冶特钢的70t、长城特钢的100t和苏兴特钢的100t等直流电弧炉。但是，由于受到当时设计制造能力问题的限制，50t以上的大型直流电弧炉基本都为国外公司制造。
        从目前总体的发展形势来看，三相交流电弧炉和宜流电弧炉各有利弊，旗鼓相当。直流电弧炉需要注意的问题是：偏弧现象的治理和底阳极技术的选择与完善，以及如何降低设备的维护成本。而交流电弧炉急需解决的主要问题是：如何能够降低生产消耗指标和有效并且低成本地完成供电系统的谐波治理。预计交流电弧炉与直流电弧炉齐头发展的形势还会持续很长一段时间。电弧炉工程的决策者在“交流”和“直流”两者之间如何选择？这需要在明确企业自身条件、特点和工程目标以及实际要求的基础上，对交流电弧炉和直流电弧炉的特点有一个清晰全面的了解，通过仔细分析对比，权衡利弊之后再做出选择。