鋳造工場は素晴らしいです。 これらの巨大な炉は熱を放射し、巨大な金属のブロックを燃えるような液体に変える力を持っており、驚異的な科学の驚異を毎日実現しています。
この記事では、金属の溶解プロセスを調査し、さまざまな種類の金属について説明します。 鋳物溶解炉.
目次
金属の溶解プロセス
鋳物溶解炉の種類
溶解炉の選び方は？
ボトムライン
金属の溶解プロセス
何千年もの間、金属、ガラス、その他の材料を溶かすことは、文明にとって物を作るための重要な方法でした。 固体を液体に変えるプロセスにより、固体を液体に注ぐことができます。 カビ 有用な形状に硬化する前に。 金属を溶解するプロセス全体は、次の手順に基づいています。
金属混合比率の決定
あらゆる 鋳造 用途には、金属の機械的特性に対してさまざまな要件があります。 メーカーは、使用する材料の種類と特定の要件に応じて、金属を混合するための配合を確立します。
たとえば、ほとんどの鋳造工場におけるアルミニウムの混合比率は 40% です。 アルミインゴット + 50％ アルミスクラップ + その他 10%。 残りの 10% には、銅、シリコン、亜鉛などの添加物が含まれます。
金属を積み込む
インゴットや金属スクラップを投入する前に 加熱炉、洗浄し、加熱し、乾燥させる必要があります。 これは重要なステップであり、炉が損傷したり汚れたりしないように、金属から水分や汚れを取り除きます。
材料が炉に装入されるときに、一部のエネルギーが失われる可能性があります。 炉が十分に熱くないときに装填されると、すべてを溶かすのに時間がかかるため、プロセスの効率が低下します。 ただし、炉が常に稼働している場合は、何かを溶かすたびに炉を加熱する必要がなくなるため、効率が向上します。
ただし、より多くの材料を入れるために高温の炉を開けると、大量の熱が逃げる可能性があります。この問題を解決するには、高温の金属を炉に戻すサイドウェル炉の使用など、複数の方法があります。ロードプロセス中に再加熱されます。
溶ける金属
炉は非常に高温で動作し、溶融金属、炉の内張り、ガス、燃焼燃料と直接接触するため、炉は特に丈夫でなければなりません。 さらに、材料を溶かすために使用されるコークス、天然ガス、電気などの燃料源によって生成される熱に耐えることができなければなりません。
一般に、金属を溶かすため、または金属の融点（固体から液体に変化する点）に達するには、炉は 350 °C ～ 2000 °C の熱を生成できなければなりません。
金属の精錬・処理
精錬とは、残った固体片や気泡などの不要な不規則性を除去することにより、溶解した金属を洗浄し、品質を向上させることです。 その目的は、金属に適切な材料が混合されていることを確認することです。
金属を固体の形状に成形する前に、他の材料を追加したり追加の洗浄を行うと、金属をより強く、より柔軟に、または頑丈にすることができます。 このステップは、最終製品の仕上がりに影響を与える可能性があるため、重要です。
溶けた金属の輸送
金属が溶解したら、注湯システムを使用して炉から成形ラインに移送します。
鋳物溶解炉の種類
溶解炉 固体材料を液体に変化する程度まで加熱するために使用されます。 この物理的変化は圧力と温度の両方に依存します。 溶解炉は、内部の材料が均一に溶解するように、特定の温度を生成して維持できる必要があります。
このプロセスのバリエーションを実行するには、いくつかのタイプの炉が使用されます。 その中で最も注目すべきものは次のとおりです。
るつぼ炉
るつぼ炉 金属を溶解するために使用される単純なタイプの炉です。 るつぼは非常に高い温度に耐えることができる容器であり、通常はセラミックまたはその他の高耐熱性材料で作られています。
現在、宝石商、愛好家、一部の小規模工場では、るつぼ炉を使用して少量の金属を溶解しています。 るつぼには、ブロートーチで金属を溶かすための小さなものから、最大 50 ポンドの金属を保持できる大きなものまで、さまざまなサイズがあります。
キューポラ炉
キューポラ炉は、鉄を溶かして銑鉄よりも品質の良い鋳鉄を製造するために長い間使用されていました。 キューポラ炉の上部には、有害なガスの流出を防ぎ、雨水の侵入を防ぐためのキャップが取り付けられていることがよくあります。
キューポラ炉で鉄を溶かし、コークスや炭素などを加えてさまざまな種類の鉄や鋼を作ります。 現在、キューポラ炉は一般的には使用されていません。これは、電気アーク法と誘導法が必要な熱を生成するのに効率的であるためです。
電気アーク炉
電気炉は、鉄鉱石から鉄を製造するために使用されます。 炉は、XNUMX つの電極間の反応の一部として放電される電気アークから熱を発生します。 望ましくない元素を除去してスラグを作るために、石灰や元素だけでなく酸素も炉内に吹き込まれます。 溶けた鉄はタッピング注ぎ口から注がれます。
電気アーク炉は、材料を通過するアーク電気との直接接触によって材料を溶かします。 これにより、外部熱に依存する他の方法よりも溶解プロセスがより効率的になります。
誘導炉
誘導炉 電流が流れるコイルで囲まれた金属製の容器または部屋があります。 これにより金属内に渦電流が発生し、金属を溶かして正確な組成の合金を製造するのに必要な高温が発生します。
熱は、酸素や他のガスを添加することなく、鉄自体の分子を励起することによって発生します。 これにより、考慮すべき変動要素が少なくなるため、材料の溶解が容易になりますが、炉に入れられるものはすべて同じになるため、この炉を高品質の鋳鋼の製造には使用できないことも意味します。
溶解炉の選び方は？
どの 溶解炉 が使用されると、鋳造工場と最終鋳造品の効率に影響を与えます。 したがって、どのような炉技術が必要かに影響するため、どのような結果が必要かを検討することが重要です。
次の要素は、特定の鋳造作業に適した溶解炉を決定するのに役立ちます。
- 利用可能なスペース
- 対象合金とその融点
- 金融投資
- エネルギー効率
- メンテナンス要件
- 必要な金属の量
- 環境問題
すべてのキャスト操作に対応する万能の方法はないことに注意してください。 各鋳造所は、生産規模や市場の需要に対してさまざまな基準を持っている場合があります。 どの炉技術と全体的な溶解プロセスが必要かについて最終決定を下す前に、すべてのボックスにチェックを入れることが重要です。
ボトムライン
過去数十年にわたり、金属溶解技術はいくつかの進歩を遂げてきました。 それでも、金属鋳造の金属溶解効率を向上させ、製造中の金属損失を減らすのに役立つ基本的な手順やプロセスが数多くあります。 そのため、ファウンドリはテクノロジーの変化に常に目を光らせ、市場の傾向に応じて適応することが不可欠です。
