يتم استخدام أفران الحث وأفران القوس الكهربائي لصهر المعادن, لكنها تعمل على أساس مبادئ مختلفة وتستخدم لتطبيقات مختلفة.
مبدأ التشغيل
فرن الحث
تستخدم أفران الحث الحث الكهرومغناطيسي لتسخين المعدن وصهره. تيار بالتناوب (تكييف) يمر عبر ملف, إنشاء مجال مغناطيسي. هذا المجال المغناطيسي يستحث التيارات الدوامة في الشحنة المعدنية, توليد الحرارة والتسبب في ذوبانها.
فرن القوس الكهربائي (EAF)
تستخدم أفران القوس الكهربائي قوسًا كهربائيًا لتوليد الحرارة. يمر تيار كهربائي عبر الأقطاب الكهربائية, إنشاء قوس بين الأقطاب وشحنة المعادن. الحرارة الشديدة من القوس يذوب المعدن.
هيكل المعدات
فرن الحث
يتكون الفرن من لفائف مصنوعة من أنابيب نحاسية تتدفق من خلالها, إنشاء مجال مغناطيسي. يتم وضع المعدن المراد ذوبانه داخل بوتقة داخل الملف.
فرن القوس الكهربائي (EAF)
يتكون الفرن من وعاء مبطنة بالحرارة مع أقطاب الجرافيت التي يمكن رفعها أو خفضها لإنشاء القوس. يتم وضع الشحنة المعدنية في موقد الفرن.
التطبيقات
فرن الحث
الأفران الحثية مثالية لذوبان المعادن والسبائك التي تتطلب التحكم الدقيق في درجة الحرارة والحد الأدنى من التلوث, كما في إنتاج الصلب عالي الجودة, الألومنيوم, والمعادن الثمينة.
يتم استخدامها عادة للعمليات الصغيرة إلى المتوسطة بسبب قدرتها على الانصهار المنخفض نسبيًا مقارنة بأفران القوس الكهربائي.
فرن القوس الكهربائي (EAF)
تستخدم أفران القوس الكهربائي لعمليات الانصهار على نطاق واسع, كما هو الحال في صناعة الصلب, حيث يتم ذوبان معدن الخردة لإنتاج فولاذ جديد. نظرًا لخصائص أفران القوس الكهربائية ، ذوبان المعدن في درجات حرارة عالية, يتم استخدامها على نطاق واسع ويمكن أن تذوب مجموعة متنوعة من المواد المعدنية مثل السبائك الحديد العالية, سبيكة الفولاذ, فولاذ صلب, سبائك المنغنيز, السيليكون, إلخ.
كفاءة التدفئة
فرن الحث
باستخدام التدفئة Joule, يتم إنشاء الحرارة داخل المعدن نفسه بسبب مقاومة تيار الدوامة الناتجة عن المجال المغناطيسي. ينتج عن هذا تسخين موحد للغاية وكفاءة الطاقة العالية. سرعة التدفئة سريعة, كفاءة الإنتاج عالية, إزالة الكربون الأكسدة أقل, ويتم حفظ المادة.
فرن القوس الكهربائي (EAF)
على الرغم من أن كفاءة التدفئة لأفران القوس الكهربائي أقل عمومًا من أفران الأفران الحثية, يمكن لأفران القوس الكهربائي معالجة كميات كبيرة من المعدن الخردة ولديها المرونة لمعالجة أنواع مختلفة من السبائك. بسبب الحرارة الشديدة للقوس, معدل الذوبان مرتفع, جعلها مناسبة للعمليات الصناعية.
استهلاك الطاقة
فرن الحث
نظرًا لأن مبدأ التسخين التعريفي هو تحريض كهرومغناطيسي, يتم إنشاء الحرارة داخل قطعة العمل نفسها, الذي لديه انخفاض استهلاك الطاقة.
فرن القوس الكهربائي (EAF)
مع تطوير صناعة الطاقة الكهربائية, التحسين المستمر لمعدات العملية وتحسين تكنولوجيا الصهر, انخفض استهلاك الطاقة الكهربائية لأفران القوس الكهربائي تدريجيا, لكن مستوى استهلاك الطاقة الإجمالي قد يختلف حسب العملية والمعدات المحددة.
ملخص الاختلافات الرئيسية
| ميزة | فرن الحث | فرن القوس الكهربائي |
| مصدر الحرارة | الحث الكهرومغناطيسي (التيارات الدوامة) | قوس كهربائي |
| الأقطاب الكهربائية | لا تستخدم | أقطاب الجرافيت المستخدمة لإنشاء القوس |
| كفاءة التدفئة | عالي (بسبب التدفئة المباشرة للمعادن) | أقل مقارنة بالأفران التعريفية |
| قدرة الانصهار | صغيرة إلى متوسطة الحجم | واسع النطاق |
| التطبيقات | ذوبان الدقة, سبائك عالية الجودة, دفعات صغيرة | ذوبان واسع النطاق, إنتاج الصلب, إعادة التدوير |
| تلوث | قليل (يمكن تنفيذها في جو خاضع للرقابة) | أعلى (التعرض للجو, ولكن يمكن تخفيفها) |
| يتحكم | التحكم الدقيق في درجة الحرارة | تحكم جيد ولكن أقل دقة من الأفران التعريفية |
| استهلاك الطاقة | بشكل عام أقل | أعلى, ولكن يمكن تعويضه باستخدام مواد خردة أرخص |
في ملخص, هناك اختلافات كبيرة بين الأفران الحثية وأفران القوس الكهربائي من حيث مبادئ العمل, هيكل المعدات, نطاق التطبيق, كفاءة التدفئة والمرونة, استهلاك الطاقة, وحماية البيئة. يعتمد نوع الفرن الذي يجب اختياره على احتياجات الإنتاج المحددة, خصائص المواد, والمتطلبات البيئية.
