أفران القوس الكهربائي (أو أفران القوس) أفران عالية الحرارة تستخدم تيارات كهربائية عالية الجهد كعنصر تسخين أساسي. تعد هذه الأفران التي تم اختراعها في فرنسا عام 1907 جزءًا أساسيًا من عمليات إعادة تدوير الحديد والصلب. لقد ظهرت في "مصانع صغيرة" تقوم بإعادة تدوير خردة الحديد لإعادة استخدامها. تستخدم أفران القوس أيضًا في إنتاج الصلب. تصميم هذه الأفران يجعلها بسيطة بما فيه الكفاية ليتم بناؤها في المنزل من قبل الهواة ، كذلك.
credit: SARINYAPINNGAM / iStock / GettyImages كيف يعمل فرن القوس الكهربائي؟أربعة أنواع الفرن
هناك أربعة أنواع أساسية من الأفران المستخدمة في المسابك اليوم: أفران القبة ، أفران الحث ، أفران بوتقة وأفران القوس. يستخدم كل من هذه الطرق طرقًا مختلفة لإكمال المهمة العامة نفسها - ذوبان المعدن أو خردة المعادن بكميات هائلة من الحرارة بحيث يمكن تشكيلها واستخدامها في كل شيء من البناء إلى الإلكترونيات إلى السلع المنزلية الشائعة. تعتمد الاستخدامات المحددة لكل نوع من الفرن على الطريقة التي يعمل بها وكذلك على مصدر الحرارة الرئيسي. يتم تسخين أفران الكبولا ، على سبيل المثال ، من خلال حرق فحم الكوك ، ووقود الفحم والحجر الجيري ، مما يجعله مناسبًا في المقام الأول لمعالجة خام الحديد ، في حين أن أفران الحث والصلب ، التي يتم تسخينها بملفات نحاسية مشحونة كهربائياً وألواح ساخنة على التوالي ، توفر درجة حرارة فعالة ومضبوطة الحرارة التي تجعلها مثالية للعمل مع المعادن مثل النحاس والألومنيوم والنحاس والذهب. أفران القوس الكهربائي بمثابة نوع من الأرض الوسطى. باستخدام الكهرباء والوقود الصلب اختياريا كمصادر للحرارة ، يمكنهم معالجة كل من خردة الحديد وخام الحديد لصنع الفولاذ.
مكونات القوس
فرن القوس الكهربائي هو في الأساس غلاية عملاقة مقاومة للحرارة مدعومة بثلاثة مسامير من الجرافيت. يحتوي الفرن على غطاء مبرد بالماء قابل للإزالة ويحمل مسامير الجرافيت ومتصل بخطوط طاقة كبيرة تعمل كأقطاب كهربائية. عندما يتم رفع الغطاء ، يمكن تحميل الفرن بأي مزيج من خردة الحديد ، وخام الحديد ، والتدفق والوقود الصلب ، وعندما يتم غلقه وتأمينه بإحكام ، يمكن إنزال الأقطاب الكهربائية في الخردة لبدء عملية الصهر.
صنع المعادن
أفران القوس تذوب أسفل الخردة وخام من خلال استخدام أقطاب الجرافيت بهم. عندما يتم تغذية الطاقة في الفرن ، تقفز الكهرباء بين القطبين النشيطين والقطب الكهربائي المحايد. الأقواس الكهربائية ذات الجهد العالي التي تم إنشاؤها بواسطة هذه المسامير الجرافيت تعطي كميات كبيرة من الحرارة المباشرة والإشعاعية التي تذوب محتويات الفرن. إذا تم وضع الوقود الصلب في الفرن أيضًا ، فإن الحرارة من الأقطاب الكهربائية تنتقل إلى الوقود وتُشعل النار فيه ، مما يزيد الحرارة الكلية. عندما يكون المعدن المنصهر جاهزًا للاستخدام ، يمكن صرفه من خلال منفذ خاص على الفرن للصب والتزوير. يمكن أن تستغرق العملية بأكملها أقل من ساعة.
عيوب فرن القوس
على الرغم من أن أفران القوس مفيدة ويمكنها معالجة كميات كبيرة من الخردة المعدنية في فترة زمنية قصيرة نسبيًا ، إلا أن سماتها تمنحها بعض الجوانب السلبية التي يجب مراعاتها قبل استخدامها. أكثر من أي شيء آخر ، تستخدم أفران القوس كمية كبيرة بشكل لا يصدق من الكهرباء - لدرجة أنه من المعروف أن استخدام أفران القوس الصناعي يجعل من وميض الطاقة في المنطقة ويتم استخدام أوقات الاستخدام عمومًا لفترات لا يتم فيها استخدام الكهرباء على نطاق واسع. كما أنها ، مثل أنواع الأفران الأخرى ، مرتفعة وتتطلب مصنعًا للصلب قريبًا أو أي منشأة أخرى لمعالجة المعادن للاستفادة الفعالة من المنتجات التي يتم إنتاجها داخلها.
