Отраженная энергия снова поглощается и переотражается ограничивающими поверхностями и т. д. Поверхности шлака и металла излучают собственную энергию, которая поглощается и переотражается этими поверхностями.
Тепловое излучение электрической дуги. Свободно горящие дуги в реакционных объемах электрических печей являются самыми интенсивными и высокотемпературными источниками излучения теплоты. Интенсивность теплового излучения электрической дуги достигает 9000 Вт/м2 [27]. Излучение электрической дуги близко к излучению абсолютно черного тела. Температура столба дуги может быть определена по уравнению:
где Тс — температура столба дуги, К; Ui — потенциал ионизации газов, в котором горит дуга, В.
При плавке сталей на свойства столба дуги влияют материалы испаряющихся электродов и состав газовой печной среды (С02, СО, N2, Ar, Н2). Наименьшие потенциалы ионизации некоторых элементов характеризуются следующими величинами (в В): углерод — 11,22; железо — 7,83; кальций — 6,10; водород — 15,40; фтор — 16,9; азот — 15,8; кислород — 12,5; диоксид углерода — 14,1; оксид углерода — 14,1; аргон — 15,7 [27].
Теоретически возможная температура дуги оценивается в 3000— 20 000 К.
Электрическая дуга может рассматриваться как точечный источник излучения, потому что ее объем по сравнению с реакционным объемом печи несоизмеримо мал.
Интенсивность облучения поверхности стен, свода и ванны может быть определена по формуле [27]:
Здесь g—интенсивность облучения, кВт/м2; /Сэ — поправочный коэффициент, учитывающий экранизацию дуги; Рд — мощность дуги, кВт; ф — угол между направлениями радиуса г и нормалью к облучаемой площадке,.град; г — расстояние от центра дуги до центра площадки, м.
При определении облучения поверхностей необходимо учитывать, что торец электрода на стены и свод энергию не излучает, однако он излучает ее на поверхность ванны (в мощной дуге это составляет 10—15% мощности, остальная часть — 85—90% — излучается во всех направлениях).
Интенсивность облучения поверхности ванны от торца электрода определяется по формуле:
где h — расстояние между торцом электрода и ванной, м; х — расстояние до облучаемой площадки (по горизонтали от центра электрода), м.