Cum funcționează un cuptor electric ARC?

Cuptoarele cu arc electric (sau cuptoare cu arc) sunt cuptoare de temperatură înaltă care folosesc curenți electrici de înaltă tensiune ca element principal de încălzire. Inventate în Franța în 1907, aceste cuptoare sunt o parte crucială a operațiunilor de reciclare a fierului și oțelului. Sunt prezentate în „mini-moara” care reciclează resturile de fier pentru refolosire. Cuptoarele cu arc sunt utilizate și la producerea oțelului. Designul acestor cuptoare le face suficient de simple pentru a fi construite acasă, de asemenea, de către pasionați.

Există patru tipuri de cuptoare primare utilizate în turnătoriile de astăzi: cuptoare cupole, cuptoare cu inducție, cuptoare creuzibile și cuptoare cu arc. Fiecare dintre acestea utilizează metode diferite pentru a finaliza aceeași sarcină generală - topirea metalului sau a resturilor de metal cantități incredibile de căldură, astfel încât să poată fi modelat și utilizat pentru orice, de la construcție la electronice până la comun bunuri gospodărești. Utilizările specifice fiecărui tip de cuptor depind de modul în care funcționează, precum și de care este sursa sa de căldură primară. Cuptoarele Cupola, de exemplu, sunt încălzite prin arderea cocsului, a cărbunelui și a combustibilului de calcar, ceea ce îl face în primul rând potrivit pentru prelucrarea minereului de fier, în timp ce cuptoarele cu inducție și creuzet, sunt încălzite cu bobine de cupru încărcate electric, respectiv plăci fierbinți, oferă o căldură eficientă și controlată care le face perfecte pentru lucrul cu metale precum arama, aluminiu, cupru și aur. Cuptoarele cu arc electric acționează ca un fel de teren de mijloc. Folosind atât energie electrică, cât și, opțional, combustibil solid ca surse de căldură, acestea pot prelucra fier vechi și minereu de fier pentru a produce oțel.

Un cuptor cu arc electric este în esență un fierbător uriaș rezistent la căldură alimentat de trei vârfuri de grafit. Cuptorul are un capac amovibil răcit cu apă, care ține vârfurile de grafit și este conectat la linii mari de putere care acționează ca electrozi. Când capacul este ridicat, cuptorul poate fi încărcat cu orice combinație de fier vechi, minereu de fier, flux și solid combustibil, iar atunci când este închis și fixat strâns, electrozii pot fi coborâți în resturi pentru a începe topirea proces.

Cuptoarele cu arc topesc resturi și minereuri prin utilizarea electrozilor din grafit. Când energia este introdusă în cuptor, energia electrică sare între cei doi electrozi alimentați și în electrodul neutru, împământat. Arcurile electrice de înaltă tensiune create de aceste vârfuri de grafit degajă cantități mari de căldură directă și radiantă care topesc conținutul cuptorului. Dacă și combustibilii solizi au fost băgați în cuptor, căldura de la electrozi se transferă în combustibil și o reglează, crescând căldura totală. Când metalul topit este gata de utilizare, acesta poate fi golit printr-un port special de pe cuptor pentru turnare și forjare. Întregul proces poate dura doar o oră.

Deși cuptoarele cu arc sunt utile și pot prelucra cantități mari de fier vechi într-un interval de timp relativ scurt, trăsăturile lor le oferă câteva dezavantaje care trebuie luate în considerare înainte de a le folosi. Mai mult decât orice, cuptoarele cu arc folosesc o cantitate incredibil de mare de energie electrică - până la punctul de utilizare a cuptorului cu arc industrial a fost cunoscut pentru a face să pâlpâie puterea în zonă și timpii de utilizare sunt în general determinate de perioade în care energia electrică nu este larg folosit. De asemenea, ca și alte tipuri de cuptor, sunt puternice și necesită o fabrică de oțel din apropiere sau o altă fabrică de prelucrare a metalelor pentru a utiliza în mod eficient produsele produse.