فرن القوس الكهربائي (EAF) هو نوع من الأفران التي تستخدم القوس الكهربائي لتسخين المواد، وذلك في المقام الأول لصهر أو استخلاص المعادن الحديدية وغير الحديدية. وتتطلب هذه العملية درجات حرارة عالية، تتراوح عادةً بين 3000 درجة مئوية و3500 درجة مئوية، يتم تحقيقها بواسطة القوس الكهربائي المتكون بين قطبين كهربائيين موصلين.
مبدأ العمل:
ينطوي المبدأ الأساسي للقوس الكهربائي على توليد قوس كهربائي بين قطبين كهربائيين، عادة ما يكونان مصنوعين من الجرافيت. وينشأ هذا القوس عندما يتدفق تيار كهربائي عبر فجوة هوائية، مما ينتج حرارة شديدة بسبب مقاومة الهواء لتدفق التيار. يمكن أن تتجاوز درجة الحرارة في منطقة القوس 3000 درجة مئوية، مما يجعلها مناسبة لصهر المعادن.
- أنواع أفران القوس الكهربائي:أفران القوس الكهربائي ثلاثية الأطوار:
- هذه هي النوع الأكثر شيوعًا، حيث تستخدم ثلاثة أقطاب كهربائية لإنشاء أقواس في نظام تيار متناوب ثلاثي الأطوار. هذا الإعداد فعال ويستخدم على نطاق واسع في البيئات الصناعية.أفران التيار المستمر أحادية الطور:
تستخدم هذه الأفران قطب كهربائي واحد وتيار مباشر لإنشاء القوس. وهي أقل شيوعًا ولكنها تكتسب شعبية بسبب كفاءتها المحتملة والتحكم فيها.التطبيقات والمزايا:
أفران القوس الكهربائي مفيدة بشكل خاص في إنتاج سبائك الصلب عالية الجودة. فهي توفر مرونة تكنولوجية، مما يسمح بإزالة فعالة للشوائب مثل الكبريت والفوسفور. بالإضافة إلى ذلك، فهي تتيح سهولة التحكم في درجة حرارة الفرن وتتطلب مساحة أقل مقارنة بأفران صناعة الصلب الأخرى.
السياق التاريخي:
تم عرض مفهوم فرن القوس الكهربائي لأول مرة من قبل السير ويليام سيمنز في عام 1879. وتم تركيب أول فرن قوس كهربائي تجاري في الولايات المتحدة في عام 1906، ويتراوح حجم الأفران الحديثة الآن من بضعة أطنان إلى 400 طن.
التشغيل:
