ويستند مبدأ فرن الصهر القوسي على توليد قوس كهربائي لتسخين وصهر المواد، وخاصة خامات المعادن أو الخردة المعدنية، في إنتاج الصلب. تنطوي هذه العملية على استخدام درجات حرارة عالية، تتراوح عادةً بين 3000 إلى 7000 درجة مئوية، تتولد عن القوس الكهربائي.
الشرح التفصيلي:
-
تشكيل القوس الكهربائي:
-
يعمل فرن الصهر القوسي عن طريق ضرب قوس كهربائي بين قطبين كهربائيين. وهذا يشبه تشغيل آلة اللحام بالقوس الكهربائي. يتم إنشاء القوس الكهربائي عندما يتم تقريب القطبين من بعضهما البعض ويتم تطبيق جهد كهربائي عالٍ، مما يتسبب في تفريغ الكهرباء التي تقفز الفجوة بين القطبين.توليد درجة حرارة عالية:
-
يولد القوس الكهربائي درجات حرارة عالية للغاية. وتتشكل البلازما، وهي غاز شديد التأين، في هذه العملية. وهذه البلازما قادرة على الوصول إلى درجات حرارة تتراوح من 3000 إلى 7000 درجة مئوية، وهي كافية لصهر معظم المعادن. وتستخدم الطاقة العالية للقوس لتسخين المادة مباشرة، مما يؤدي إلى ذوبانها.
-
أنواع أفران الصهر بالقوس الكهربائي:
-
هناك نوعان رئيسيان من الأفران الكهربائية المستخدمة في هذه العملية: الأفران التي تعمل بالتيار المتردد (AC) والأفران التي تعمل بالتيار المباشر (DC). يعتمد الاختيار بين التيار المتردد والتيار المستمر على المتطلبات المحددة لعملية الصهر، مثل نوع المعدن الذي يتم صهره وكفاءة العملية.هيكل الفرن:
العنصر الرئيسي لفرن الصهر القوسي هو غلاف معدني مبطن بمادة حرارية لتحمل درجات الحرارة العالية وحماية هيكل الفرن. يشتمل الفرن على ناصب قابل للإزالة لتحميل الشحنة، وفتحة تصريف مع مزراب لتفريغ المعدن المنصهر، وحامل مزود بمحرك كهربائي أو هيدروليكي لإمالة الفرن.
