Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Общие сведения о дуговом разряде (2)

В электропечах одним электродом значительный период времени является расплавленный металл, поэтому температура печных электродов всегда очень высока и процесс термоэлектронной эмиссии всегда явно выражен.

Электростатическая эмиссия наблюдается при напряженности электрического поля у катода порядка 106 В/см. Для достижения такой напряженности в непосредственной близости от катода необходимо обеспечить высокую концентрацию положительных зарядов, что возможно, например, при большой плотности газа.

При обычных условиях в дуговых печах электростатическая эмиссия играет подчиненную роль. Основная масса первичных электронов появляется в результате термоэлектронной эмиссии. В связи с этим электрическую дугу в плавильных печах можно характеризовать как термоэлектронную.

Сила тока в дугах современных электропечей измеряется десятками тысяч ампер. Для переноса такого количества зарядов требуется огромное количество заряженных частиц, которое не может быть обеспечено ни термоэлектронной, ни электростатической эмиссией. Основная масса заряженных частиц, обеспечивающих протекание тока в дуге, образуется в результате ионизации газовой среды.

Электроны, эмиттированные катодом, в электрическом поле получают ускоренное движение к аноду. На пути к аноду электроны сталкиваются с электронейтральными молекулами и атомами. Если кинетическая энергия движущегося электрона мала, то он может быть захвачен атомами электроотрицательных элементов с образованием отрицательных ионов; при этом количество заряженных частиц не изменится. Движущийся с большой скоростью электрон при столкновении с атомами или молекулами может сообщить им такой импульс энергии, который вызовет перемещение электронов в частице на более высокие энергетические уровни или заставит один или несколько внешних электронов покинуть частицу. В последнем случае появляются новые свободные электроны и положительный ион.

Для удаления электрона из нейтральной частицы необходимо, чтобы передаваемый ей электроном импульс энергии был больше работы ионизации, т. е. работы, затрачиваемой на преодоление сил притяжения между электроном и ядром. Работа ионизации At равна произведению заряда электрона на потенциал ионизации.

Величина потенциала ионизации определяется энергетическим уровнем «выбиваемого» электрона. Легче всего ионизируются пары тяжелых щелочных металлов, труднее всего — легкие инертные газы.

Источник [4] → список литературы.

Читать далее: Общие сведения о дуговом разряде
Вернуться в начало статьи: Общие сведения о дуговом разряде

Читайте также:

Вернуться в начало раздела: Электропечи
Вернуться на главную: Черная металлургия