December 21, 2025
فرن القوس الكهربائي هو نوع من الأفران الكهربائية ذات التردد الكهربائي التي تستخدم طاقة القوس الكهربائي لصهر المعادن. في التطبيقات الصناعية، يمكن تصنيف أفران القوس الكهربائي إلى ثلاثة أنواع رئيسية:
في هذا النوع، يحدث القوس الكهربائي بين قضيب قطب كهربائي خاص وشحنة الفرن المنصهرة. يتم تسخين شحنة الفرن مباشرة بواسطة القوس الكهربائي. تستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي لصناعة الصلب، وهي قابلة للتطبيق أيضًا لصهر الحديد والنحاس والمواد المقاومة للحرارة وتنقية الفولاذ السائل.
هنا، يتولد القوس بين قضيبين قطبين كهربائيين خاصين. يتم تسخين شحنة الفرن من خلال إشعاع القوس. يستخدم هذا النهج بشكل شائع لصهر النحاس وسبائك النحاس.
يستخدم فرن القوس المغمور خامات ذات مقاومة عالية كمواد خام. أثناء التشغيل، يتم دفن الجزء السفلي من القطب الكهربائي بشكل عام في شحنة الفرن. لا يتضمن مبدأ التسخين الخاص به الحرارة المتولدة عن مقاومة الشحنة فقط أثناء مرور التيار، بل يشمل أيضًا الحرارة الناتجة عن القوس بين القطب الكهربائي والشحنة. تجدر الإشارة إلى أن فرن القوس المغمور هو في الواقع نوع فرعي من أفران القوس الكهربائي.
فرن القوس الكهربائي هو فرن كهربائي يذيب الخامات والمعادن باستخدام درجة الحرارة المرتفعة الناتجة عن أقواس الأقطاب الكهربائية. إنه فرن صناعي ينتج تسخينًا بالقوس الكهربائي من خلال أقطاب كهربائية معدنية أو غير معدنية. يمكن تقسيم أفران القوس الكهربائي إلى أفران القوس الكهربائي ثلاثية الطور، وأفران القوس الكهربائي القابلة للاستهلاك، وأفران القوس الكهربائي أحادية الطور، وأفران القوس الكهربائي المقاومة.
يتكون جسم الفرن الخاص بفرن صناعة الصلب بالقوس الكهربائي من غطاء الفرن، وباب الفرن، وحوض التنصت، ومكدس الفرن. يتم بناء قاع الفرن وجدار الفرن باستخدام مواد حرارية قلوية أو حمضية. يتم تصنيف أفران صناعة الصلب بالقوس الكهربائي إلى أفران القوس الكهربائي ذات القدرة العادية، وعالية الطاقة، وعالية الطاقة للغاية بناءً على سعة المحول المخصصة لكل طن من سعة الفرن.
في صناعة الصلب بفرن القوس الكهربائي، يتم إدخال الطاقة الكهربائية إلى الفرن من خلال أقطاب الجرافيت، ويعمل القوس الكهربائي بين نهاية القطب الكهربائي وشحنة الفرن كمصدر للحرارة. نظرًا لأنه يستخدم الطاقة الكهربائية كمصدر للحرارة، فيمكنه تعديل الغلاف الجوي داخل الفرن، وهو أمر مفيد للغاية لصهر درجات الفولاذ التي تحتوي على المزيد من العناصر المؤكسدة بسهولة. بعد وقت قصير من اختراعه، تم استخدام صناعة الصلب بفرن القوس الكهربائي لصهر سبائك الصلب وشهدت منذ ذلك الحين تطورًا كبيرًا.
مع تحسين معدات فرن القوس الكهربائي وتكنولوجيا الصهر، إلى جانب تطوير صناعة الطاقة الكهربائية، استمرت تكلفة صناعة الصلب بفرن القوس الكهربائي في الانخفاض. حاليًا، لا تستخدم صناعة الصلب بفرن القوس الكهربائي فقط لإنتاج سبائك الصلب، ولكن أيضًا لتصنيع كمية كبيرة من الفولاذ الكربوني العادي. يزداد إنتاجه بما يتناسب مع إجمالي إنتاج الصلب في البلدان الصناعية الكبرى.
فرن القوس المغمور هو أيضًا فرن كهربائي صناعي ذو استهلاك طاقة مرتفع للغاية. وفقًا لخصائصه الهيكلية والتشغيلية، يتم توليد 70٪ من مفاعلة النظام لفرن القوس المغمور بواسطة نظام الشبكة القصيرة، وهو نظام عمل عالي التيار بحد أقصى للتيار يمكن أن يصل إلى عشرات الآلاف من الأمبيرات. لذلك، تحدد أداء الشبكة القصيرة إلى حد كبير أداء فرن القوس المغمور.
من الصعب أن يتجاوز عامل القدرة الطبيعي لفرن القوس المغمور 0.85، وبالنسبة لمعظم الأفران، يتراوح بين 0.7 و 0.8. لا يؤدي عامل القدرة المنخفض إلى تقليل كفاءة المحول واستهلاك كمية كبيرة من الطاقة غير المجدية فحسب، بل يتكبد أيضًا غرامات طاقة إضافية من قسم الطاقة. في الوقت نفسه، نظرًا للتحكم اليدوي في القطب الكهربائي وعملية التراص، تزداد حالة عدم التوازن في الطاقة بين المراحل الثلاث، مع حد أقصى لعدم التوازن يزيد عن 20٪. يؤدي هذا إلى انخفاض كفاءة الصهر وارتفاع تكاليف الكهرباء.
تعد تحسين عامل القدرة للشبكة القصيرة وتقليل عدم توازن الشبكة طرقًا فعالة لتقليل استهلاك الطاقة وتعزيز كفاءة الصهر. من خلال اتخاذ التدابير المناسبة لتحسين عامل القدرة للشبكة القصيرة، يمكن تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 5 - 20٪، ويمكن زيادة الغلة بأكثر من 5 - 10٪. هذا يجلب فوائد اقتصادية كبيرة للمؤسسات، ويمكن استرداد تكاليف التحويل على المدى القصير إلى المتوسط من خلال توفير تكاليف الكهرباء.
في نظام فرن القوس المغمور، تمثل خسائر الشبكة القصيرة أكثر من 70٪ من خسائر النظام نفسه. نظرًا لأن الشبكة القصيرة هي نظام تشغيل عالي التيار بحد أقصى للتيار يبلغ عشرات الآلاف من الأمبيرات، فإن أدائها أمر بالغ الأهمية. إذا تم اتخاذ التدابير المناسبة لتحسين عامل القدرة للشبكة القصيرة وعدم توازن القطب الكهربائي، فيمكن تقليل استهلاك طاقة الإنتاج بنسبة 3 - 6٪، ويمكن زيادة إنتاج المنتج بنسبة 5 - 15٪.
في الصين، لمعالجة مشكلة عوامل القدرة الطبيعية المنخفضة في أفران القوس المغمور، يتم اعتماد طريقة تعويض الطاقة التفاعلية على الجانب عالي الجهد في الغالب. ومع ذلك، فإن التعويض عالي الجهد يحسن فقط عامل القدرة على الجانب عالي الجهد. لا تزال الطاقة التفاعلية المتولدة عن المفاعلة الاستقرائية الهائلة تتدفق في نظام الشبكة القصيرة، ويرجع عدم التوازن ثلاثي الأطوار إلى الطور القوي للشبكة القصيرة (الشبكة القصيرة قصيرة، لذا فإن المفاعلة الاستقرائية صغيرة، مما يؤدي إلى خسائر منخفضة وإنتاج مرتفع). لذلك، لا يمكن للتعويض عالي الجهد حل مشكلة التوازن ثلاثي الأطوار أو تحقيق تأثير تعويض الطاقة التفاعلية لنظام الخط القصير وتحسين عامل القدرة على الجانب منخفض الجهد. نظرًا لأن أكثر من 70٪ من إمدادات الطاقة موجودة على الجانب منخفض الجهد، فلا يمكنها تقليل الخسائر على الجانب منخفض الجهد أو زيادة إنتاج المحول، على الرغم من أنها يمكن أن تتجنب الغرامات، وهو أمر ذو مغزى فقط لقسم إمداد الطاقة.
بالمقارنة مع التعويض عالي الجهد، يتمتع التعويض منخفض الجهد بالمزايا التالية بالإضافة إلى تحسين عامل القدرة:
· زيادة معدل الاستخدام: إنه يحسن معدل استخدام المحولات وخطوط التيار العالي، مما يزيد من الطاقة المدخلة الفعالة للصهر. بالنسبة لصهر القوس، يتم توليد الطاقة التفاعلية بشكل أساسي عن طريق تيار القوس. يؤدي تحريك نقطة التعويض إلى الشبكة القصيرة إلى تعويض استهلاك الطاقة التفاعلية الكبير للشبكة القصيرة في الموقع، مما يزيد من جهد الإدخال لإمداد الطاقة، وإنتاج المحول، والطاقة المدخلة الفعالة للصهر. تعتبر طاقة انصهار المادة دالة لجهد القطب الكهربائي والمقاومة النوعية للمادة (P = U²/Z material). مع تحسن قدرة تحميل المحول، تزداد الطاقة المدخلة إلى الفرن، مما يؤدي إلى زيادة الإنتاج وتقليل الاستهلاك.
· تعويض التوازن: إنه يعوض عن عدم التوازن ويحسن ظروف الطور القوي والضعيف للأطوار الثلاثة. نظرًا للتخطيط غير المتوازن للشبكة القصيرة ثلاثية الطور، وجسم الفرن، والشحنة، فإن انخفاضات الجهد والطاقات المختلفة بين الأطوار الثلاثة تؤدي إلى أطوار قوية وضعيفة. يؤدي استخدام التوصيل المتوازي أحادي الطور لتعويض الطاقة التفاعلية إلى تعديل شامل لقدرة التعويض لكل طور، مما يحسن كثافة الطاقة في قلب الفرن وتوحيد البوتقة، مما يضمن جهد عمل فعال ثابت للأقطاب الكهربائية ثلاثية الطور، وجهد قطب كهربائي متوازن، وتغذية ثلاثية الطور، وأقطاب كهربائية ثلاثية الطور، وتحقيق هدف زيادة الإنتاج وتقليل الاستهلاك. كما أنه يحسن ظاهرة عدم التوازن ثلاثي الأطوار، وبيئة عمل الفرن، وعمر خدمة الفرن.
· تقليل التوافقيات: إنه يقلل من التوافقيات عالية الترتيب، مما يقلل من ضرر التوافقيات على معدات إمداد الطاقة بأكملها وتقليل الخسائر الإضافية للمحولات والشبكات.
· تحسين جودة الطاقة: إنه يعزز جودة الطاقة، ويحسن المعلمات الكهربائية للنظام، ويعزز جودة المنتج.
ومع ذلك، فإن تقنيات تبديل التعويض التقليدية (مثل التبديل باستخدام موصل التيار المتردد) لديها عدد كبير من مفاتيح التبديل وتكاليف عالية. علاوة على ذلك، تؤثر بيئة العمل القاسية بشكل كبير على عمر الخدمة، مما يجعل من الصعب على التعويض منخفض الجهد لطريقة التبديل أن يتجاوز سنة واحدة في عمر الخدمة. هذا يجلب الكثير من أعمال الصيانة للمؤسسات ويطيل فترة استرداد الاستثمار. نظرًا لارتفاع تكاليف المتابعة والصيانة، فإن الفائدة الإجمالية ليست جيدة.
وحدة التحكم في تعويض الطاقة التفاعلية من النوع BWKN - 3500 (النوع الخاص للشبكة القصيرة لفرن القوس المغمور) هي وحدة تحكم في تعويض الطاقة التفاعلية تم تطويرها وتصميمها خصيصًا للتكيف مع خصائص عمل أفران القوس المغمور. لديها الوظيفة المثالية لتحسين جودة الطاقة، وتشمل بشكل أساسي تحسين عامل القدرة لفرن القوس المغمور، وتوفير الطاقة، وتوفير دعم الجهد، وتقليل الوميض. ميزاته البارزة هي كما يلي:
· تعويض ثلاثي الأطوار منفصل: إنه يعوض الأطوار الثلاثة بشكل منفصل لتقليل عدم التوازن ثلاثي الأطوار وزيادة الإنتاج وتقليل الاستهلاك بشكل فعال.
· تحسين الجهد: إنه يحسن بشكل كبير انخفاض الجهد والوميض.
· التبديل الحر: إنه يتيح التبديل الحر في أي وقت.
· موثوقية عالية: تتمتع بموثوقية عالية، مما يسمح بالتشغيل بدون صيانة وبدون مراقبة.
· حماية متعددة: تتميز بتصميم حماية متعدد لتجنب إتلاف المكثفات والمفاتيح الإلكترونية قدر الإمكان (حسب الطلب وفقًا لمتطلبات العملاء المختلفة).
· تحسين معدل الاستخدام: إنه يحسن بشكل كبير معدل استخدام نظام إمداد الطاقة.
· المعلمات الفنية الرئيسية:
· مواصفات التصميم: DL/T597 - 1996
· الجهد المقنن: 220 فولت
· التردد الأساسي: 50 هرتز
· الكمية الفيزيائية للتحكم: الطاقة التفاعلية Q؛ عامل القدرة COS&Phi؛
· عمل مستمر
· درجة الحرارة المحيطة: - 5℃～+ 70℃
· الرطوبة النسبية: متوسط يومي لا يزيد عن 95٪، متوسط شهري لا يزيد عن 90٪ (داخلي)، بدون تكثف
· طريقة التعويض: التعويض حسب الطور والدرجة (قابلة للتخصيص وفقًا لاحتياجات العميل)
· خصائص الأداء: يمكن تقسيمها إلى أطوار ودرجات وتداول وتبديل مفتاح إلكتروني؛ يمكن استخدامه للتعويض التدريجي. وهي مجهزة بوظائف حماية كاملة وتمكن التحكم الآلي في التبديل دون تدخل يدوي، مما يضمن التشغيل الآمن والفعال.
فرن القوس الكهربائي أكثر مرونة من أفران صناعة الصلب الأخرى. يمكنه إزالة الشوائب بشكل فعال مثل الكبريت والفوسفور. من السهل التحكم في درجة حرارة الفرن، وتشغل المعدات مساحة صغيرة، مما يجعلها مناسبة لصهر سبائك الصلب عالية الجودة.
تشمل خصائص عمله استخدام الكربون أو مادة المغنيسيا الحرارية كبطانة للفرن وأقطاب كهربائية ذاتية الزراعة. يتم إدخال القطب الكهربائي في الشحنة لعملية القوس المغمور، باستخدام الطاقة والتيار للقوس الذي يمر عبر الشحنة والطاقة المتولدة عن مقاومة الشحنة لصهر المعدن.
نحن شركة تصنيع أفران كهربائية محترفة. لمزيد من الاستفسارات، أو إذا كنت بحاجة إلى أفران القوس المغمور، أو أفران القوس الكهربائي، أو أفران تكرير المغرفة، أو معدات صهر أخرى، فيرجى عدم التردد في الاتصال بنا على susan@aeaxa.com
