冶金电弧炉是一种利用电能产生高温电弧来熔炼金属的设备，主要用于钢铁冶炼（特别是废钢回收）、合金钢及特种金属的生产。其核心原理是通过电极与金属炉料之间的电弧产生热量，使金属熔化并完成精炼过程。以下是其工作原理的详细说明：

  一、电弧炉的主要结构

  炉体

  由耐火材料（如镁碳砖）内衬的钢壳构成，可承受高温（电弧温度可达3000~6000℃）。

  炉体可倾转，便于出钢和排渣。

  电极系统

  通常为3根石墨电极，垂直悬挂于炉顶，可通过升降机构调节高度。

  电极与金属炉料之间形成电弧，作为主要热源。

  电源系统

  通过变压器将高压电（如10~35kV）转换为低电压（200~400V）、大电流（数千至数万安培）的电源，供给电极。

  冷却系统

  炉壁、炉盖等部位设有水冷装置，防止高温损坏。

  二、工作过程

  1. 装料

  原料：以废钢为主，可加入铁合金、造渣剂（石灰、萤石等）调整成分。

  装料方式：炉盖移开，通过吊车或加料篮将原料装入炉内。

  2. 起弧与熔化

  通电起弧：电极下降至接近金属料表面，通电后形成电弧。电弧通过电离空气或炉气产生高温，直接加热金属。

  熔化阶段：电弧的高温（>3000℃）迅速熔化废钢，形成熔池。过程中电极，高度自动调节以保持稳定电弧。

  3. 氧化精炼

  吹氧：向熔池中吹入氧气，氧化杂质（如碳、硅、磷、硫），生成CO气体和氧化物炉渣。

  造渣：加入石灰等造渣剂，与杂质氧化物结合形成液态炉渣，覆盖在钢水表面，防止氧化和热量散失。

  4. 还原精炼（可选）

  调整钢液成分，加入合金元素（如锰、铬）或脱氧剂（如铝、硅铁），去除残留氧和硫。

  5. 出钢与排渣

  出钢：炉体倾转，钢水经出钢口流入钢包，进入后续连铸或模铸工序。