Come funziona una fornace ARC elettrica?

I forni ad arco elettrico (o forni ad arco) sono forni ad alta temperatura che utilizzano correnti elettriche ad alta tensione come elemento di riscaldamento primario. Inventati in Francia nel 1907, questi forni sono una parte cruciale delle operazioni di riciclaggio del ferro e dell'acciaio. Sono presenti nei "mini-mulini" che riciclano i rottami di ferro per il riutilizzo. I forni ad arco sono anche utilizzati nella produzione di acciaio. Il design di questi forni li rende abbastanza semplici da essere costruiti a casa anche dagli hobbisti.

Esistono quattro tipi principali di forni oggi utilizzati nelle fonderie: forni a cupola, forni a induzione, forni a crogiolo e forni ad arco. Ognuno di questi utilizza metodi diversi per completare lo stesso compito generale: fusione di metallo o rottami metallici incredibili quantità di calore in modo che possa essere modellato e utilizzato per tutto, dalla costruzione all'elettronica al comune beni familiari. Gli usi specifici di ciascun tipo di forno dipendono dal modo in cui funziona e dalla sua fonte di calore primaria. I forni a cupola, ad esempio, vengono riscaldati attraverso la combustione di coke, carbone e combustibile calcareo, rendendolo principalmente adatto alla lavorazione del minerale di ferro, mentre i forni a induzione e crogioli, riscaldati con bobine di rame caricate elettricamente e piastre riscaldanti, rispettivamente, forniscono un calore efficiente e controllato che li rende perfetti per lavorare con metalli come ottone, alluminio, rame e oro. I forni elettrici ad arco fungono da una sorta di via di mezzo. Utilizzando sia l'elettricità che, facoltativamente, il combustibile solido come fonti di calore, possono elaborare sia rottame che minerale di ferro per produrre acciaio.

Una fornace ad arco elettrico è essenzialmente un gigantesco bollitore resistente al calore alimentato da tre punte di grafite. Il forno ha un coperchio rimovibile raffreddato ad acqua che contiene i picchi di grafite ed è collegato a grandi linee elettriche che fungono da elettrodi. Quando il coperchio viene sollevato, il forno può essere caricato con qualsiasi combinazione di rottami di ferro, minerale di ferro, flusso e solido carburante, e quando chiuso e fissato saldamente, gli elettrodi possono essere abbassati nello scarto per iniziare la fusione processi.

Le fornaci ad arco fondono rottami e minerali attraverso l'uso dei loro elettrodi di grafite. Quando viene alimentata l'alimentazione nel forno, l'elettricità salta tra i due elettrodi eccitati e nell'elettrodo neutro con messa a terra. Gli archi elettrici ad alta tensione creati da questi picchi di grafite emettono grandi quantità di calore diretto e radiante che fonde il contenuto della fornace. Se nel forno sono stati inseriti anche combustibili solidi, il calore degli elettrodi si trasferisce al combustibile e lo accende, aumentando il calore complessivo. Quando il metallo fuso è pronto per l'uso, può essere scaricato attraverso un apposito foro sul forno per la fusione e la forgiatura. L'intero processo può richiedere solo un'ora.

Sebbene i forni ad arco siano utili e possano elaborare grandi quantità di rottami metallici in un periodo di tempo relativamente breve, i loro tratti forniscono loro alcuni aspetti negativi che devono essere considerati prima di usarli. Più di ogni altra cosa, i forni ad arco usano una quantità incredibilmente grande di elettricità, al punto che usano i forni ad arco industriali è stato conosciuto per rendere sfarfallio di energia nella zona e i tempi di utilizzo sono generalmente legati a periodi in cui l'elettricità non è ampiamente Usato. Inoltre, come altri tipi di fornaci, sono rumorosi e richiedono un'acciaieria vicina o un altro impianto di lavorazione dei metalli per utilizzare efficacemente i prodotti all'interno.