Хотя бы частично преимущества электрической дуги постоянного тока известны даже неспециалистам в области электротермии. Достаточно отметить очевидную легкость работы со сварочным аппаратом, работающим на постоянном токе, в сравнении со сваркой на переменном токе. Дуга переменного тока горит менее устойчиво, так как каждые 0,01 с напряжение и ток дуги переходят через нулевые значения, что приводит к кратковременной деионизации дугового промежутка.
Однако реализовать преимущества работы на дуге постоянного тока применительно к плавильным промышленным печам удалось только после освоения производства надежных и экономичных тиристорных выпрямителей переменного тока большой мощности.
В дуговых печах постоянного тока графитовый электрод подключается к отрицательному полюсу источника питания, что обеспечивает меньший износ его под действием бомбардировки заряженными частицами дугового промежутка. В результате этого:
• снижается интенсивность разрушения графитовых электродов (их расход уменьшается в 5—9 раз);
• соответственно уменьшается и количество пылегазовыбросов при плавке;
• это позволяет уменьшить величину разрежения в рабочем пространстве печи, обеспечивающую отсутствие загрязнения атмосферы цеха;
• уменьшение подсоса воздуха из атмосферы цеха приводит к снижению концентрации кислорода воздуха в газовой фазе, а следовательно, и угара металла.
Важным преимуществом дуговых печей постоянного тока является возможность интенсивного электромагнитного перемешивания металла. Оно возникает в результате того, что подовые электроды расположены эксцентрично по отношению к оси графитового электрода. Взаимодействие электромагнитного поля дуги с током в жидком металле в этом случае приводит к перемешиванию металла. В результате перемешивания процесс науглероживания значительно интенсифицируется.
В курсе «Печи литейных цехов» явление электромагнитного перемешивания ванны дуговой печи постоянного тока, обеспечивающее выравнивание химического состава металла в объеме ванны и интенсификацию процесса науглероживания, будет объяснено подробно.