電弧爐

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大圓柱型的電弧爐澆注場景。
電弧爐外部及內部的草圖。

電弧爐(electric arc furnace,簡稱EAF)是一種透由電弧放電來傳遞熱能給材料的加熱爐

工業用電弧爐處理量小至鑄造廠英语Foundry鑄鐵產品用的1噸,大至煉鋼廠次級製鋼英语Steelmaking(常配合通氣盛鋼桶精煉)用的400噸。 研究實驗室或牙醫使用的電弧爐通常只有數十克的處理量。工業用的電弧爐溫度可達1,800 °C(3,272 °F),而實驗室用的電弧爐溫度則可升至高達3,000 °C(5,432 °F)。

電弧爐與感應加熱爐英语Induction furnace的差異在於,電弧爐的構造裡,帶電荷的材料直接暴露在電弧下,且爐中電流以這些帶電荷的材料為端點導通。

歷史[编辑]

自19世紀以來,已有不少人採用電弧來熔煉。1810年,漢弗里·戴維爵士展示了他的電弧燈實驗。1815年,皮普斯(Pepys)對弧焊進行了調查。1843年華爾(A. Wall)撰文建議以跟電有關的方式冶煉生鐵。1853年,皮雄(Pinchon)試圖在海岸邊建造超大型電弧爐,製鐵兼當燈塔照亮海岸,不過最後因想法不被世人理解而以失敗告終。[1]1878年至1879年德裔英國人威廉·西門子英语Carl Wilhelm Siemens爵士取得數項電弧種類的電爐專利

1900年由法國人保羅·埃魯開發的電弧爐,一般被公認是最早能夠進行商業生產的電弧爐。山德生兄弟(The Sanderson brothers)成立於雪城的山德生兄弟鋼鐵公司(The Sanderson Brothers steel Co.)1906年建造了美國第一座埃魯電弧爐。該爐仍展示於匹茲堡車站廣場英语Station Square[2]

埃魯電弧爐的截面草圖。E代表電極(不過圖中僅顯示其中一電極),E透過齒條R和傳動機構S進行升降,爐內覆有耐火磚H隔熱防火,K為底襯,A為閘門澆口。爐外殼座落於搖擺裝置上以便整個爐子進行傾斜澆注的動作。

起初這些電煉鋼(electric steel)僅用於生產較高價值的鋼種如工具鋼英语Tool steel彈簧鋼英语Spring steel等,但後來也用於製備電土燈所用的碳化鈣電石。1898年,義大利的史塔莎諾爐問世,該爐可旋轉混和鐵水鋼液,以八成廢鋼兩成鑄鐵的比例煉出性能價格比媲美進口鋼的鋼鐵。而吉羅德爐(Girod furnace)作用原理與埃魯電弧爐類似。

參見[编辑]

參考文獻[编辑]