Jak działa elektryczny piec ARC?

Elektryczne piece łukowe (lub piece łukowe) to piece wysokotemperaturowe, które wykorzystują prądy elektryczne o wysokim napięciu jako główny element grzewczy. Wymyślone we Francji w 1907 r. Piece te są kluczową częścią procesów recyklingu żelaza i stali. Są one prezentowane w „mini-młynach”, które przetwarzają złom żelaza do ponownego wykorzystania. Piece łukowe są również wykorzystywane do produkcji stali. Konstrukcja tych pieców sprawia, że ​​są one na tyle proste, że mogą być również budowane w domu przez hobbystów.

Istnieją obecnie cztery podstawowe typy pieców stosowanych w odlewniach: piece kopułowe, piece indukcyjne, piece tyglowe i piece łukowe. Każda z nich wykorzystuje inne metody wykonania tego samego ogólnego zadania - stopienia metalu lub złomu niewiarygodne ilości ciepła, dzięki czemu można go kształtować i wykorzystywać we wszystkim, od konstrukcji przez elektronikę po zwykłe dobra używane w gospodarstwie domowym. Konkretne zastosowania każdego rodzaju pieca zależą od sposobu jego działania, a także od tego, jakie jest jego główne źródło ciepła. Na przykład, żeliwiaki są ogrzewane przez spalanie koksu, węgla i paliwa wapiennego, dzięki czemu nadają się przede wszystkim do przerobu rudy żelaza, natomiast piece indukcyjne i tyglowe są ogrzewane odpowiednio naładowane elektrycznie cewki miedziane i płyty grzewcze zapewniają wydajne i kontrolowane ciepło, co czyni je idealnymi do pracy z metalami takimi jak mosiądz, aluminium, miedź i złoto. Elektryczne piece łukowe działają jak rodzaj środkowej ziemi. Wykorzystując zarówno energię elektryczną, jak i opcjonalnie paliwo stałe jako źródła ciepła, mogą przetwarzać zarówno złom żelazny, jak i rudę żelaza w celu wytworzenia stali.

Elektryczny piec łukowy jest zasadniczo gigantycznym żaroodpornym czajnikiem zasilanym przez trzy grafitowe kolce. Piec ma zdejmowaną, chłodzoną wodą pokrywę, która utrzymuje grafitowe kolce i jest podłączona do dużych linii energetycznych, które działają jak elektrody. Po podniesieniu pokrywy piec można załadować dowolną kombinacją złomu żelaza, rudy żelaza, topnika i ciała stałego paliwo, a gdy szczelnie zamknięte i zabezpieczone, elektrody można obniżyć do złomu, aby rozpocząć topienie proces.

Piece łukowe topią złom i rudę za pomocą elektrod grafitowych. Gdy energia jest doprowadzana do pieca, energia elektryczna przeskakuje między dwiema elektrodami pod napięciem i do neutralnej, uziemionej elektrody. Wysokonapięciowe łuki elektryczne wytwarzane przez te grafitowe kolce wydzielają duże ilości bezpośredniego i promieniującego ciepła, które topi zawartość pieca. Jeżeli do pieca zostaną umieszczone także paliwa stałe, ciepło z elektrod przechodzi do paliwa i podpala je, zwiększając ogólne ciepło. Gdy stopiony metal jest gotowy do użycia, można go spuścić przez specjalny otwór w piecu do odlewania i kucia. Cały proces może zająć nawet godzinę.

Chociaż piece łukowe są przydatne i mogą przetwarzać duże ilości złomu w stosunkowo krótkim czasie, ich cechy dają im kilka wad, które należy wziąć pod uwagę przed ich użyciem. Bardziej niż cokolwiek innego, piece łukowe zużywają niewiarygodnie dużą ilość energii elektrycznej - do tego stopnia, że ​​wykorzystują przemysłowy piec łukowy wiadomo, że powoduje migotanie energii w tym obszarze, a czasy użytkowania są zasadniczo kluczowe dla okresów, w których energia elektryczna nie jest powszechna używany. Podobnie jak inne rodzaje pieców, są one głośne i wymagają pobliskiej huty stali lub innego zakładu obróbki metalu, aby skutecznie wykorzystać wytwarzane produkty.