電弧爐與直流電弧爐的發展史概述

        如果追溯電弧爐的起源，距今已有一百多年。開始階段主要是以直流電弧爐為主，但是由于受到當時加工制造水平和電源能力的約束，電弧爐的發展和普及受到了限制，只是在小型和實驗型電弧爐上得以應用。1899年三相交流電弧爐問世后，相應的配套技術迅速發展，電弧爐煉鋼得以廣泛普及。至今為止，三相交流電弧爐仍然占據著電弧爐煉鋼的主導地位。
        但是，由于交流供電本身固有的缺陷，如電弧穩定性差，電網電壓閃變，三相負荷不均衡等問題，一直沒有找到根本的解決辦法。并且，隨著大型高功率電弧爐的發展，這一問題顯得尤為突出。為了保護  電網的安全，提高電網的供電質量，人們不得不花費大量的財力和精力，采用（無功）功率補償的方式，來緩解上述問題。
         20世紀70年代以后，隨著大功率直流電源設備制造技術能力的加強，特別是隨著大功率晶閘管整流應用技術的進步和普及，為直流電弧爐技術的研究和發展提供了有利條件。同時，由于電弧爐煉鋼工藝和相應配套技術的迅猛發展（如偏心底出鋼技術、強供氧冶煉技術、泡沫渣冶煉技術等電冶金工藝及裝備技術的日趨成熟），也使直流電弧爐煉鋼的優勢和特點得到了充分的體現。20世紀80年代以后，采用直流電弧技術的煉鋼爐越來越多。僅十來年的時間，世界各地就新上或改造了50t以上的大型直流電弧爐七十多座。
         我國直流電弧爐技術發展較晚，20世紀90年代初期開始起步，先是以試驗型電弧爐和中小型交流電弧爐改造為主。其目的主要是研究分析和為以后大中型直流電弧爐的上馬提供技術數據和決策依據，如上鋼五廠試驗車間的3t電爐改造、首特一煉的I5t電爐改造、重鋼三煉的10t電爐改造等。作者本人曾經參與了上述直流爐技術的研發和改造工作。改造后的技術統計數據確實令人興奮，增強了企業決策層進行大型直流電弧爐建設的信心和決心。此后，我國先后又建設投產了多座大中型直流電弧爐，如成都無縫鋼管公司的30t、首鋼特鋼公司的40t、上鋼三廠的100t、蘭州鋼廠的70t、上鋼五廠的100t、寶鋼公司的150t、大冶特鋼的70t、長城特鋼的100t和蘇興特鋼的100t等直流電弧爐。但是，由于受到當時設計制造能力問題的限制，50t以上的大型直流電弧爐基本都為國外公司制造。
        從目前總體的發展形勢來看，三相交流電弧爐和宜流電弧爐各有利弊，旗鼓相當。直流電弧爐需要注意的問題是：偏弧現象的治理和底陽極技術的選擇與完善，以及如何降低設備的維護成本。而交流電弧爐急需解決的主要問題是：如何能夠降低生產消耗指標和有效并且低成本地完成供電系統的諧波治理。預計交流電弧爐與直流電弧爐齊頭發展的形勢還會持續很長一段時間。電弧爐工程的決策者在“交流”和“直流”兩者之間如何選擇？這需要在明確企業自身條件、特點和工程目標以及實際要求的基礎上，對交流電弧爐和直流電弧爐的特點有一個清晰全面的了解，通過仔細分析對比，權衡利弊之后再做出選擇。