随着电弧炉的大型化和超高功率化, 所配变压器额定功率愈来
愈高, 矛盾更为突出。 受短网及石墨电极的限制, 不能无限制提高
电流, 只能通过提高弧电压的方式来进一步增加输入功率 (水冷炉
壁和泡沫渣为提高弧电压创造了条件), 但电压提高会导致功率因
数高于合适的工作点而使电弧燃烧变得不稳定。 直流炉对电网的污
染明显低于交流炉。 而且直流炉的低次谐波电流远比交流炉小, 但
高次谐波电流值则比交流炉高。 然而, 因高次谐波电流比低次谐波
电流容易经 FC 滤波器滤除, 且低次滤波器运行损耗大、 造价高,
因此从谐波发生量和滤波器设计两方面考虑, 直流炉都优于交流
炉。 直流炉电源系统较为复杂, 对于整流变压器、 整流器等主要部
件, 若设计裕量不大, 则易产生设备故障。
直流炉最初是为解决大型及超高功率电弧炉的电源问题而提出
的, 当其采用单根石墨顶电极时, 立即获得一个显著的效果即电极
消耗大幅下降。 早期的经验是, 直流炉比同容量超高功率交流炉电
极消耗降低30%~50%, 这带来吨钢数十元的成本下降, 因此成
为当时人们青睐直流炉的重要理由。 随电弧炉技术的快速发展特别
是化学能利用技术的进步, 电耗降低幅度很大, 相应地电极消耗也
大幅降低。 通常直流炉总是使用直径更大的电极, 其单价会更贵,
故直流炉在降低电极消耗方面所带来的成本优势与交流炉 (特别是
高阻抗炉) 相比不如早期明显。 尽管直流炉通常仅有一根电极, 但
因电流密度大, 其端部损耗并不亚于交流炉三根电极端部损耗之
和。 换言之, 直流炉电极消耗低的主要原因是其侧面氧化损耗低。
目前电极喷淋冷却技术已被很好掌握, 这对降低侧面氧化损耗带来
很大助益, 故高阻抗炉的电极消耗可以逼近直流炉的水平。