Introduzione ai tipi di forni elettrici

forno ad arco
Un forno elettrico che utilizza l'effetto termico di un arco elettrico per fondere metalli e altri materiali (Figura 3 Tipo di forno ad arco).
Esistono tre tipi di metodi di riscaldamento:
① Forno ad arco elettrico a riscaldamento indiretto. Tra i due elettrodi si genera un arco elettrico che non entra in contatto con il materiale. Il materiale viene riscaldato per irraggiamento termico. Questo tipo di forno viene gradualmente eliminato a causa della sua elevata rumorosità e bassa efficienza.
② Forno ad arco elettrico a riscaldamento diretto. Si genera un arco elettrico tra l'elettrodo e il materiale, riscaldando direttamente il materiale; Il forno elettrico ad arco trifase per la produzione di acciaio è il forno elettrico ad arco a riscaldamento diretto più utilizzato.
③ Forno ad arco sommerso, noto anche come forno di riduzione o forno ad arco sommerso. Un'estremità dell'elettrodo viene annegata nello strato di materiale, formando un arco elettrico all'interno dello strato di materiale e riscaldando il materiale sfruttando la resistenza dello strato di materiale stesso; Comunemente utilizzato nella fusione di ferroleghe.
Forno ad arco sottovuoto
Si tratta di un forno elettrico che riscalda direttamente il metallo in un corpo del forno sottovuoto utilizzando un arco elettrico. Il gas nel forno è sottile e l'arco è generato principalmente dal vapore del metallo fuso. Per stabilizzare l'arco, viene generalmente fornita alimentazione CC. Secondo le caratteristiche di fusione, è diviso in forno di rifusione del metallo e forno di colata. A seconda che gli elettrodi vengano consumati (fusi) durante il processo di fusione, si dividono in forni autoconsumanti e forni non autoconsumanti. La maggior parte delle applicazioni industriali sono forni autoconsumanti. I forni ad arco sottovuoto sono utilizzati per la fusione di acciai speciali, metalli attivi e refrattari come titanio, molibdeno e niobio (vedi Metallurgia sottovuoto).
Il riscaldamento ad arco elettrico può essere considerato come riscaldamento a resistenza all'arco. La stabile resistenza all'arco è una condizione necessaria per la normale produzione del forno. I forni ad arco CA di solito utilizzano elettricità a frequenza di rete. Per stabilizzare l'arco, dovrebbero essere previste opportune induttanze nel circuito di alimentazione del forno. Tuttavia, la presenza di induttanze può ridurre il fattore di potenza e l'efficienza elettrica. Ridurre la frequenza della corrente è il modo per sviluppare forni ad arco AC. Il valore di resistenza dell'arco è relativamente piccolo e per ottenere il calore necessario il forno necessita di una notevole corrente di esercizio. Pertanto, la resistenza della rete corta del forno dovrebbe essere la più piccola possibile per evitare eccessive perdite di circuito. Per i forni elettrici ad arco trifase, l'impedenza delle tre fasi dovrebbe essere vicina alla stessa per evitare uno squilibrio di carico trifase.