فرن القوس الكهربائي: الفرق بين النسختين

يستخدم '''فرن القوس الكهربائي''' ([[بالإنجليزية]]: Electric arc furnace) لإعادة انصهار الحديد الخردة بغرض تدويره وانتاج [[فولاذ]] منه . تتراوح سعة الأفران الكهربائية بين [[طن]] واحد وأكثر من 400 طن وقد تصل درجة حرارة هذا النوع من الأفران في المصانع أكثر من 1800ْ [[درجة مئوية]] بينما في المختبرات قد تتجاوز 3000 درجة. في المختبرات تجرى تجارب عديدة بغرض تحسين الإنتاج وابتكار أنواع فائقة من الفولاذ ذو خواص جديدة من ضمنها المرونة والصلابة ومقاومة الصدأ وغير ذلك .

وتعتبر تقنية أفران القوس الكهربي من التقنيات الحديثة في إنتاج الحديد والصلب حيث بدأ استخدامها في نهاية السبعينات وبداية الثمانينات من القرن الماضي. تعتمد التقنية على استخدام تيار كهربي ذو جهد فائق لصهر [[الحديد الأسفنجي]] الناتج من عملية [[الاختزال المباشر]].

إن انتاج الفولاذ بواسطة فرن القوس الكهربائي يكون مرتفع التلكلفة عن انتاج [[الحديد]] في [[فرن عالي]] . وبواسطة فرن القوس الكهربي يمكن انتاج جميع أنواع الحديد والصلب والفولاذ وهي تستخدم بقلة بسبب ارتفاع تكلفتها وذلك بغرض انتاج صلب بمواصفات عالية .

يإستخدم فرن القوس الكهربي لصناعة حديد البناء والصلب ذو المواصفات العالية والصلب الغير قابل للصدأ . الصلب الغير قابل للصدأ يتم تجهيزه في الفرن بإضافة معادن أخريأخرى إلى الحديد مثل [[النيكل]] و <nowiki/>[[الكروم]] .

يوجد نوع من الأفران مشابهة لفرن القوس الكهربي يسمى "فرن اختزال المصهور" ''Submerge Arc Furnace'' وهو يستخدم لتصنيع كربيد الكالسيوم و [[السيليكون]] و [[بلورة|البلورات]] .

في عملية القوس الكهربائي تستخدم طاقة كهربائية وطاقة كيميائية لصهر الحديد وترتفع درجة حرارة المصهور إلى نحو 3500 درجة مئوية . تصل الطاقة الكهربائية إلى سطح المصهور عن طريق أقطاب كهربائية تحدث الأقواس الكهربائية.

. أما إذا استخد م [[تيار مستمر]] فينشأ القوس الكهربائي بين أربعة أقطاب موجبة في قاع الفرن وقطب كهربائي سالب ، وتكون الأقواس الكهربائية متخللة المصهور .

في تلك الطريقة الكهربائية يمكن استخدام الحديد الخام أو الحديد الآتي من [[فرن عالي]] . ويتكون [[خبث المعادن]] على سطح المصهور وهو يتكون من الجبس/ وأكسيد المغنسيوم وأكاسيد المعادن المنصهرة . وتلك الطبقة من خبث المعادن تغطي المصهور ووظيفتها امتصاص العناصر الغير مرغوب وفي نفس الوقت تمنع أكسدة المصهور الناتج ، وحمايته من فقد حرارته .

قبل دلق المصهور تزاح طبقة خبث المعادن من الفرن وتدلق في بوتقة كبيرة للخبث وتبعد لتفريغها في كومة النفايات . أما الصلب لمصهور فيدلق في بوتقة من الفولاذ تحملها عربة ثقيلة تتحرك أتوماتيكيا ،أتوماتيكيا، وتنقل الصلب إلى فرن بوتقة أخرى لتكملة تجهيزها .

يعمل الفرن الكهربائي على اعداد مصهور نقي يقل فيه [[الكربون]] و <nowiki/>[[الكبريت]] و <nowiki/>[[الفوسفور]] . ويجرى االتحليل الكيميائي لمصهور فرن البوتقة . وعلى الرغم من تكلفته العالية للطاقة و <nowiki/>[[الغاز الطبيعي]] فإن تلك الطريقة تسمح بإنتاج مختلف أنواع الصلب والفولاذ التي تختلف في مكوناتها والمعادن الأخرى المضافة لها.

يتكون فرن القوس الكهربي الذي يعمل بالتيار المستمر من فطب كهربائي يكون فوق سطح المصهور و قطب في القاع ،القاع، أما الفرن الذي يعمل بتيار متردد فيعمل بثلاثة أقطاب على السطح. وينظم طول القوس الكهربي بواسطة منظم للأقطاب . ويتطلب فرن القوس الكهربي قدرة وكفاءة عالية من الشبكة الكهربائية المغذية له حيث يتغير مرور التيار بشدة أثناء عملية الصهر ،الصهر، ومن الممكن أن تؤثر الأقواس الكهربائية على الشبكة بطريقة عكسية .