Gießereien sind großartig. Diese riesigen Öfen strahlen Wärme aus und haben die Kraft, riesige Metallblöcke in feurige Flüssigkeiten zu verwandeln, was jeden Tag außergewöhnliche wissenschaftliche Wunder ermöglicht.
Dieser Artikel untersucht den Metallschmelzprozess und beleuchtet verschiedene Arten von Metallschmelzen Schmelzöfen für Gießereien.
Inhaltsverzeichnis
Der Metallschmelzprozess
Arten von Gießereischmelzöfen
Wie wählt man einen Schmelzofen aus?
Unter dem Strich
Der Metallschmelzprozess
Seit Tausenden von Jahren ist das Schmelzen von Metallen, Glas und anderen Materialien für Zivilisationen eine wichtige Methode zur Herstellung von Dingen. Der Prozess der Umwandlung von Feststoffen in Flüssigkeiten ermöglicht das Eingießen Schimmelpilze bevor es zu nützlichen Formen aushärtet. Der gesamte Prozess des Metallschmelzens basiert auf folgenden Schritten:
Finalisierung des Metallmischungsverhältnisses
Jedes Guss Die Anwendung stellt unterschiedliche Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften des Metalls. Hersteller legen ihre Formel zum Mischen von Metallen entsprechend der von ihnen verwendeten Materialklasse und ihren spezifischen Anforderungen fest.
Beispielsweise liegt der Mischungsanteil von Aluminium in den meisten Gießereien bei 40 %. Aluminiumbarren + 50% Aluminiumschrott + 10 % andere. Die 10 % der anderen umfassen Zusatzstoffe wie Kupfer, Silizium und Zink usw.
Laden des Metalls
Vor dem Einlegen der Barren und Metallreste in den Ofen, müssen sie gereinigt, erhitzt und getrocknet werden. Dies ist ein wichtiger Schritt, bei dem Feuchtigkeit und Schmutz vom Metall entfernt werden, um sicherzustellen, dass der Ofen nicht beschädigt oder verschmutzt wird.
Beim Beschicken des Ofens mit Materialien kann etwas Energie verloren gehen. Wenn der Ofen beladen wird, während er nicht heiß genug ist, wird der Prozess weniger effizient, da es länger dauert, alles zu schmelzen. Wenn ein Ofen jedoch ständig in Betrieb ist, verbessert sich die Effizienz, da er nicht jedes Mal aufgeheizt werden muss, wenn etwas geschmolzen wird.
Allerdings kann viel Wärme entweichen, wenn ein heißer Ofen geöffnet wird, um mehr Materialien hineinzugeben. Es gibt mehrere Möglichkeiten, dieses Problem zu beheben, einschließlich der Verwendung eines Seitenschachtofens, bei dem das heiße Metall zurück in den Ofen gegeben wird während des Ladevorgangs wieder aufgewärmt.
Schmelzendes Metall
Da sie bei sehr hohen Temperaturen betrieben werden und in direkten Kontakt mit geschmolzenen Metallen, Ofenauskleidungen, Gasen und verbranntem Brennstoff kommen, müssen Öfen besonders widerstandsfähig sein. Darüber hinaus müssen sie der Hitze standhalten, die von Brennstoffquellen wie Koks, Erdgas oder Strom erzeugt wird, die zum Schmelzen von Materialien verwendet werden.
Im Allgemeinen müssen Öfen in der Lage sein, Wärme zwischen 350 °C und 2000 °C zu erzeugen, um Metall zu schmelzen oder den Schmelzpunkt eines Metalls zu erreichen – den Punkt, an dem es vom festen in den flüssigen Zustand übergeht.
Veredelung und Behandlung von Metall
Beim Raffinieren wird das geschmolzene Metall gereinigt und seine Qualität verbessert, indem unerwünschte Unregelmäßigkeiten wie verbleibende Feststoffteile oder Gasblasen entfernt werden. Die Idee besteht darin, sicherzustellen, dass das Metall die richtige Materialmischung aufweist.
Bevor das Metall in eine feste Form gebracht wird, kann das Hinzufügen anderer Materialien oder eine zusätzliche Reinigung dazu beitragen, es stärker, flexibler oder stabiler zu machen. Dieser Schritt ist wichtig, da er Einfluss darauf haben kann, wie gut das Endprodukt ausfällt.
Transport von geschmolzenem Metall
Sobald das Metall geschmolzen ist, wird es mithilfe eines Gießsystems vom Ofen zur Formlinie transportiert.
Arten von Gießereischmelzöfen
Schmelzöfen werden feste Stoffe so weit erhitzt, dass sie flüssig werden. Diese physikalische Umwandlung hängt sowohl vom Druck als auch von der Temperatur ab; Der Schmelzofen muss in der Lage sein, eine bestimmte Temperatur zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, damit das Material im Inneren gleichmäßig schmilzt.
Um Variationen dieses Prozesses durchzuführen, werden verschiedene Ofentypen verwendet. Zu den bemerkenswertesten davon gehören:
Tiegelöfen
Tiegelöfen sind einfache Öfen zum Schmelzen von Metall. Ein Tiegel ist ein Behälter, der extrem hohen Temperaturen standhält und normalerweise aus Keramik oder einem anderen hochhitzebeständigen Material besteht.
Heutzutage verwenden Juweliere, Bastler und einige kleine Fabriken Tiegelöfen, um Metall in kleinen Mengen zu schmelzen. Tiegel gibt es in verschiedenen Größen, von winzigen Tiegeln zum Schmelzen von Metall mit einer Lötlampe bis hin zu größeren Tiegeln, die bis zu 50 Pfund Metall fassen können.
Kuppelöfen
Kupolöfen wurden lange Zeit zum Schmelzen von Eisen zur Herstellung von Gusseisen verwendet, das eine bessere Qualität als Roheisen hatte. Die Oberseite eines Kupolofens ist oft mit einer Kappe versehen, um das Entweichen schlechter Gase und das Eindringen von Regenwasser zu verhindern.
Durch das Schmelzen von Eisen in einem Kupolofen und die Zugabe von Koks, Kohlenstoff und anderen Materialien entstehen verschiedene Arten von Eisen und Stahl. Heutzutage werden Kupolöfen im Allgemeinen nicht mehr verwendet, da Lichtbogen- und Induktionsverfahren die erforderliche Wärme effizienter erzeugen.
Lichtbogenöfen
Zur Herstellung von Eisen aus Eisenerz werden Elektrolichtbogenöfen eingesetzt. Der Ofen erzeugt Wärme aus einem elektrischen Lichtbogen, der im Rahmen einer Reaktion zwischen zwei Elektroden entladen wird. Sauerstoff sowie Kalk und Elemente werden in den Ofen eingeblasen, um unerwünschte Elemente zu entfernen und Schlacke zu bilden. Anschließend wird das geschmolzene Eisen aus einem Zapfhahn ausgegossen.
Lichtbogenöfen schmelzen das Material durch direkten Kontakt mit der Lichtbogenelektrizität, die durch das Material fließt. Dies macht den Schmelzprozess effizienter als andere Methoden, die auf externe Wärme angewiesen sind.
Induktionsöfen
Induktionsöfen haben einen Metallbehälter oder eine Metallkammer, die von einer Spule umgeben ist, durch die ein elektrischer Strom fließt. Dadurch entstehen Wirbelströme im Metall, die die hohen Temperaturen erzeugen, die zum Schmelzen und zur Herstellung von Legierungen mit präziser Zusammensetzung erforderlich sind.
Die Wärme wird durch die Anregung von Molekülen im Eisen selbst ohne Zugabe von Sauerstoff oder anderen Gasen erzeugt. Dies erleichtert zwar das Schmelzen von Materialien, da weniger Variablen berücksichtigt werden müssen, bedeutet aber auch, dass der Ofen nicht zur Herstellung von hochwertigem Gussstahl verwendet werden kann, da alles, was in den Ofen gegeben wird, gleich herauskommt.
Wie wählt man einen Schmelzofen aus?
Welche Schmelzofen verwendet wird, wirkt sich auf die Effektivität der Gießerei und der endgültigen Gussteile aus. Daher ist es wichtig zu berücksichtigen, welche Ergebnisse erforderlich sind, da dies Einfluss darauf hat, welche Ofentechnologien benötigt werden.
Die folgenden Faktoren helfen bei der Entscheidung, welcher Schmelzofen für einen bestimmten Gießereibetrieb geeignet ist:
- Verfügbarer Platz
- Ziellegierungen und ihr Schmelzpunkt
- Finanzielle Investition
- Energieeffizienz
- Wartungsanforderungen
- Benötigte Metallmenge
- Umweltprobleme
Beachten Sie, dass es kein Patentrezept für alle Gussvorgänge gibt. Jede Gießerei kann unterschiedliche Kriterien für ihren Produktionsumfang und ihre Marktanforderungen haben. Es ist von entscheidender Bedeutung, alle Kästchen zu überprüfen, bevor die endgültige Entscheidung getroffen wird, welche Ofentechnologie und der gesamte Schmelzprozess erforderlich sind.
Unter dem Strich
In den letzten Jahrzehnten gab es zahlreiche Fortschritte in der Metallschmelztechnologie. Dennoch gibt es viele grundlegende Schritte und Prozesse, die Metallgießern dabei helfen können, die Effizienz des Metallschmelzens zu verbessern und den Metallverlust während der Produktion zu reduzieren. Daher ist es für Gießereien wichtig, die sich ändernden Technologien im Auge zu behalten und sich an Markttrends anzupassen.
