Bir işlem fırını tipik olarak malzemelerdeki kimyasal ve durum değişikliklerini üretmek için ısı kullanan bir endüstriyel fırın olarak tanımlanmaktadır. Isıtma mekanizması, malzemenin temas ettiği veya yanıcı yakıtlara yakın olduğu yerlerde doğrudan ateşlenebilir veya ısının, bir ısı değiştirici tarafından ısıtılacak malzemeye taşındığı yerlerde dolaylı olarak ateşlenebilir. Proses fırını tasarımları çoğunlukla yakıt, kaynak olarak kömür, yağ veya yanıcı gazların bir karışımını kullanır. Tavlama, sert lehimleme ve karbonlama malzemeleri gibi çeşitli uygulamalar için üretilmiştir.
Sert lehimleme, yüksek erime noktasına sahip iki tür malzemenin, bir işlem fırında daha düşük erime noktalı bir erimiş dolgu metaliyle karıştırılmasıyla birleştirilmesi için bir yöntemdir. Sert lehimleme için kullanılan iki ana işlem fırını tasarımı, imbik ve vakum odası fırınlarıdır. Rotor fırınları, lehimlenmiş bileşenleri temizlemek için hidrojen gazı içermektedir. Yüksek oranda saflaştırılmış bir malzemenin istendiği yerlerde vakum odası lehimi kullanılır ve fırın sıcaklıkları 3,002 ° Fahrenheit'e (1,650 ° Celsius) ulaşabilir. Havacılık ve uzay motor parçaları ve elektronikleri için yüksek mukavemetli ve korozyona dayanıklı metal alaşımları lehimleme ile üretilir ve kullanılan dolgu metalleri arasında gümüş ve bakır veya daha sık nikel ve altın bulunur.
Karbürleştirici fırın, içine daha fazla karbon katılarak çelik alaşımlarını işlemden geçirmek için kullanılır, bu da yüzey sertliğini ve dayanıklılığını arttırır. Fırın odasının atmosferini, çeliğin yüzey katmanlarına 1,508-1,724 ° Fahrenheit (820-940 ° Santigrat) arasındaki bir sıcaklıkta yayılan karbon bileşikleri ile doldurma yoluyla çalışır. Karbürleme döngüsü tipik olarak, malzeme partisi başına birkaç saat sürer.
Tavlama işlemi fırın ısısı, mekanik zorlanma ve oksidasyonu gidermek için malzemeleri işlemektedir. Genellikle metal gerilimini gidermek için 932 ° Fahrenheit (500 ° Santigrat) ile oksitleri çıkarmak için 1,220 ° Fahrenheit (660 ° Santigrat) arasında değişen sıcaklıklarda çalışırlar. Bir tavlama fırınının sıcaklık aralığı, artı veya eksi 4.1 ° Fahrenheit (0.5 ° Celsius) doğruluk seviyesinde benzersiz işler ve malzemeler için tamamen programlanabilir. Tam çalışma aralığı 572-2,012 ° Fahrenhayt (300–1,100 ° C) arasındadır.
Elektrik ark ocağı, yüksek fırın ve indüksiyon ocağı dahil olmak üzere başka çeşitli proses fırını tasarımları mevcuttur. Elektrik ark işlemi fırını en sık dökme demir ve rafine çelik üretmek için kullanılır. Yüksek fırınlar demirden bakıra ve altından çok çeşitli metalleri eritmek ve saflaştırmak için kullanılır. Endüksiyon fırınları, bir ısı kaynağı olarak yüksek voltajdan düşük voltaj akımına değişikliklerle üretilen elektrik endüksiyon ilkesini kullanır. Hem demir hem çelik hem de demir dışı metallerin erimesini ve alaşımını yapmak için yaygın olarak kullanılırlar.
