La differenza principale tra un forno ad arco elettrico e un forno al plasma sta nel metodo di generazione del calore e nelle caratteristiche della fonte di calore. I forni ad arco elettrico utilizzano un arco elettrico tra gli elettrodi e la carica per generare calore, mentre i forni al plasma utilizzano un arco di plasma, ovvero un flusso di gas altamente ionizzato a temperature molto elevate, tipicamente generato da un plasmatron.
Forno ad arco elettrico:
- Generazione di calore: In un forno ad arco elettrico, il calore è generato da un arco elettrico scoccato tra l'elettrodo e la carica. La corrente d'arco scorre direttamente attraverso la carica, fornendo sia il riscaldamento dell'arco che il riscaldamento resistivo della corrente che attraversa il materiale.
- Tipi: Esistono due tipi principali di forni elettrici ad arco: i forni ad arco diretto e i forni ad arco indiretto. Nei forni ad arco diretto, l'arco riscalda direttamente la carica, consentendo un riscaldamento più rapido ed efficiente.
- Applicazioni: I forni elettrici ad arco sono ampiamente utilizzati nella produzione di acciaio e possono operare in condizioni di vuoto per fondere metalli refrattari e produrre leghe speciali.
Forno ad arco al plasma:
- Generazione di calore: I forni ad arco al plasma utilizzano un arco di plasma, ovvero un flusso di gas riscaldato a tal punto da diventare ionizzato e condurre elettricità, creando una temperatura molto elevata (da 3.000 a 7.000 gradi Celsius). Questo plasma è generato da un plasmatron e può essere controllato e diretto sul materiale da fondere.
- Vantaggi: I forni ad arco di plasma offrono un'elevata stabilità e una regolazione continua della temperatura, la capacità di operare in varie atmosfere, un'elevata efficienza nelle aggiunte di leghe e un ridotto contenuto di impurità. Sono particolarmente utili per la fusione di acciai a basso tenore di carbonio e acciai nitrurati.
- Applicazioni: Questi forni sono utilizzati principalmente nell'elettrometallurgia e possono essere configurati in vari design, tra cui configurazioni orizzontali e verticali.
In sintesi, sebbene entrambi i tipi di forni utilizzino archi elettrici per generare calore, l'uso del plasma come fonte di calore consente un controllo più preciso della temperatura e offre vantaggi specifici nei processi metallurgici, in particolare nella produzione di metalli e leghe di alta qualità e bassa purezza.
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