الفرن الكهربائي ( Electric furnace )

الفُرْن الكهربائي جهاز لإنتاج الحرارة بوسائل كهربائية يتكون من غرفة لاستقبال التيار الكهربائي الذي يتسبب في رفع درجة حرارة المواد الموجودة في الفرن. وتُسمى المادة المطلوب تسخينها بالشحنة.

تُستخدم الأفران الكهربائية في تسخين المواد لدرجات حرارة بالغة الارتفاع لإنتاج منتجات مفيدة. فالحرارة على سبيل المثال، تستخدم لصهر فلزات مختلفة حتى يتسنى اختلاطها لتكوين سبائك. وتُستخدم الأفران الكهربائية أيضًا لتحسين نوعية الفولاذ والزجاج بتسخينهما وتبريدهما عند درجات حرارة معينة تحت درجة الانصهار. وتقوم أنواع خاصة من هذه الأفران بفلكنة المطاط وتشكيل البلاستيك وتجفيف ومعالجة مواد أخرى.

وتُبطَّن غرفة التسخين في الفرن الكهربائي بالطوب حتى تستطيع تحمُّل درجات الحرارة العالية كما يحاط الطوب بمادة عازلة لحفظ الحرارة داخل الغرفة، وتُغطي صدفة واقية هذه المادة العازلة.

وتنتج الحرارة في أفران المقاومات بإمرار تيار كهربائي خلال ملف تسخين عالي المقاومة يحيط بالشحنة. وفي هذه الأفران توضع أقطاب ملامسة للشحنة، ويمر التيار خلال الشحنة نفسها، بينما تُسخن الشحنة في الأفران الكهربائية الحثية بالحث الكهربائي دون وجود اتصال كهربائي مباشر معها. ★ تَصَفح: الحث الكهربائي.

ولأفران القوس الكهربائي غير المباشرة قوس كهربائي بين قطبين موضوعين قريبًا من الشحنة. أما أفران القوس المباشرة فلها قوس كهربائي من القطبين إلى الشحنة مباشرة.

ويتم التحكم في درجة حرارة الفرن الكهربائي بتغيير شدة التيار الكهربائي المار. وتتراوح درجات الحرارة في فرن المقاومة بين 540°م و1,500°م. وتحدد درجة الحرارة القصوى بنقطة انصهار مادة المقاوم. فالمقاومات المصنوعة من سبيكة النيكل الكروم تسمح بإنتاج درجات حرارة تصل إلى 1,100°م، بينما تسمح المقاومات المصنوعة من كربيد السليكون بالوصول إلى درجة حرارة 1,500°م. وقد تتعدى درجات الحرارة في فرن كهربائي 3,300°م. وتسخِّن أفران القوس الكهربائي الحمل إلى درجات حرارة محددة فقط بنقطة انصهار المادة المبطنة للفرن التي قد تصل إلى 1,600°م.

★ تَصَفح أيضًا: القوس الكهربائي.