高功率交流电炉目前的发展是提高生产率，这可以通过增加有效功率，即减少通电时间和出钢至出钢时间来实现，因此也就需要有较强的电流。要使电炉生产过程中有较强的电流就必须有更大的电极。为了使钢厂在新的操作条件下掌握电极的性能，国外公司开发并向用户提供了一种电极性能模型。 

　　电极性能模型是过去几年开发的一种产品，它是基于很多***电炉的运转数据，并与一些物理数据以及一些数据修正相结合。该模型的***性要优于大多数已知的其它模型。模型向人们展示了电极特殊的消耗进程，有助于人们计算出电极的净消耗，即不包括电极破损的消耗：

　　电极头的消耗主要受到二次电流的影响；

　　电极头和锥形表面的氧化主要受到电极直径、出钢到出钢时间和通过烧嘴、氧枪输入氧气的影响；

　　电极残端损失是由温度梯度和热机械应力引起的，受到电流密度的较强影响。

　　电极直径的不断增加，而电炉其他参数没有任何改变会导致电流密度降低，由此使电极残端损失很小。在另一方面，电极表面积较大将引起更多的氧化，而电流恒定，则电极头的消耗也恒定。

　　试验结果

　　50～600mm。由于直径为600mm石墨电极的电极残端损失要比直径为550mm石墨电极减少50%，因此推荐使用前者规格电极。在这种特定情况下，如果电极直径超过600mm，则可能推荐改变电流参数，从而有助于增加电炉的生产率。

　　采用相同的方式考虑一座容量为115t、采用的电极直径为600mm的交流电炉，如果电极消耗要***小，则电极直径要提高到650mm。因此，将从电极直径增加中获益，而同时其它操作条件不必改变。此外，在这种情况下，电极直径为650mm时的电极残端损失是直径为600mm的三分之二。

　　一座容量为100t、电极直径为600mm的交流电炉。如果仅将电极直径增加到650mm，则不会带来任何益处。然而，如果在这种电炉条件下考虑电流的大小以替代增加电极直径，将会使生产率等一系列指标发生变化。从试验结果看，对于直径为600mm和直径为650mm的电极来说，电极头的消耗没有差异。对于直径为650mm的电极，电极侧壁的消耗要更高一些，但电极残端损失较低。如果电流值比目前的值大13%，则直径为650mm电极的净消耗要比直径为600mm电极的消耗低。

　　上述一些结果是基于一些理论计算出来的。采用新开发的电极消耗模型计算出的结果通过交流电炉在电极直径增加前后的实际生产数据得到了确证。例如，对于一座容量为90t、电极直径从550mm改变到600mm，电极消耗模型预测出，电极直径为600mm时电极净消耗是直径为550mm、二次电流高5.3%时电极的95.3%。

　　此外，还要考虑到电极直径增加50mm会使单一电极重量增加，即外加连接销重量平均要增加20%。

　　如果所有的参数都恒定不变，只是通过电极直径选择大一些，则在生产过程中电极的使用数量会减少17%。例如，一家钢厂产能为100万t／a，电极消耗为2kg／吨钢，则每年电极消耗数量可以减少200根。如果加入一根电极的时间为2～5min，则全年累计电炉断电时间可以减少400～1000min。

　　然而，如果电极直径较大，则需要提高电极圆的直径，相应的也一定会意味着耐火材料磨损更大。但是，由于在生产过程中的电炉电极直径较大，因而通过电极输入的电能增加，从而使电炉的生产率提高，这一结果可使耐火材料的磨损指数相对下降。

　　结论

　　从上述数据分析可以得出这样一个结论，在各种不同操作条件下的电炉，对不同直径电极消耗的预测都可以进行，而且精度也非常高。通过采用新开发的电极消耗模型可以给出相应电炉应使用的电极直径。