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
流的冶炼设备而备受关注。 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
39消耗石墨电 极 1.0~1.3kg。 国 际 上 大 型 直 流 电 弧 炉 主 流 炉 容 为
100~150t, 使用?710mm 的大规格超高功率石墨电极。 由于直流
电弧炉只用1根电极, 电极外缘与炉壁是等距离, 抑制了炉壁的不
均匀熔蚀, 电流通过电极时在直径方向电流分布均匀 (无集肤效
应), 与交流炉相比, 可进一步采用大电流操作。 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。
单电极直流电弧炉, 当不存在偏弧时, 强大的电弧能量集中于
炉子中央。 因而熔化开始时能快速进行废钢穿井, 然后进行对称均
匀熔化, 不存在废钢熔残, 不损伤炉壁, 而使废钢迅速均匀熔化。
在熔池平坦期也不产生如交流电弧炉的炉壁热点。 由于直流电弧炉
特有的钢液搅拌效果, 加上泡沫渣操作, 直流电弧炉应该具有比交
流电弧炉更为优越的传热特性。