تشمل أفران صهر الحديد والصلب الأكثر شيوعًا المستخدمة في معظم المصانع فرن الوشاح، وفرن الكوبيلا، وفرن الحث، والفرن الكهربائي. ولكل من هذه الأفران تكنولوجيا فريدة خاصة بها تجعلها مناسبة لظروف وقدرات إنتاجية مختلفة.
بالإضافة إلى الأفران المذكورة التي تستخدم لصهر المعادن لصنع الأجزاء، هناك أفران أخرى تستخدم لصهر المعادن استخراج المعادن وتستخدم من خاماتها. وتشمل هذه الأفران الأفران المكشوفة، وأفران بسمر، وأفران الأكسجين القلوي، والأفران العالية، والتي غالبًا ما تستخدم في صناعة الحديد وإنتاج الصلب. في مقالة إنتاج الفولاذ، تعرف على المزيد حول هذه الأفران وطرق صناعة الفولاذ.
فرن بوش
تُستخدم الأفران السائبة غالبًا لصهر السبائك غير الحديدية التي لها نقطة انصهار منخفضة. وتتضمن آلية عمل هذه الأفران أيضًا استخدام وعاء خزفي مقاوم للحرارة حتى تتمكن من تحمل درجات الحرارة العالية. يتم وضع هذا الوعاء الخزفي، والذي يسمى بالبوتقة، فوق مصدر الحرارة لإذابة المعدن والمواد المضافة فيه. ويختلف حجم هذه المصانع.
يحتوي هذا النوع من أفران الصهر على هيكل مغلق للحفاظ على الحرارة بالداخل. يشمل الوقود الشائع الاستخدام في فرن الأدغال الفحم أو الغاز الطبيعي. هناك أيضًا اختلافات في تصميم ونظام تسخين الأفران. وبصرف النظر عن أفران الشجيرات المتنقلة والثابتة، هناك أيضًا أفران الشجيرات المائلة والثابتة. ويجب أيضًا التمييز بين الأفران المقاومة للتدفئة والتسخين بالوقود.
الأنواع الشائعة من أفران الأدغال في صناعات الصب هي:
1. فرن البوش الثابت: يتم تثبيت الوعاء الموجود داخل هذا النوع من الأفران ويتم إزالة المعدن المنصهر باستخدام صمام موجود في أسفل الفرن.
2. فرن بوتقة الرفع المتحرك: عندما يذوب المعدن الموجود في البوتقة بالكامل، يتم رفع البوتقة بمساعدة الرافعات داخل موقع الإنتاج بحيث يصل المعدن المنصهر إلى القوالب. فرن البوتقة المائلة: يتم تثبيت البوتقة الموجودة داخل الفرن، ويتم إمالة نظام الفرن بالكامل بحيث يخرج منه المعدن المنصهر.
فرن كوبيلا
تم استخدام فرن كوبيلا لفترة طويلة في صناعات الصب المختلفة. السمة المميزة لهذا النوع من الأفران هو ارتفاعها العالي ومداخنها الأسطوانية. ويتكون الجزء الداخلي منه من طبقات من الطين والطوب لحماية الأجزاء الداخلية من الحرارة الشديدة والتآكل والأكسدة. هذا الفرن مناسب جدًا لإنتاج كميات كبيرة من المصهور وغالبًا ما يستخدم لصهر الحديد الزهر.
بالنسبة لعملية الصهر أيضًا، يتم شحن عدة طبقات من السبائك الحديدية وفحم الكوك والحجر الجيري في الفرن قبل المعدن الأساسي. يتم إضافتها ونتيجة لذلك، تتفاعل هذه المواد بسبب الحرارة وتعلق على السطح المنصهر كشوائب. وظيفة وكفاءة هذه المضافات هي:
1. فحم الكوك: يستخدم كوقود لإذابة المواد الموجودة في الفرن. عناصر الخردة والسبائك: المواد المشحونة الرئيسية التي يتكون منها المعدن المنصهر. الحجر الجيري: تؤدي إضافة هذه المادة، والتي تسمى أيضًا بالتدفق، إلى تفاعل الرماد والشوائب الأخرى معها لتكوين الخبث. ودور هذا الخبث المنصهر، الذي يوضع على المعدن المنصهر، هو منع الأكسدة السطحية للمعدن المنصهر.
فرن الحث
توفر أفران الحث الحرارة ودرجة الحرارة اللازمة لصهر المعادن والسبائك من خلال تكنولوجيا الحث بالتيار الكهرومغناطيسي المتناوب. ويسبب هذا المجال الكهرومغناطيسي حركة ذرات المعدن، مما يؤدي في النهاية إلى إنتاج الحرارة. مصدر التيارات الكهرومغناطيسية هو ملفات أو ملفات نحاسية يتم وضعها حول الجزء ولكن ليس لها اتصال جسدي به. تعتبر هذه الأنواع من الأفران خيارًا مثاليًا لصناعات الصهر والصب نظرًا لإنتاج ذوبان عالي الجودة وسهولة الصيانة وكفاءة جيدة جدًا في استخدام الطاقة.