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.
kredyt: SARINYAPINNGAM / iStock / GettyImagesJak działa elektryczny piec łukowy?Cztery typy pieców
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 z niewiarygodną ilością ciepła, dzięki czemu można go kształtować i stosować we wszystkim, od budownictwa, elektroniki po zwykłe artykuły gospodarstwa domowego. 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 przetwarzania rudy żelaza, podczas gdy piece indukcyjne i tyglowe, ogrzewane odpowiednio elektrycznie naładowanymi cewkami miedzianymi i płytami grzewczymi, zapewniają wydajne i kontrolowane ciepło, które 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.
Elementy łukowe
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. Kiedy pokrywa jest podniesiona, piec można załadować dowolną kombinacją złomu żelaza, rudy żelaza, topnika i paliwa stałego, a po zamknięciu i szczelnym zabezpieczeniu elektrody można opuścić do złomu, aby rozpocząć proces topienia.
Making Metal
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.
Wady pieca łukowego
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 znane zastosowanie przemysłowego pieca łukowego powoduje migotanie energii w tym obszarze, a czasy użytkowania są zasadniczo kluczem do okresów, w których energia elektryczna nie jest powszechnie używana. Podobnie jak inne rodzaje pieców, są one głośne i wymagają pobliskiej huty stali lub innego zakładu obróbki metalu, aby skutecznie wykorzystać wytwarzane produkty.
