فرن القوس الكهربائي: الفرق بين النسختين

[[ملف:Fotothek df n-08 0000361.jpg|thumb| left| 300px|فرن القوس الكهربائي في مصنع للحديد والصلب.]]

 

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.

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.

 

<ref>http://www.eurofer.org/eurofer/Publications/pdf/2012-ESF.pdf</ref>,

 

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.

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، 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، 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، ومن الممكن أن تؤثر الأقواس الكهربائية على الشبكة بطريقة عكسية .

 

 

 

== الانبعاثات ==

 

 

 

 

 

أنتجت في الولايات المتحدة الأمريكية نحو مليون طن بواسطة أفران القوس الكهربي في عام 2009 أثناء فترة الركود الاقتصادي. ونظرا لأن أفران القوس الكهربي تستهلك طاقة كهربائية كبيرة فإن المصانع توافق بين وقت تشغيل الأفران مع أوقات يكون استهلاك الشبكة الكهربائية العام فيها هادئة نسبيا ، وسعر الكيلوواط منخفض.

 

 

== انظر أيضاً ==

 

* [[فرن الحث الكهربي]]

 

 

[[تصنيف:أفران صناعية]]

[[تصنيف:صناعة]]

[[تصنيف:صناعة الصلب]]