2012 年第 41 卷第 4 期

V o l . 4 1 N o . 4 2 0 1 2

INDUSTRIAL HEATING

随着我国钢铁工业的飞速发展，LF 炉钢包容量的增

加，为了提高炼钢效率，新建的炼钢电弧炉和 LF 钢包精

炼炉基本全部采用铜－钢导电横臂，铜－钢复合导电横

臂具有事故点少、电效率高、机构简单等优点。但是，在

炼钢过程中，由于导电横臂的自感应电磁力使横臂振动，

进而导致中相电极折断比较多。本文针对这一现象，结

合多台已运行 LF 炉的运行情况进行分析。

钢包炉电极臂机械振动引起电极折断的机理

大型钢包炉在运行中，常常被电极臂系统的自感应

电磁力所干扰。由于大电流母线系统流过非常大的电流，

则感应出巨大的电动力。该力作用于电极、电极臂和电

弧上，作用方向指向炉墙。因此边相（1 相和 3 相）的 2

根电极具有向外运动的趋势；而中相（2 相）电极具有向

下俯冲运动的趋势，如图 1 所示。电极折断是由许多不

同因素造成的，比如炉盖提升时的晃动，电极接头松动，

以及接头尺寸不匹配等。但是，大电流导体之间的作用

力也是一个重要的影响因素。该作用力可由式（1）表

达，即与短路电流的平方

、与电极臂长度成正比，与

各相导体之间距离成反比

：

＝ 1

（

sin

）

（1）

式中：为 A、C 相平均电磁力，N；

为电极短路电流，

A；为电极臂长度，m；为各相导体之间距离，m；为

磁导率，＝4 × 10

N/A

。

钢包炉电极横臂的电气－机械振动造成电极下端的

空间位置（、、坐标）不断变化，因此，导致电弧长

度

ARC

以系统固有振动频率在不断改变。

图 1 钢包炉 3 根电极的感应电磁力及运动方向示意图

钢包精炼炉在运行中，电极尖端一个小小位移就能

造成电弧电压的巨大变化，电弧电压的变化改变了电流

强度，不断变化的电流产生的电磁力使电极振动，后者

又导致新的电压变化，这种循环作用形成一个闭环系统，

其闭环系统反馈框图如图 2 所示。该系统在一定的条件
下，可能成为不稳定系统，其合成的电磁振动将越来越

大，最后造成最薄弱环节的电极接头处被折断。

众所周知，电极升降自动调节器改变电极位置（电

弧长度

ARC

），同时软电缆也跟着在空间垂直方向（方

向）上不断变化，特别是在熔炼初期，由于软电缆具有

DOI：10.3969/j.issn. 1002-1639.2012.04.004

LF 炉炼钢过程中电极折断现象的分析

马亚刚，史建宏，刘

征

（西安桃园冶金设备工程有限公司，陕西

西安

710077）

摘要：介绍了电极臂振动引起电极折断的机理，提出了抑制电极振荡、减少电极折断的措施，给出了 LF 炉改造后的运行效果。
关键词：钢包炉；导电横臂；电极折断

中图分类号：TF748.4

文献标志码：A

文章编号：1002-1639(2012)04-0009-02

Analysis of the Electrode Break off Phenomenon for Ladle Furnace in the Process of Steelmaking

MA Ya-gang, SHI Jian-hong, LIU Zheng

（Xi’an Taoyuan Metallurgical Equipment Engineering Co. Ltd., Xi’an 710077，China）

Abstract：The theoretical basis of electrode break off causing by electrode arm oscillation was introduced. Measures of restraining electrode

arm oscillation and reducing electrode break off were raised. Finally, the operational results were given after reforming the ladle furnace.

Keywords：ladle furnace；current conducting electrode arm；electrode break off

收稿日期

：2012-03-07；修回日期：2012-05-30

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