عملية الصهر: هي عبارة عن تحويل المادة الصلبة مثل المعدن إلى مادة سائلة، تتم عملية الصهرعن طريق تعرّض المادة لدرجة حرارة تكون أعلى من درجة حرارة انصهارالمادة، وتتم عملية الصهر في العادة للتخلّص من الشوائب أو يتم الصهر لخلط المواد مع بعضها البعض وتكوين مادة جديدة تختلف في خصائصها عن المواد الأصلية، أو تصنيع أدوات ومعدات معدنية يتم سكبها في قالب خاص.
في عمليات الصهر تُستعمل أفران خاصة، يتم تصنيعها من المواد الحرارية، يوجد أشكال وأنواع متنوعة من الأفران الخاصة بالصهر.
أفران الصهر حسب مصدر الطاقة:
كان الفحم الخشبي يُستعمل مصدر لتوفير الطاقة الحراريّة اللازمة لعمليات الصهر، ثم الفحم الحجري وفحم الكوك يستعملان بالتدريج لهذه الغاية، وفي النهاية النفط والطاقة الكهربائية التي أصبحت الأكثر انتشاراً، لا تزال جميع المصادر تُستعمل بنسب متفاوتة، يعتمد ذلك على المصنع الذي يتم فيه عملية الصهر وحسب الإنتاج المطلوب، مصدر الطاقة في الأفران كالتالي:
- أولاً: أفران الوقود الصلبوهي كالتالي
- الفرن المقبّب: يُستعمل بشكل خاص لصهر الحديد، يتكوّن هذا الفرن من أسطوانة تُصنع من الفولاذ تثبّت نهايتها السفلية على قواعد تغلّف بالآجر الحراريّ والعلويّة تكون موصولة بالمدخنة، تحتوي على فتحة لإدخال الحديد والمواد المساعدة للصهر والفحم والنفط إلى الفرن، تتجمّع المواد المنصهرة في جزء الفرن السفلي ثم يتم سكبها.
- الفرن العاكس للهب: يوجد في هذا الفرن حجرتين يتم صنعهم من الآجر الحراري، للحجرتين سقف واحد، حيث تعمل الحجرة الأولى (مكان حرق الفحم) على توجيه اللهب إلى الحجرة الأخرى (الحوض)، يصهر هذا الفرن المعادن بمختلف أنواعها لكن قلّ استخدامه حاضراً.
- ثانياً: أفران الوقود السائل والغازي
- فرن اللهب: يتكوّن هذا الفرن من حوض طويل يصنع أيضاً من التربة الحرارية والآجر الحراري، في نهاية الحوض توجد قناة اللهب يتم خلط الغاز بالهواء للاشعال ثم إلى حوض الصهر، نهاية العملية يتم خروج الغازات من المدخنة.
- فرن البوتقة: يتكون هذا الفرن من أسطوانة تصنع من الفولاذ وتكون مجوّفة، تحتوي في الجهة العلوية على فتحة يكون أحد جوانبها متّصل مع قناة اللهب، يتم وضع المعدن الذي نريد أن نصهره في بوتقة (وعاء خاص) ثم يوضع الوعاء داخل الفرن، نقوم بتوجيه اللهب على الوعاء وليس على المعدن مباشرة، يستخدم هذا الفرن في المصانع محدودة الإنتاج.
- ثالثاً: الأفران الكهربائية
يقوم هذا الفرن بعملية الصهر والتسخين للمعدن بالطاقة الكهربائية، ومن طرق التسخين بالطاقة الكهربائية: - التسخين بالمقاومة الكهربائيّة: التسخين يكون مباشر أو غير مباشر، عند التسخين المباشر الفرن يتكوّن من أسطوانة تثبت بشكا أفقي، توصل بالكهرباء بواسطة عمود يصنع من الغارفيت يمتد على طول المحور، ثم يتم تسخين المعدن وصهره، التسخين غير المباشر تستعمل البوتقة التي تستعمل في أفران الوقود السائل، لكن تكون مزوّدة بالمقاومات الكهربائية لمدها بالطاقة الحراريّة.
- أفران القوس الكهربائيّة: يتكوّن من أسطوانة تكون القاعدة مقعرة، السقف محدب (منحني) يزوّد الفرن من خلاله بالمعدن، يحتوي على ثلاثة إلكترودات تُصنع من الغرافيت الصلب تعمل على إنتاج الحرارة بتحركها للأعلى والأسفل.
