Electric arc furnace
વિદ્યુત ચાપ ભઠ્ઠી (ઇ. એ. એફ.) એ એવી ભઠ્ઠી છે જે વિદ્યુત ચાપ દ્વારા સામગ્રીને ગરમ કરે છે. ઔદ્યોગિક ચાપ ભઠ્ઠીઓ કદમાં આશરે એક ટન ક્ષમતાના નાના એકમો (કાસ્ટ આયર્ન ઉત્પાદનોના ઉત્પાદન માટે ફાઉન્ડ્રીમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે) થી લઈને ગૌણ સ્ટીલ બનાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા લગભગ 400 ટન એકમો સુધીની હોય છે. સંશોધન પ્રયોગશાળાઓ અને દંતચિકિત્સકો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી આર્ક ભઠ્ઠીઓની ક્ષમતા માત્ર થોડા ડઝન ગ્રામની હોઈ શકે છે. ઔદ્યોગિક વિદ્યુત ચાપ ભઠ્ઠીનું તાપમાન પહોંચી શકે છે, જ્યારે પ્રયોગશાળા એકમો વધી શકે છે. વિદ્યુત ચાપ ભઠ્ઠીઓમાં, ચાર્જ કરેલી સામગ્રી (ગરમી માટે ભઠ્ઠીમાં દાખલ કરવામાં આવેલી સામગ્રી, જેને વિદ્યુત ચાર્જ સાથે ભેળસેળ ન કરવી) સીધા વિદ્યુત ચાપના સંપર્કમાં આવે છે, અને ભઠ્ઠીના ટર્મિનલ્સમાંથી પ્રવાહ ચાર્જ કરેલી સામગ્રીમાંથી પસાર થાય છે. આર્ક ભઠ્ઠીઓ ઇન્ડક્શન ભઠ્ઠીઓથી અલગ હોય છે, જેમાં એડી પ્રવાહોને બદલે ચાર્જ ગરમ કરવામાં આવે છે. ઇતિહાસ 19મી સદીમાં, સંખ્યાબંધ લોકોએ લોખંડ ઓગળવા માટે વિદ્યુત ચાપનો ઉપયોગ કર્યો હતો. સર હમ્ફ્રી ડેવીએ 1810માં પ્રાયોગિક પ્રદર્શન હાથ ધર્યું હતું; 1815માં પેપિસ દ્વારા વેલ્ડીંગની તપાસ કરવામાં આવી હતી; પિંચને 1853માં ઇલેક્ટ્રોથર્મિક ભઠ્ઠી બનાવવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો; અને 1878-79 માં, સર વિલિયમ સિમેન્સે ચાપ પ્રકારની વિદ્યુત ભઠ્ઠીઓ માટે પેટન્ટ લીધી હતી. પ્રથમ સફળ અને કાર્યરત ભઠ્ઠીની શોધ 1888માં સ્કોટલેન્ડના એડિનબર્ગમાં જેમ્સ બર્ગેસ રીડમેન દ્વારા કરવામાં આવી હતી અને 1889માં પેટન્ટ કરવામાં આવી હતી. આ ખાસ કરીને ફોસ્ફરસની રચના માટે હતું. વધુ વિદ્યુત ચાપ ભઠ્ઠીઓ ફ્રાન્સના પોલ હેરોલ્ટ દ્વારા વિકસાવવામાં આવી હતી, જેમાં 1907માં યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં વ્યાપારી પ્લાન્ટની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી. સેન્ડરસન ભાઈઓએ ન્યૂયોર્કના સિરાક્યુસમાં ધ સેન્ડરસન બ્રધર્સ સ્ટીલ કંપનીની રચના કરી હતી, જેણે યુ. એસ. માં પ્રથમ ઇલેક્ટ્રિક ચાપ ભઠ્ઠી સ્થાપિત કરી હતી. આ ભઠ્ઠી હવે સ્ટેશન સ્ક્વેર, પિટ્સબર્ગ, પેન્સિલવેનિયા ખાતે પ્રદર્શનમાં છે. શરૂઆતમાં ઇલેક્ટ્રિક ચાપ ભઠ્ઠી દ્વારા ઉત્પાદિત "ઇલેક્ટ્રિક સ્ટીલ" મશીન ટૂલ્સ અને સ્પ્રિંગ સ્ટીલ જેવા ઉપયોગો માટે એક વિશેષ ઉત્પાદન હતું. કાર્બાઇડ લેમ્પમાં ઉપયોગ માટે કેલ્શિયમ કાર્બાઇડ તૈયાર કરવા માટે પણ કમાન ભઠ્ઠીઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતો. સ્ટેસ્સાનો ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠી એ ચાપ પ્રકારની ભઠ્ઠી છે જે સામાન્ય રીતે સ્નાનને મિશ્રિત કરવા માટે ફરે છે. ગિરોડ ભઠ્ઠી હેરોલ્ટ ભઠ્ઠી જેવી જ છે. જ્યારે બીજા વિશ્વયુદ્ધમાં એલોય સ્ટીલના ઉત્પાદન માટે ઇ. એ. એફ. નો વ્યાપક ઉપયોગ થતો હતો, ત્યારે તે પછીથી જ ઇલેક્ટ્રિક સ્ટીલ નિર્માણનું વિસ્તરણ થવાનું શરૂ થયું હતું. મિની-મિલ માટે ઓછી મૂડી કિંમત-વાર્ષિક સ્થાપિત ક્ષમતાના ટન દીઠ આશરે US $140-200, એક સંકલિત સ્ટીલ મિલ માટે વાર્ષિક સ્થાપિત ક્ષમતાના ટન દીઠ US $1,000 ની સરખામણીમાં-યુદ્ધ-વિનાશક યુરોપમાં મિલોને ઝડપથી સ્થાપિત કરવાની મંજૂરી આપી, અને તેમને યુ. એસ. બજારમાં ઓછા ખર્ચે, કાર્બન સ્ટીલ "લાંબા ઉત્પાદનો" (માળખાકીય સ્ટીલ, લાકડી અને બાર, વાયર અને ફાસ્ટનર્સ) માટે બેથલહેમ સ્ટીલ અને યુ. એસ. સ્ટીલ જેવા મોટા યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સના સ્ટીલ ઉત્પાદકો સાથે સફળતાપૂર્વક સ્પર્ધા કરવાની મંજૂરી આપી. જ્યારે ન્યુકોર-જે હવે યુ. એસ. માં સૌથી મોટા સ્ટીલ ઉત્પાદકોમાંનું એક છે-1969માં લાંબા સ્ટીલ ઉત્પાદનો માટે બજારમાં પ્રવેશ્યું, ત્યારે તેઓએ સ્ટીલ બનાવવાની ભઠ્ઠી તરીકે ઇ. એ. એફ. સાથેની નાની મિલનો ઉપયોગ કર્યો, જે ટૂંક સમયમાં અન્ય ઉત્પાદકો દ્વારા અનુસરવામાં આવી. જ્યારે પૂર્વીય યુ. એસ. માં ન્યુકોરનું ઝડપથી વિસ્તરણ થયું, ત્યારે નાના-મિલની કામગીરીમાં તેમને અનુસરતી કંપનીઓએ લાંબા ઉત્પાદનો માટે સ્થાનિક બજારો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું, જ્યાં ઇ. એ. એફ. એ પ્લાન્ટ્સને સ્થાનિક માંગ અનુસાર ઉત્પાદનમાં ફેરફાર કરવાની મંજૂરી આપી. આ પેટર્ન વૈશ્વિક સ્તરે અનુસરવામાં આવી હતી, જેમાં ઇ. એ. એફ. સ્ટીલનું ઉત્પાદન મુખ્યત્વે લાંબા ઉત્પાદનો માટે વપરાય છે, જ્યારે એકીકૃત મિલો, બ્લાસ્ટ ફર્નેસ અને મૂળભૂત ઓક્સિજન ફર્નેસનો ઉપયોગ કરીને, "સપાટ ઉત્પાદનો"-શીટ સ્ટીલ અને ભારે સ્ટીલ પ્લેટ માટે બજારોને ઘેરી લીધા હતા. 1987માં ન્યુકોર સપાટ ઉત્પાદનોના બજારમાં વિસ્તરણ પામ્યું હતું, જે હજુ પણ ઇ. એ. એફ. ઉત્પાદન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે. સ્ટીલ બનાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી ઇલેક્ટ્રિક ચાપ ભઠ્ઠીમાં પ્રત્યાવર્તન-રેખિત પાત્ર હોય છે, જે સામાન્ય રીતે મોટા કદમાં પાણીથી ઠંડુ હોય છે, જે પાછું ખેંચી શકાય તેવી છતથી ઢંકાયેલું હોય છે, અને જેના દ્વારા એક અથવા વધુ ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ ભઠ્ઠીમાં પ્રવેશ કરે છે. ભઠ્ઠીને મુખ્યત્વે ત્રણ વિભાગોમાં વહેંચવામાં આવે છેઃ શેલ, જેમાં બાજુની દિવાલો અને નીચલા સ્ટીલના "બાઉલ" નો સમાવેશ થાય છે; હર્થ, જેમાં રીફ્રેક્ટરીનો સમાવેશ થાય છે જે નીચલા બાઉલને રેખા કરે છે; છત, જે રીફ્રેક્ટરી-રેખિત અથવા પાણીથી ઠંડુ હોઈ શકે છે, અને ગોળાના વિભાગ તરીકે અથવા ફ્રિસ્ટમ (શંકુ વિભાગ) તરીકે આકાર આપી શકાય છે. છત તેના કેન્દ્રમાં પ્રત્યાવર્તન ડેલ્ટાને પણ ટેકો આપે છે, જેના દ્વારા એક અથવા વધુ ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ પ્રવેશ કરે છે. હર્થ અર્ધગોલાકાર આકારનો હોઈ શકે છે, અથવા તરંગી તળિયે ટેપ કરતી ભઠ્ઠીમાં (નીચે જુઓ), હર્થ અડધા ઇંડાનો આકાર ધરાવે છે. આધુનિક મેલ્ટશોપમાં, ભઠ્ઠીને ઘણીવાર ગ્રાઉન્ડ ફ્લોરથી ઉપર ઉઠાવવામાં આવે છે, જેથી ભઠ્ઠીના બંને છેડા હેઠળ લેડલ્સ અને સ્લેગ પોટ્સ સરળતાથી ચલાવી શકાય. ભઠ્ઠીના માળખાથી અલગ ઇલેક્ટ્રોડ સપોર્ટ અને ઇલેક્ટ્રિકલ સિસ્ટમ છે, અને ઝુકાવ પ્લેટફોર્મ કે જેના પર ભઠ્ઠી આરામ કરે છે. બે રૂપરેખાંકનો શક્ય છેઃ ઇલેક્ટ્રોડ ટેકો આપે છે અને ભઠ્ઠી સાથે છત નમેલી હોય છે, અથવા ઊભા પ્લેટફોર્મ પર નિશ્ચિત હોય છે. એક લાક્ષણિક વૈકલ્પિક વર્તમાન ભઠ્ઠી ત્રણ તબક્કાના વિદ્યુત પુરવઠા દ્વારા સંચાલિત થાય છે અને તેથી તેમાં ત્રણ ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સ વિભાગમાં ગોળ હોય છે, અને સામાન્ય રીતે થ્રેડેડ કપ્લિંગ્સ સાથેના વિભાગોમાં હોય છે, જેથી જેમ જેમ ઇલેક્ટ્રોડ્સ પહેરે છે, તેમ તેમ નવા વિભાગો ઉમેરી શકાય છે. ચાર્જ કરેલી સામગ્રી અને ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે ચાપ રચાય છે; ચાર્જમાંથી પસાર થતા પ્રવાહ દ્વારા અને ચાપ દ્વારા વિકસિત તેજસ્વી ઊર્જા દ્વારા ચાર્જ ગરમ થાય છે. વિદ્યુત ચાપનું તાપમાન આસપાસ પહોંચે છે, આમ જ્યારે કામગીરીમાં હોય ત્યારે ઇલેક્ટ્રોડના નીચલા ભાગો અગ્નિથી ઝળકે છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સ આપમેળે પોઝિશનિંગ સિસ્ટમ દ્વારા ઊભા અને ઘટાડવામાં આવે છે, જે ઇલેક્ટ્રિક વિંચ હસ્ટ્સ અથવા હાઇડ્રોલિક સિલિન્ડરનો ઉપયોગ કરી શકે છે. નિયમનકારી પ્રણાલી ચાર્જના ઓગળવા દરમિયાન લગભગ સતત વર્તમાન અને પાવર ઇનપુટ જાળવે છે, તેમ છતાં સ્ક્રેપ પીગળી જાય તેમ ઇલેક્ટ્રોડ્સની નીચે જઈ શકે છે. ઇલેક્ટ્રોડ ધરાવતાં માસ્ટ આર્મ્સ કાં તો ભારે બસબાર વહન કરી શકે છે (જે ઇલેક્ટ્રોડ ક્લેમ્પ્સમાં વર્તમાન વહન કરતી હોલો વોટર-કૂલ્ડ કોપર પાઇપ હોઈ શકે છે) અથવા "હોટ આર્મ્સ" હોઈ શકે છે, જ્યાં આખો હાથ વર્તમાન વહન કરે છે, કાર્યક્ષમતા વધારે છે. ગરમ હાથ તાંબાના ઢાંકેલા સ્ટીલ અથવા એલ્યુમિનિયમમાંથી બનાવી શકાય છે. પાણીથી ઠંડુ થયેલા મોટા કેબલ ભઠ્ઠીની બાજુમાં આવેલા ટ્રાન્સફોર્મર સાથે બસ ટ્યુબ અથવા હથિયારોને જોડે છે. ટ્રાન્સફોર્મરને તિજોરીમાં સ્થાપિત કરવામાં આવે છે અને તેને પંપ-ફરતા ટ્રાન્સફોર્મર તેલ દ્વારા ઠંડુ કરવામાં આવે છે, જેમાં તેલને હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ દ્વારા પાણી દ્વારા ઠંડુ કરવામાં આવે છે. ભઠ્ઠી ટિલ્ટિંગ પ્લેટફોર્મ પર બનાવવામાં આવી છે જેથી પ્રવાહી સ્ટીલને પરિવહન માટે બીજા વાસણમાં રેડવામાં આવે. પીગળેલા સ્ટીલને ભરવા માટે ભઠ્ઠીને નમાવવાની કામગીરીને "ટેપિંગ" કહેવામાં આવે છે. મૂળરૂપે, તમામ સ્ટીલ બનાવતી ભઠ્ઠીઓમાં રીફ્રેક્ટરી સાથે બંધ ટેપિંગ નળી હતી જે ભઠ્ઠી નમેલી હોય ત્યારે ધોવાઇ જાય છે, પરંતુ ઘણીવાર આધુનિક ભઠ્ઠીઓમાં પ્રવાહી સ્ટીલમાં નાઇટ્રોજન અને સ્લેગના સમાવેશને ઘટાડવા માટે તરંગી તળિયે ટેપ-હોલ (EBT) હોય છે. આ ભઠ્ઠીઓમાં એક ટેફોલ હોય છે જે હર્થ અને શેલમાંથી ઊભી રીતે પસાર થાય છે, અને ઇંડાના આકારના હર્થના સાંકડા "નાક" માં બંધ-કેન્દ્રમાં ગોઠવવામાં આવે છે. જ્યારે તેને બંધ કરવામાં આવે છે ત્યારે તે ઓલિવાઇન જેવી પ્રત્યાવર્તન રેતીથી ભરવામાં આવે છે. આધુનિક છોડમાં ઇલેક્ટ્રોડ્સના એક સમૂહ સાથે બે શેલ હોઈ શકે છે જે બંને વચ્ચે સ્થાનાંતરિત કરી શકાય છે; એક શેલ સ્ક્રેપને પહેલાથી ગરમ કરે છે જ્યારે અન્ય શેલનો ઉપયોગ મેલ્ટડાઉન માટે થાય છે. અન્ય ડીસી-આધારિત ભઠ્ઠીઓમાં સમાન વ્યવસ્થા હોય છે, પરંતુ તેમાં દરેક કવચ માટે ઇલેક્ટ્રોડ અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સનો એક સમૂહ હોય છે. એસી ભઠ્ઠીઓ સામાન્ય રીતે હર્થ પરિમિતિની આસપાસ ગરમ અને ઠંડા સ્થળોની પેટર્ન પ્રદર્શિત કરે છે, જેમાં ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે સ્થિત ઠંડા સ્થળો હોય છે. આધુનિક ભઠ્ઠીઓ બાજુની દિવાલમાં ઓક્સિજન-ઇંધણ બર્નરને માઉન્ટ કરે છે અને તેનો ઉપયોગ ઠંડા સ્થળો પર રાસાયણિક ઊર્જા પ્રદાન કરવા માટે કરે છે, જેનાથી સ્ટીલની ગરમી વધુ એકસમાન બને છે. ભઠ્ઠીમાં ઓક્સિજન અને કાર્બન દાખલ કરીને વધારાની રાસાયણિક ઊર્જા પૂરી પાડવામાં આવે છે; ઐતિહાસિક રીતે આ સ્લેગ દરવાજામાં લાન્સ (હોલો માઇલ્ડ-સ્ટીલ ટ્યુબ) દ્વારા કરવામાં આવતું હતું, પરંતુ હવે આ મુખ્યત્વે દિવાલ પર માઉન્ટ થયેલ ઈન્જેક્શન એકમો દ્વારા કરવામાં આવે છે જે ઓક્સિજન-ઇંધણ બર્નર અને ઓક્સિજન અથવા કાર્બન ઈન્જેક્શન સિસ્ટમને એક એકમમાં જોડે છે. મધ્યમ કદની આધુનિક સ્ટીલ બનાવતી ભઠ્ઠીમાં 400 અને 900 વોલ્ટની વચ્ચે ગૌણ વોલ્ટેજ અને 44,000 એમ્પીયરથી વધુ ગૌણ પ્રવાહ સાથે લગભગ 60,000,000 વોલ્ટ-એમ્પીયર (60 એમવીએ) રેટેડ ટ્રાન્સફોર્મર હશે. આધુનિક દુકાનમાં આવી ભઠ્ઠી ઠંડા ભંગારથી ચાર્જ થવાથી લઈને ભઠ્ઠીને ટેપ કરવા સુધી આશરે 50 મિનિટમાં 80 ટન પ્રવાહી સ્ટીલનું ઉત્પાદન કરે તેવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે. તેની સરખામણીમાં, મૂળભૂત ઓક્સિજન ભઠ્ઠીઓની ક્ષમતા 150-300 ટન પ્રતિ બેચ અથવા "ગરમી" ની હોઈ શકે છે અને તે 30-40 મિનિટમાં ગરમી ઉત્પન્ન કરી શકે છે. અંતિમ ઉત્પાદન અને સ્થાનિક પરિસ્થિતિઓ તેમજ ભઠ્ઠીની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે ચાલી રહેલા સંશોધનના આધારે ભઠ્ઠીની રચનાની વિગતો અને કામગીરીમાં વિશાળ વિવિધતાઓ અસ્તિત્વમાં છે. સૌથી મોટી સ્ક્રેપ-ઓનલી ભઠ્ઠી (ટેપિંગ વજન અને ટ્રાન્સફોર્મર રેટિંગની દ્રષ્ટિએ) જાપાનમાં ટોક્યો સ્ટીલ દ્વારા સંચાલિત ડીસી ભઠ્ઠી છે, જેનું નળના વજન 420 ટન છે અને 256 એમવીએ કુલ પાવર માટે આઠ 32 એમવીએ ટ્રાન્સફોર્મર્સ દ્વારા ખવડાવવામાં આવે છે. ઊર્જાની ઘનતા વિદ્યુત ચાપ ભઠ્ઠીમાં એક ટન સ્ટીલનું ઉત્પાદન કરવા માટે ટૂંકા ટન દીઠ આશરે 400 કિલોવોટ-કલાક (1.44 ગીગાજૂલ) અથવા ટન દીઠ આશરે 440 કેડબલ્યુએચ (1.6 જીજે) ની જરૂર પડે છે. એક ટન સ્ક્રેપ સ્ટીલને ઓગળવા માટે જરૂરી ઊર્જાની સૈદ્ધાંતિક લઘુતમ માત્રા 300 કેડબલ્યુએચ (1.09 જીજે) (ગલનબિંદુ) છે. તેથી, 300 ટન, 300 એમવીએ ઇએએફને સ્ટીલને ઓગળવા માટે આશરે 132 એમડબલ્યુએચ ઊર્જાની જરૂર પડશે, અને લગભગ 37 મિનિટનો "પાવર-ઓન ટાઇમ" (સ્ટીલને ચાપ સાથે ઓગળવામાં આવે તે સમય). જ્યાં સારી રીતે વિકસિત વિદ્યુત ગ્રીડ સાથે પુષ્કળ, વિશ્વસનીય વીજળી હોય ત્યાં જ ઇલેક્ટ્રિક આર્ક સ્ટીલ બનાવવાનું કામ સસ્તું પડે છે. ઘણા સ્થળોએ, મિલો ઓફ-પીક કલાકો દરમિયાન કામ કરે છે જ્યારે ઉપયોગિતાઓમાં વધારાની વીજ ઉત્પાદન ક્ષમતા હોય છે અને વીજળીની કિંમત ઓછી હોય છે. આ વૈશ્વિક સ્ટીલ ઉત્પાદનના ઊર્જા વપરાશ સાથે તમામ પદ્ધતિઓ દ્વારા લગભગ 5,555 કેડબલ્યુએચ (20 જીજે) પ્રતિ ટન (1 ગીગાજૂલ લગભગ 270 કેડબલ્યુએચ બરાબર છે) ની સરખામણીમાં ખૂબ જ અનુકૂળ છે. ઓપરેશન સ્ક્રેપ મેટલ મેલ્ટ શોપની બાજુમાં આવેલી સ્ક્રેપ ખાડીમાં પહોંચાડવામાં આવે છે. સ્ક્રેપ સામાન્ય રીતે બે મુખ્ય ગ્રેડમાં આવે છેઃ કટકા (સફેદ ચીજવસ્તુઓ, કાર અને સમાન લાઇટ-ગેજ સ્ટીલથી બનેલી અન્ય વસ્તુઓ) અને ભારે ઓગળેલા (મોટા સ્લેબ અને બીમ), સાથે કેટલાક સીધા ઘટાડેલા આયર્ન (ડીઆરઆઈ) અથવા રાસાયણિક સંતુલન માટે પિગ આયર્ન. કેટલીક ભઠ્ઠીઓ લગભગ 100% DRI ઓગળી જાય છે. સ્ક્રેપને બાસ્કેટ તરીકે ઓળખાતી મોટી ડોલમાં ભરવામાં આવે છે, જેમાં આધાર માટે "ક્લેમશેલ" દરવાજા હોય છે. ભઠ્ઠીની સારી કામગીરીની ખાતરી કરવા માટે ટોપલીમાં સ્ક્રેપને સ્તર આપવા માટે કાળજી લેવામાં આવે છે; ભારે ઓગળેલા રક્ષણાત્મક કટકાઓના હળવા સ્તરની ટોચ પર મૂકવામાં આવે છે, જેની ટોચ પર વધુ કટકા મૂકવામાં આવે છે. આ સ્તરો ચાર્જ કર્યા પછી ભઠ્ઠીમાં હાજર હોવા જોઈએ. લોડ કર્યા પછી, ટોપલી સ્ક્રેપ પ્રી-હીટરમાં જઈ શકે છે, જે સ્ક્રેપને ગરમ કરવા અને ઊર્જા પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે ગરમ ભઠ્ઠીનો ઉપયોગ કરે છે, જેનાથી છોડની કાર્યક્ષમતામાં વધારો થાય છે. પછી ભંગારની ટોપલીને ઓગળવાની દુકાનમાં લઈ જવામાં આવે છે, ભઠ્ઠીમાંથી છતને ફેરવવામાં આવે છે, અને ભઠ્ઠીને ટોપલીમાંથી ભંગાર સાથે ચાર્જ કરવામાં આવે છે. ઇ. એ. એફ. ઓપરેટરો માટે ચાર્જિંગ એ વધુ જોખમી કામગીરીઓમાંની એક છે. ટન ટન પડતી ધાતુ દ્વારા ઘણી બધી સંભવિત ઊર્જા મુક્ત થાય છે; ભઠ્ઠીમાં કોઈપણ પ્રવાહી ધાતુ ઘણીવાર નક્કર સ્ક્રેપ દ્વારા ઉપર અને બહારની તરફ વિસ્થાપિત થાય છે, અને જો ભઠ્ઠી ગરમ હોય તો સ્ક્રેપ પરની ગ્રીસ અને ધૂળ સળગાવવામાં આવે છે, પરિણામે આગનો ગોળા ફૂટે છે. કેટલીક ટ્વીન-શેલ ભઠ્ઠીઓમાં, સ્ક્રેપને બીજા શેલમાં ચાર્જ કરવામાં આવે છે જ્યારે પ્રથમને ઓગાળવામાં આવે છે, અને સક્રિય શેલમાંથી ઓફ-ગેસ સાથે પહેલાથી ગરમ કરવામાં આવે છે. અન્ય કામગીરીઓ સતત ચાર્જિંગ છે-કન્વેયર બેલ્ટ પર પ્રી-હીટિંગ સ્ક્રેપ, જે પછી સ્ક્રેપને યોગ્ય ભઠ્ઠીમાં વિસર્જિત કરે છે, અથવા ભઠ્ઠીની ઉપરના શાફ્ટ સેટમાંથી સ્ક્રેપને ચાર્જ કરે છે, જેમાં ઓફ-ગેસ શાફ્ટ દ્વારા નિર્દેશિત થાય છે. અન્ય ભઠ્ઠીઓને અન્ય કામગીરીઓમાંથી ગરમ (પીગળેલી) ધાતુથી ચાર્જ કરી શકાય છે. ચાર્જ કર્યા પછી, છતને ભઠ્ઠી ઉપર ફેરવવામાં આવે છે અને મેલ્ટડાઉન શરૂ થાય છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સને સ્ક્રેપ પર નીચે ઉતારવામાં આવે છે, એક ચાપને ફટકારવામાં આવે છે અને પછી ઇલેક્ટ્રોડ્સને ભઠ્ઠીની ટોચ પર કટકાઓના સ્તરમાં બોર કરવા માટે સેટ કરવામાં આવે છે. છત અને દિવાલોને અતિશય ગરમી અને ચાપથી થતા નુકસાનથી બચાવવા માટે કામગીરીના આ પ્રથમ ભાગ માટે નીચલા વોલ્ટેજની પસંદગી કરવામાં આવે છે. એકવાર ઇલેક્ટ્રોડ ભઠ્ઠીના પાયા પર ભારે ઓગળવા સુધી પહોંચી જાય અને ચાપને સ્ક્રેપ દ્વારા રક્ષણ મળે, પછી વોલ્ટેજ વધારી શકાય છે અને ઇલેક્ટ્રોડને સહેજ ઊંચો કરી શકાય છે, ચાપને લંબાવી શકાય છે અને ઓગળવા માટે શક્તિ વધારી શકાય છે. આ પીગળેલા પૂલને વધુ ઝડપથી રચવા માટે સક્ષમ બનાવે છે, ટેપ-ટુ-ટેપનો સમય ઘટાડે છે. ઓક્સિજનને સ્ક્રેપમાં ઉડાડવામાં આવે છે, સ્ટીલને બાળી નાખવામાં આવે છે અથવા કાપી નાખવામાં આવે છે, અને વધારાની રાસાયણિક ગરમી દિવાલ-માઉન્ટ થયેલ ઓક્સિજન-ઇંધણ બર્નર દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે. બંને પ્રક્રિયાઓ સ્ક્રેપ મેલ્ટડાઉનને વેગ આપે છે. સુપરસોનિક નોઝલ ઓક્સિજન જેટને ફોમિંગ સ્લેગમાં પ્રવેશવા અને પ્રવાહી સ્નાન સુધી પહોંચવામાં સક્ષમ બનાવે છે. સ્ટીલ બનાવવાનો એક મહત્વપૂર્ણ ભાગ સ્લેગની રચના છે, જે પીગળેલા સ્ટીલની સપાટી પર તરે છે. સ્લેગમાં સામાન્ય રીતે ધાતુના ઓક્સાઇડનો સમાવેશ થાય છે, અને તે ઓક્સિડાઇઝ્ડ અશુદ્ધિઓ માટેના સ્થળ તરીકે કામ કરે છે, થર્મલ ધાબળો તરીકે (વધુ પડતી ગરમીના નુકસાનને અટકાવે છે) અને પ્રત્યાવર્તન અસ્તરનું ધોવાણ ઘટાડવામાં મદદ કરે છે. મૂળભૂત રીફ્રેક્ટરીઓ સાથેની ભઠ્ઠી માટે, જેમાં મોટાભાગની કાર્બન સ્ટીલ ઉત્પાદક ભઠ્ઠીઓનો સમાવેશ થાય છે, સામાન્ય સ્લેગ ફોર્મર્સ કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ (કેએઓ, બળી ગયેલા ચૂનાના સ્વરૂપમાં) અને મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ (એમજીઓ, ડોલોમાઇટ અને મેગ્નેસાઇટના સ્વરૂપમાં) છે. આ સ્લેગ ફોર્મર્સને કાં તો સ્ક્રેપથી ચાર્જ કરવામાં આવે છે, અથવા મેલ્ટડાઉન દરમિયાન ભઠ્ઠીમાં ઉડાડવામાં આવે છે. ઇ. એ. એફ. સ્લેગનો બીજો મુખ્ય ઘટક સ્ટીલમાંથી આયર્ન ઓક્સાઇડ છે જે ઇન્જેક્ટેડ ઓક્સિજન સાથે દહન કરે છે. પાછળથી ગરમીમાં, કાર્બન (કોક અથવા કોલસાના સ્વરૂપમાં) આ સ્લેગ સ્તરમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે, જે આયર્ન ઓક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ધાતુના આયર્ન અને કાર્બન મોનોક્સાઇડ ગેસ બનાવે છે, જે પછી સ્લેગને ફીણ બનાવે છે, જે વધુ થર્મલ કાર્યક્ષમતાને મંજૂરી આપે છે, અને વધુ સારી ચાપ સ્થિરતા અને વિદ્યુત કાર્યક્ષમતાને મંજૂરી આપે છે. સ્લેગ ધાબળો પણ કમાનોને આવરી લે છે, જે ભઠ્ઠીની છત અને બાજુની દિવાલોને તેજસ્વી ગરમીથી થતા નુકસાનને અટકાવે છે. એકવાર પ્રારંભિક સ્ક્રેપ ચાર્જ ઓગળી ગયા પછી, સ્ક્રેપની બીજી ડોલને ભઠ્ઠીમાં ચાર્જ કરી શકાય છે, જો કે EAF વિકાસ સિંગલ-ચાર્જ ડિઝાઇન તરફ આગળ વધી રહ્યો છે. સ્ક્રેપ-ચાર્જિંગ અને મેલ્ટડાઉન પ્રક્રિયાને જરૂરી ગરમીના વજન સુધી પહોંચવા માટે જરૂરી હોય તેટલી વખત પુનરાવર્તિત કરી શકાય છે-ચાર્જની સંખ્યા સ્ક્રેપની ઘનતા પર આધારિત છે; ઓછી-ઘનતા સ્ક્રેપ એટલે વધુ ચાર્જ. બધા સ્ક્રેપ ચાર્જ સંપૂર્ણપણે ઓગળી ગયા પછી, સ્ટીલના રસાયણશાસ્ત્રને તપાસવા અને સુધારવા માટે રિફાઇનિંગ કામગીરી થાય છે અને ટેપ કરવાની તૈયારીમાં તેના ઠંડું તાપમાનથી ઉપર ઓગાળવામાં આવે છે. વધુ સ્લેગ ફોર્મર્સ રજૂ કરવામાં આવે છે અને સિલિકોન, સલ્ફર, ફોસ્ફરસ, એલ્યુમિનિયમ, મેંગેનીઝ અને કેલ્શિયમ જેવી અશુદ્ધિઓને બાળીને અને તેમના ઓક્સાઇડને સ્લેગમાં દૂર કરીને સ્નાનમાં વધુ ઓક્સિજન ફૂંકવામાં આવે છે. આ તત્વો પહેલા બળી ગયા પછી કાર્બનને દૂર કરવામાં આવે છે, કારણ કે તેઓ ઓક્સિજન માટે વધુ આકર્ષણ ધરાવે છે. આયર્ન કરતાં ઓક્સિજન માટે નબળું આકર્ષણ ધરાવતી ધાતુઓ, જેમ કે નિકલ અને તાંબુ, ઓક્સિડેશન દ્વારા દૂર કરી શકાતી નથી અને તેને માત્ર સ્ક્રેપ રસાયણશાસ્ત્ર દ્વારા નિયંત્રિત કરવી જોઈએ, જેમ કે અગાઉ ઉલ્લેખિત સીધા ઘટાડેલા આયર્ન અને પિગ આયર્નની રજૂઆત. એક ફોમિંગ સ્લેગ સમગ્ર રીતે જાળવવામાં આવે છે, અને ઘણીવાર સ્લેગ દરવાજામાંથી સ્લેગ ખાડામાં રેડવા માટે ભઠ્ઠીમાં ઓવરફ્લો થાય છે. તાપમાનનું નમૂના અને રાસાયણિક નમૂના સ્વયંચાલિત લાન્સ દ્વારા લેવામાં આવે છે. ઓક્સિજન અને કાર્બનને વિશેષ ચકાસણીઓ દ્વારા આપમેળે માપી શકાય છે જે સ્ટીલમાં ડૂબી જાય છે, પરંતુ અન્ય તમામ ઘટકો માટે, "ચિલ" નમૂના-સ્ટીલનો એક નાનો, મજબૂત નમૂનો-ચાપ-ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રોમીટર પર વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. એકવાર તાપમાન અને રસાયણશાસ્ત્ર યોગ્ય થઈ જાય પછી, સ્ટીલને ભઠ્ઠીને નમાવીને પ્રીહીટેડ લેડલમાં ટેપ કરવામાં આવે છે. સાદા-કાર્બન સ્ટીલની ભઠ્ઠીઓ માટે, ટેપ કરતી વખતે સ્લેગની જાણ થતાં જ ભઠ્ઠી ઝડપથી ડિસલેગિંગ બાજુ તરફ પાછી નમેલી હોય છે, જે લેડલમાં સ્લેગનું વહન ઘટાડે છે. સ્ટેઈનલેસ સ્ટીલ સહિત કેટલાક ખાસ સ્ટીલ ગ્રેડ માટે, સ્લેગને લેડલમાં પણ રેડવામાં આવે છે, જેથી મૂલ્યવાન મિશ્ર ધાતુના ઘટકોને પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે લેડલ ભઠ્ઠીમાં સારવાર કરવામાં આવે. ટેપ કરતી વખતે ધાતુના પ્રવાહમાં કેટલાક મિશ્ર ધાતુના ઉમેરાઓ દાખલ કરવામાં આવે છે, અને નવા સ્લેગ સ્તરનું નિર્માણ શરૂ કરવા માટે લેડલની ટોચ પર ચૂનો જેવા વધુ પ્રવાહો ઉમેરવામાં આવે છે. ઘણીવાર, "હોટ હીલ" બનાવવા માટે ભઠ્ઠીમાં થોડા ટન પ્રવાહી સ્ટીલ અને સ્લેગ છોડી દેવામાં આવે છે, જે સ્ક્રેપના આગામી ચાર્જને પહેલાથી ગરમ કરવામાં અને તેના મેલ્ટડાઉનને વેગ આપવામાં મદદ કરે છે. ટેપીંગ દરમિયાન અને પછી, ભઠ્ઠીને "ફેરવવામાં આવે છે": સ્લેગ બારણું ઘનીકરણ સ્લેગથી સાફ કરવામાં આવે છે, દૃશ્યમાન રીફ્રેક્ટરીઓનું નિરીક્ષણ કરવામાં આવે છે અને પાણીથી ઠંડુ થયેલા ઘટકોની લિક માટે તપાસ કરવામાં આવે છે, અને ઇલેક્ટ્રોડ્સનું નુકસાન માટે નિરીક્ષણ કરવામાં આવે છે અથવા નવા સેગમેન્ટ્સના ઉમેરા દ્વારા લંબાવવામાં આવે છે. ટેપિંગ પૂર્ણ થયા પછી ટેફોલ રેતીથી ભરવામાં આવે છે. 90 ટનની, મધ્યમ-શક્તિની ભઠ્ઠી માટે, સમગ્ર પ્રક્રિયામાં સામાન્ય રીતે એક ગરમીને ટેપ કરવાથી લઈને બીજી ગરમીને ટેપ કરવામાં (ટેપ-ટુ-ટેપ સમય) લગભગ 60-70 મિનિટનો સમય લાગે છે. ભઠ્ઠીને નિયમિત ધોરણે સ્ટીલ અને સ્લેગથી સંપૂર્ણપણે ખાલી કરવામાં આવે છે જેથી રીફ્રેક્ટરીઓનું નિરીક્ષણ કરી શકાય અને જો જરૂરી હોય તો મોટા સમારકામ કરી શકાય. જેમ કે રીફ્રેક્ટરીઓ ઘણીવાર કેલ્સિન કાર્બોનેટમાંથી બનાવવામાં આવે છે, તેઓ પાણીમાંથી હાઇડ્રેશન માટે અત્યંત સંવેદનશીલ હોય છે, તેથી પાણી-ઠંડુ ઘટકોમાંથી કોઈપણ શંકાસ્પદ લિકને સંભવિત વરાળ વિસ્ફોટની તાત્કાલિક ચિંતાની બહાર, અત્યંત ગંભીરતાથી ગણવામાં આવે છે. અતિશય પ્રત્યાવર્તન ઘસારો બ્રેકઆઉટ તરફ દોરી શકે છે, જ્યાં પ્રવાહી ધાતુ અને સ્લેગ પ્રત્યાવર્તન અને ભઠ્ઠીના કવચમાં પ્રવેશ કરે છે અને આસપાસના વિસ્તારોમાં ભાગી જાય છે. સ્ટીલ બનાવવા માટેના ફાયદા ઇ. એ. એફ. નો ઉપયોગ સ્ટીલને <આઇ. ડી. 1> સ્ક્રેપ મેટલ ફીડસ્ટોકમાંથી બનાવવાની મંજૂરી આપે છે. આ અયસ્કમાંથી પ્રાથમિક સ્ટીલ બનાવવાની સરખામણીમાં સ્ટીલ બનાવવા માટે જરૂરી ઊર્જાને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે. બીજો ફાયદો લવચીકતા છેઃ જ્યારે બ્લાસ્ટ ફર્નેસ તેમના ઉત્પાદનમાં ઘણો ફેરફાર કરી શકતી નથી અને એક સમયે વર્ષો સુધી કાર્યરત રહી શકે છે, ત્યારે ઇ. એ. એફ. ઝડપથી શરૂ કરી શકાય છે અને બંધ કરી શકાય છે, જેનાથી સ્ટીલ મિલને માંગ અનુસાર ઉત્પાદનમાં ફેરફાર કરવાની મંજૂરી મળે છે. સ્ટીલ બનાવતી ચાપ ભઠ્ઠીઓ સામાન્ય રીતે તેમના પ્રાથમિક ફીડસ્ટોક તરીકે સ્ક્રેપ સ્ટીલનો ઉપયોગ કરે છે, જો બ્લાસ્ટ ભઠ્ઠી અથવા સીધા-ઘટાડેલા લોખંડમાંથી ગરમ ધાતુ આર્થિક રીતે ઉપલબ્ધ હોય, તો તેનો ઉપયોગ ભઠ્ઠી ફીડ તરીકે પણ થઈ શકે છે. ઇ. એ. એફ. ને મોટા પ્રમાણમાં વિદ્યુત શક્તિની જરૂર હોવાથી, ઘણી કંપનીઓ ઓફ-પીક વીજળી કિંમતનો લાભ લેવા માટે તેમની કામગીરી સુનિશ્ચિત કરે છે. એક લાક્ષણિક સ્ટીલ બનાવવાની ચાપ ભઠ્ઠી એ નાની મિલ માટે સ્ટીલનો સ્રોત છે, જે બાર અથવા સ્ટ્રીપ પ્રોડક્ટ બનાવી શકે છે. નાની મિલોને સ્ટીલ ઉત્પાદનોના બજારોની નજીક પ્રમાણમાં ગોઠવી શકાય છે, તેથી પરિવહનની જરૂરિયાતો સંકલિત મિલ કરતાં ઓછી હોય છે, જે સામાન્ય રીતે શિપિંગની વધુ સારી પહોંચ માટે બંદરની નજીક ગોઠવવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રિક આર્ક ફર્નેસ સ્ટીલ નિર્માણના પરિણામે ઉત્પાદિત સ્ટીલના ટન દીઠ આશરે 0.6 ટન CO2નું કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું ઉત્સર્જન ઓછું થાય છે, જે બ્લાસ્ટ ફર્નેસ અને બેઝિક ઓક્સિજન ફર્નેસ દ્વારા પરંપરાગત ઉત્પાદન માર્ગ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછું છે. આધુનિક ઇલેક્ટ્રિક આર્ક ભઠ્ઠી સ્ટીલ સ્ક્રેપનું અત્યંત કાર્યક્ષમ રીસાયકલર હોવા છતાં, આર્ક ભઠ્ઠીની દુકાનની કામગીરી પ્રતિકૂળ પર્યાવરણીય અસરો કરી શકે છે. નવી સ્થાપનની મોટાભાગની મૂડી કિંમત આ અસરોને ઘટાડવાના હેતુથી પ્રણાલીઓને સમર્પિત કરવામાં આવશે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ ઉચ્ચ ધ્વનિ સ્તરને ઘટાડવા માટે બંધનો ભઠ્ઠી માટે ધૂળ સંગ્રાહક ઓફ-ગેસ સ્લેગ ઉત્પાદન ઠંડક પાણીની માંગ સ્ક્રેપ માટે ભારે ટ્રક ટ્રાફિક, સામગ્રીનું સંચાલન અને ઉત્પાદન વીજળી ઉત્પાદનની પર્યાવરણીય અસરો EAF સ્ટીલ નિર્માણ મુખ્યત્વે સ્ક્રેપ આયર્ન અને સ્ક્રેપ સ્ટીલ જેવી રિસાયકલ કરેલી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે, કારણ કે તેમની રચના બદલાય છે પરિણામે EAF સ્લેગ અને EAF ધૂળ ઝેરી હોઈ શકે છે. ઇ. એ. એફ. ધૂળ વાયુ પ્રદૂષણ નિયંત્રણ ઉપકરણો દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવે છે. તેને એકત્રિત ધૂળ કહેવામાં આવે છે અને તેમાં સામાન્ય રીતે જસત, સીસું અને ડાયોક્સિન વગેરે જેવી ભારે ધાતુઓ હોય છે. તેને જોખમી ઔદ્યોગિક કચરો તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે અને નિકાલનું નિયમન કરવામાં આવે છે. ચાપ ભઠ્ઠીના ભારની ખૂબ જ ગતિશીલ ગુણવત્તાને કારણે, પાવર સિસ્ટમોને અન્ય ગ્રાહકો માટે શક્તિની ગુણવત્તા જાળવવા માટે તકનીકી પગલાંની જરૂર પડી શકે છે; ફ્લિકર અને હાર્મોનિક વિકૃતિ એ ચાપ ભઠ્ઠી કામગીરીની સામાન્ય પાવર સિસ્ટમની આડઅસરો છે. અન્ય વિદ્યુત ચાપ ભઠ્ઠીઓ સ્ટીલ બનાવવા માટે, સીધી વર્તમાન (ડીસી) ચાપ ભઠ્ઠીઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાં છતમાં એક જ ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે અને આધારમાં વાહક તળિયાના અસ્તર અથવા વાહક પિન દ્વારા વર્તમાન વળતર મળે છે. ડીસીનો ફાયદો એ છે કે ઉત્પાદિત સ્ટીલના ટન દીઠ ઓછો ઇલેક્ટ્રોડ વપરાશ થાય છે, કારણ કે માત્ર એક જ ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ થાય છે, તેમજ ઓછા વિદ્યુત હાર્મોનિક્સ અને અન્ય સમાન સમસ્યાઓનો ઉપયોગ થાય છે. ડીસી ચાપ ભઠ્ઠીઓનું કદ ઉપલબ્ધ ઇલેક્ટ્રોડની વર્તમાન વહન ક્ષમતા અને મહત્તમ સ્વીકાર્ય વોલ્ટેજ દ્વારા મર્યાદિત છે. વાહક ભઠ્ઠીના હર્થની જાળવણી એ ડીસી આર્ક ભઠ્ઠીની વિસ્તૃત કામગીરીમાં અવરોધ છે. સ્ટીલ પ્લાન્ટમાં, લેડલ ફર્નેસ (એલ. એફ.) નો ઉપયોગ ઇ. એ. એફ. માંથી ટેપ કર્યા પછી પ્રક્રિયા દરમિયાન પ્રવાહી સ્ટીલનું તાપમાન જાળવવા અથવા મિશ્ર ધાતુની રચનાને બદલવા માટે થાય છે. સ્ટીલ બનાવવાની પ્રક્રિયામાં પાછળથી વિલંબ થાય ત્યારે લેડલનો ઉપયોગ પ્રથમ હેતુ માટે થાય છે. લેડલ ભઠ્ઠીમાં પ્રત્યાવર્તન છત, હીટિંગ સિસ્ટમ અને જ્યારે લાગુ પડે ત્યારે, હલાવવા માટે ઓગળવાના તળિયે આર્ગન ગેસને દાખલ કરવાની જોગવાઈ હોય છે. સ્ક્રેપ મેલ્ટિંગ ફર્નેસથી વિપરીત, લેડલ ફર્નેસમાં ઝુકાવ અથવા સ્ક્રેપ-ચાર્જિંગ મિકેનિઝમ હોતી નથી. ઇલેક્ટ્રિક ચાપ ભઠ્ઠીઓનો ઉપયોગ કેલ્શિયમ કાર્બાઇડ, ફેરોલોય અને અન્ય નોન-ફેરસ એલોય્સના ઉત્પાદન માટે અને ફોસ્ફરસના ઉત્પાદન માટે પણ થાય છે. આ સેવાઓ માટેના ભઠ્ઠીઓ સ્ટીલ બનાવતી ભઠ્ઠીઓથી ભૌતિક રીતે અલગ હોય છે અને સમૂહને બદલે સતત કામ કરી શકે છે. સતત પ્રક્રિયા કરતી ભઠ્ઠીઓ ઇલેક્ટ્રોડના ફેરફારોના વિક્ષેપોને રોકવા માટે પેસ્ટ-પ્રકાર, સોડરબર્ગ ઇલેક્ટ્રોડ્સનો પણ ઉપયોગ કરી શકે છે. આવી ભઠ્ઠી ડૂબી ગયેલી ચાપ ભઠ્ઠી તરીકે ઓળખાય છે, કારણ કે ઇલેક્ટ્રોડની ટીપ્સ સ્લેગ/ચાર્જમાં દફનાવવામાં આવે છે, અને મેટ અને ઇલેક્ટ્રોડની વચ્ચે સ્લેગ દ્વારા કમાન થાય છે. ઇલેક્ટ્રોડની આવરણ અને આવરણની પાંખો ઇલેક્ટ્રોડ આવરણમાંથી પસાર થતા વિદ્યુત પ્રવાહ અને ભઠ્ઠીમાંથી ગરમી દ્વારા ઇલેક્ટ્રોડ પેસ્ટને ઓગળે છે. સ્ટીલ બનાવતી ચાપ ભઠ્ઠી, તુલનાત્મક રીતે, ખુલ્લી બાજુએ ચાપ ધરાવે છે. ચાવી એ વિદ્યુત પ્રતિકાર છે, જે જરૂરી ગરમી ઉત્પન્ન કરે છેઃ સ્ટીલ બનાવતી ભઠ્ઠીમાં પ્રતિકાર એ વાતાવરણ છે, જ્યારે ડૂબી-કમાન ભઠ્ઠીમાં, સ્લેગ (અથવા ચાર્જ) પ્રતિકાર પૂરો પાડે છે. બંને ભઠ્ઠીઓમાં રચાયેલી પ્રવાહી ધાતુ અસરકારક ગરમી પેદા કરતી પ્રતિકાર રચના કરવા માટે ખૂબ વાહક હોય છે. શોખીનોએ વિવિધ પ્રકારની ચાપ ભઠ્ઠીઓનું નિર્માણ કર્યું છે, જે ઘણીવાર સિલિકા બ્લોક અથવા ફૂલના વાસણોમાં રહેલા વિદ્યુત ચાપ વેલ્ડીંગ કિટ પર આધારિત હોય છે. કાચા હોવા છતાં, આ સરળ ભઠ્ઠીઓ સામગ્રીની વિશાળ શ્રેણીને ઓગાળી શકે છે, કેલ્શિયમ કાર્બાઇડ અને વધુ બનાવી શકે છે. ઠંડકની પદ્ધતિઓ નાના ચાપ ભઠ્ઠીઓને કવચ અને છતની માળખાકીય ઘટકો પર હવાના પરિભ્રમણ દ્વારા પૂરતા પ્રમાણમાં ઠંડુ કરી શકાય છે, પરંતુ મોટા સ્થાપનોને માળખાને સલામત સંચાલન મર્યાદામાં જાળવવા માટે સઘન બળજબરીથી ઠંડકની જરૂર પડે છે. ભઠ્ઠીના કવચ અને છતને કાં તો પાઇપ દ્વારા ફેલાયેલા પાણી દ્વારા ઠંડુ કરી શકાય છે જે પેનલ બનાવે છે, અથવા પેનલના ઘટકો પર છંટકાવ કરેલા પાણી દ્વારા. ટ્યુબ્યુલર પેનલ્સ જ્યારે તૂટી જાય અથવા તેમના થર્મલ સ્ટ્રેસ જીવન ચક્ર સુધી પહોંચે ત્યારે તેને બદલી શકાય છે. સ્પ્રે કૂલિંગ સૌથી વધુ કિફાયતી છે અને તે સૌથી વધુ કાર્યક્ષમ કૂલિંગ પદ્ધતિ છે. સાધનોનો સ્પ્રે કૂલિંગ ટુકડો લગભગ અવિરતપણે ફરીથી ગોઠવી શકાય છે. 20 વર્ષ સુધી ચાલતા ઉપકરણો એ ધોરણ છે. જ્યારે પેનલ્સ પર પ્રેશર લોસ એલાર્મ્સને કારણે ઓપરેટિંગ ભઠ્ઠીમાં ટ્યુબ્યુલર લીક તરત જ જોવા મળે છે, ત્યારે આ સમયે ખૂબ જ નાના વોલ્યુમ સ્પ્રે કૂલિંગ લીકને શોધવાનો તાત્કાલિક કોઈ રસ્તો અસ્તિત્વમાં નથી. આ સામાન્ય રીતે સ્લેગ આવરણની પાછળ છુપાય છે અને હર્થમાં રીફ્રેક્ટરીને હાઇડ્રેટ કરી શકે છે, જે પીગળેલી ધાતુમાંથી બહાર નીકળી જાય છે અથવા સૌથી ખરાબ કિસ્સામાં વરાળ વિસ્ફોટ તરફ દોરી જાય છે. પ્લાઝમા ચાપ ભઠ્ઠી પ્લાઝમા ચાપ ભઠ્ઠી (પી. એ. એફ.) ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ્સને બદલે પ્લાઝમા મશાલોનો ઉપયોગ કરે છે. આ દરેક મશાલમાં પ્લાઝ્મા બનાવતા ગેસ (નાઇટ્રોજન અથવા આર્ગોન) ને ખવડાવવા માટે નોઝલ અને અક્ષીય ટ્યુબિંગ સાથે આવરણ હોય છે અને ટ્યુબિંગની અંદર બર્નેબલ નળાકાર ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે. આવી ભઠ્ઠીઓને "પી. એ. એમ". (પ્લાઝમા આર્ક મેલ્ટ) ભઠ્ઠીઓ કહી શકાય; તેનો ઉપયોગ ટાઇટેનિયમ-ગલન ઉદ્યોગ અને સમાન વિશેષ ધાતુ ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે થાય છે. વેક્યૂમ આર્ક રિમેલ્ટિંગ વેક્યૂમ આર્ક રિમેલ્ટિંગ (વી. એ. આર.) એ વેક્યૂમ રિફાઇનિંગ અને સુધારેલ રાસાયણિક અને યાંત્રિક એકરૂપતા સાથે સાગોટના ઉત્પાદન માટેની ગૌણ રિમેલ્ટિંગ પ્રક્રિયા છે. નિર્ણાયક લશ્કરી અને વ્યાપારી એરોસ્પેસ કાર્યક્રમોમાં, સામગ્રી ઇજનેરો સામાન્ય રીતે વીઆઇએમ-વીએઆર સ્ટીલનો ઉલ્લેખ કરે છે. વીઆઇએમ એટલે વેક્યૂમ ઇન્ડક્શન મેલ્ટેડ અને વીએઆર એટલે વેક્યૂમ આર્ક રિમેલ્ટેડ. વીઆઇએમ-વીએઆર સ્ટીલ જેટ એન્જિન માટે બેરિંગ્સ, લશ્કરી હેલિકોપ્ટર માટે રોટર શાફ્ટ્સ, ફાઇટર જેટ માટે ફ્લેપ એક્ટ્યુએટર્સ, જેટ અથવા હેલિકોપ્ટર ટ્રાન્સમિશનમાં ગિયર્સ, જેટ એન્જિન માટે માઉન્ટ્સ અથવા ફાસ્ટનર્સ, જેટ ટેલ હુક્સ અને અન્ય ડિમાન્ડિંગ એપ્લિકેશન્સ બની જાય છે. સ્ટીલના મોટાભાગના ગ્રેડ એકવાર ઓગાળવામાં આવે છે અને પછી વ્યાપક ફોર્જિંગ અથવા ધાતુશાસ્ત્ર-ધ્વનિ સ્વરૂપમાં રોલિંગ કરતા પહેલા કાસ્ટ અથવા નક્કર સ્વરૂપમાં ટીમ કરવામાં આવે છે. તેનાથી વિપરીત, વીઆઇએમ-વીએઆર સ્ટીલ વેક્યૂમ હેઠળ વધુ બે અત્યંત શુદ્ધિકરણ પીગળી જાય છે. વિદ્યુત ચાપ ભઠ્ઠીમાં ઓગળ્યા પછી અને આર્ગોન ઓક્સિજન ડીકાર્બ્યુરાઇઝેશન વાસણમાં મિશ્ર થયા પછી, વેક્યૂમ રિમેલ્ટિંગ માટે નિર્ધારિત સ્ટીલને સાગોળના મોલ્ડમાં નાખવામાં આવે છે. મજબૂત સાગોળ પછી વેક્યૂમ ઇન્ડક્શન પીગળતી ભઠ્ઠી તરફ આગળ વધે છે. આ વેક્યૂમ રિમેલ્ટિંગ પ્રક્રિયા રાસાયણિક રચનાને શ્રેષ્ઠ બનાવતી વખતે સ્ટીલને સમાવેશ અને અનિચ્છનીય વાયુઓથી મુક્ત કરે છે. વીઆઇએમ ઓપરેશન આ નક્કર સાગોળને શૂન્યાવકાશના દૂષિત મુક્ત શૂન્યાવકાશમાં પીગળેલી સ્થિતિમાં પરત કરે છે. આ ચુસ્ત રીતે નિયંત્રિત ઓગળવા માટે ઘણીવાર 24 કલાક સુધીનો સમય લાગે છે. હજુ પણ શૂન્યાવકાશ દ્વારા ઢંકાયેલ, ગરમ ધાતુ VIM ભઠ્ઠીમાંથી વિશાળ ઇલેક્ટ્રોડ મોલ્ડમાં વહે છે. એક લાક્ષણિક ઇલેક્ટ્રોડ લગભગ 15 ફૂટ (5 મીટર) ઊંચો હોય છે અને તે વિવિધ વ્યાસમાં હશે. ઇલેક્ટ્રોડ્સ શૂન્યાવકાશ હેઠળ ઘનીકરણ કરે છે. વીઆઇએમ-વીએઆર સ્ટીલ માટે, આગામી વેક્યૂમ રીમેલ્ટ પહેલાં સપાટીની અનિયમિતતાઓ અને અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે ઠંડુ થયેલા ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી જમીન પર હોવી જોઈએ. પછી ગ્રાઉન્ડ ઇલેક્ટ્રોડને VAR ભઠ્ઠીમાં મૂકવામાં આવે છે. વી. એ. આર. ભઠ્ઠીમાં, સ્ટીલ ધીમે ધીમે વેક્યૂમ-સીલ્ડ ચેમ્બરમાં ડ્રોપ-બાય-ડ્રોપ પીગળી જાય છે. વેક્યૂમ આર્ક રિમેલ્ટિંગ વધુ સારી સ્ટીલ સ્વચ્છતા પ્રદાન કરવા અને ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન અને હાઇડ્રોજન જેવા વાયુઓને દૂર કરવા માટે વિલંબિત સમાવેશને દૂર કરે છે. જે દરે આ ટીપાં બને છે અને મજબૂત થાય છે તેને નિયંત્રિત કરવાથી સમગ્ર VIM-VAR સાગોળમાં રસાયણશાસ્ત્ર અને સૂક્ષ્મ સંરચનાની સુસંગતતા સુનિશ્ચિત થાય છે, જે સ્ટીલને અસ્થિભંગ અથવા થાક માટે વધુ પ્રતિરોધક બનાવે છે. આ શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયા હેલિકોપ્ટર રોટર શાફ્ટ, લશ્કરી જેટ પર ફ્લેપ એક્ટ્યુએટર અથવા જેટ એન્જિનમાં બેરિંગ જેવા ભાગોની કામગીરીની લાક્ષણિકતાઓને પહોંચી વળવા માટે જરૂરી છે. કેટલાક વ્યાપારી અથવા લશ્કરી ઉપયોગો માટે, સ્ટીલના મિશ્રધાતુઓ માત્ર એક જ વેક્યૂમ રીમેલ્ટમાંથી પસાર થઈ શકે છે, એટલે કે VAR. ઉદાહરણ તરીકે, સોલિડ રોકેટ કેસ માટે સ્ટીલ, લેન્ડિંગ ગિયર્સ અથવા લડતા વાહનો માટે ટોર્સિયન બારમાં સામાન્ય રીતે એક વેક્યૂમ રીમેલ્ટનો સમાવેશ થાય છે. વેક્યૂમ આર્ક રિમેલ્ટિંગનો ઉપયોગ ટાઇટેનિયમ અને અન્ય ધાતુઓના ઉત્પાદનમાં પણ થાય છે જે પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે અથવા જેમાં ઉચ્ચ શુદ્ધતા જરૂરી હોય છે. આ પણ જુઓ ફ્લોડિન પ્રક્રિયા વેક્યૂમ આર્ક રિમેલ્ટિંગ ઇલેક્ટ્રિકલ સ્ટીલ સંદર્ભો વધુ વાંચન જે. એ. ટી. જોન્સ, બી. બોમન, પી. એ. લેફ્રેંક, "ઇલેક્ટ્રિક ફર્નેસ સ્ટીલમેકિંગ", ધ મેકિંગ, શેપિંગ એન્ડ ટ્રીટિંગ ઓફ સ્ટીલમાં, આર. જે. ફ્રુહાન, સંપાદક. 1998, એ. આઈ. એસ. ઈ. સ્ટીલ ફાઉન્ડેશનઃ પિટ્સબર્ગ. પી. 525-660. થોમસ કોમરફોર્ડ માર્ટિન અને સ્ટીફન લીડી કોલ્સ, ધ સ્ટોરી ઓફ ઇલેક્ટ્રિસિટી, ન્યૂ યોર્ક 1919, નો ISBN, પ્રકરણ 13 "ધ ઇલેક્ટ્રિક ફર્નેસ", ઇન્ટરનેટ આર્કાઇવ બાહ્ય લિંક્સ પર ઉપલબ્ધ પ્રથમ ફાઉન્ડ્રીની ઐતિહાસિક સ્થળ તરીકે માન્યતા હોમ વેલ્ડરનો ઉપયોગ કરીને નાના પાયે ચાપ ભઠ્ઠી બનાવે છે (પ્રયોગો સાથે સાવચેતી!) steeluniversity.org પર ઇલેક્ટ્રિક આર્ક ફર્નેસ મોડ્યુલ, જેમાં સંપૂર્ણ ઇન્ટરેક્ટિવ સિમ્યુલેશન પ્રોસેસ મોડલ્સનો સમાવેશ થાય છે, તે ન્યુઝીલેન્ડમાં ઇલેક્ટ્રિક આર્ક્સ ઔદ્યોગિક ભઠ્ઠીઓ સ્ટીલમેકિંગમાં નાના EAFનો EAF ઓપરેશન એન્ડ કંટ્રોલ (MPC) યુટ્યુબ વીડિયો દર્શાવે છે.