1.Principis de calefacció i mètodes de funcionament
Forn d'inducció:
Utilitza el principi d'inducció electromagnètica; un camp magnètic altern genera corrents de Foucault dins del metall per produir calor, eliminant la necessitat de contacte directe amb una font de calor.
Disposa d'un escalfament ràpid (per exemple, la fusió d'1 tona d'acer fos triga uns 40 minuts) i un control precís de la temperatura (dins de ± 5 graus); adequat per fondre aliatges i metalls no-ferrosos com ara el coure i l'alumini.
Interval de potència típic: de 50 kW a 10 MW (Font: *Handbook of Modern Metallurgical Equipment*).
Forn d'arc elèctric:
Fon directament la ferralla d'acer generant un arc elèctric (amb temperatures superiors a 3.000 graus) entre els elèctrodes i el metall; requereix contacte físic.
Implica un cicle de fusió més llarg (aproximadament 90 minuts per calor); adequat per a la producció d'acer al carboni a gran-escala (que representa el 30% de la producció mundial d'acer, segons un informe de la World Steel Association de 2023).
Funciona a nivells de potència més alts (normalment per sobre de 50 MW) però té una eficiència tèrmica més baixa (aproximadament el 70%).
2.Comparació entre forns d'inducció i forns d'arc elèctric
Comparació de consum d'energia, costos i impacte ambiental
Eficiència energètica:
Els forns d'inducció aconsegueixen una taxa de conversió d'energia elèctrica superior al 90%, mentre que els forns d'arc elèctric (EAF) aconsegueixen només al voltant del 70% a causa de la pèrdua d'energia de l'arc elèctric.
Els forns d'inducció consumeixen aproximadament entre 500 i 600 kWh d'electricitat per tona d'acer; Els EAF consumeixen entre 400 i 800 kWh (inclòs el consum d'energia auxiliar) a causa de les altes temperatures necessàries per fondre la ferralla.
Inversió i manteniment:
Els forns d'inducció presenten una estructura senzilla i uns costos d'equip baixos (aproximadament entre 1 i 5 milions de RMB per a forns petits-i-mitjans), cosa que facilita el manteniment.
Els EAF requereixen revestiments de forn i sistemes d'elèctrodes resistents a altes-temperatura-, la qual cosa comporta una inversió inicial elevada (més de 100 milions de RMB per a forns grans) i una substitució freqüent d'elèctrodes (que consumeix entre 1,5 i 2 kg d'elèctrodes de grafit per tona d'acer).
Impacte ambiental:
Els forns d'inducció no produeixen gasos d'escapament de combustió i funcionen amb baixos nivells de soroll (<75 decibels); EAFs generate high levels of dust emissions (15–20 kg per tonne of steel) and require associated dust removal equipment.