Ein Schmelzofen ist ein Gerät, das Materialien auf eine so hohe Temperatur erhitzen kann, dass sie schmelzen, was aus chemischer Sicht im Wesentlichen bedeutet, dass sie die kritische Grenztemperatur erreichen, bei der sie von fest zu flüssig werden. Nicht alle Materialien schmelzen, und solche, die es tun, haben oft unterschiedliche Schmelzpunkte. Daher sind die meisten Öfen für die Verarbeitung bestimmter Arten von Aufgaben vorgesehen. Die meisten sind einstellbar, was eine gewisse Flexibilität und interne Kontrolle ermöglicht. Es kann eine große Vielfalt in Bezug auf Ofengröße und -fähigkeiten geben, wobei einige für den mehr oder weniger persönlichen Gebrauch bestimmt sind, wie in einem privaten Geschäft oder in einer Garage, während andere viel größer sind und industriell verwendet werden. Dennoch fallen alle normalerweise in einen von vier Haupttypen oder -formaten: Kupolöfen, Elektrolichtbogenöfen, Induktionsöfen und Tiegelöfen. Jeder hat einen etwas anderen Stil und ein etwas anderes Nutzungsprofil, aber das übergreifende Ziel ist in der Regel unabhängig von den Besonderheiten dasselbe.
Grundlagen verstehen
Metalle sind mit Abstand das häufigste Material, das Menschen in Öfen einschmelzen. Geschmolzenes oder verflüssigtes Metall ist viel formbarer und kann relativ leicht geformt, geformt und umkonfiguriert werden. Dies gilt sowohl für Dinge wie Edelstahl und Aluminium als auch für Edelmetalle wie Gold und Silber. Das Schmelzen macht es möglich, diese Rohelemente zu etwas Nützlichem zu formen und wiederzuverwenden, und ein Ofen ist normalerweise der kontrollierteste und effizienteste Weg, um vorzugehen.
Der Ofen ist ein Werkzeug, das seit sehr langer Zeit von Menschen verwendet wird. Es wird angenommen, dass der früheste Ofen aus der Industal-Zivilisation des indischen Subkontinents stammt und zwischen 2500 und 1800 v. Chr. Datiert wird. Der Schmelzofen ist eine industrielle Version dieses Konzepts und wird typischerweise zur Herstellung bestimmter Materialien oder als Wärmequelle verwendet.
Kuppelmodelle
Einige Industriewissenschaftler halten den Kupolofen für die historisch beliebteste Form des Schmelzofens für eisenhaltige oder eisenbasierte Materialien. Das Gerät ist im Kern ein vertikaler Schacht, der einem Schornstein ähnelt. Die Innenseite ist meist mit feuerfesten Ziegeln ausgekleidet. Die primitivsten Modelle sind wenig mehr als einfache, geschlossene Türme, normalerweise mit einem System von Regalen und Tabletts zum Auffangen des Produkts. Modernere Beispiele haben Temperaturkontrollen und ein formalisierteres Schmelz-und-Auffang-System. Auch Luftblasdüsen, die der Wärmeerhöhung dienen, sind in vielen Fällen im Schacht zu finden. Der Kupolofen kann für verschiedene Aufgaben eingesetzt werden, wie zum Beispiel die Herstellung von flüssigem Erz und das Schmelzen von Gusseisen oder Bronzen.
Lichtbögen
Auch zum Umschmelzen von Stahlschrott sind Elektrolichtbogenöfen sehr beliebt. Manchmal werden auch kleinere Einheiten zur Herstellung von gusseisernen Produkten verwendet. Wie der Name schon sagt, verwendet dieses Modell einen Lichtbogen, um Wärme zu erzeugen. Der Lichtbogen erzeugt einen elektrischen Zusammenbruch des Gases, der eine sogenannte „Plasmaentladung“ verursacht, die zu einem schnelleren Schmelzen führt. In der Ofeneinheit wird das Material direkt mit dem Lichtbogen in Kontakt gebracht, der in einigen Einheiten Temperaturen von bis zu 3275° Fahrenheit (1800° Celsius) erreichen kann. Vieles hängt von der Größe des Ofens ab und davon, was genau geschmolzen wird.
Induktionsmethode
Der Induktionsofen wird im Allgemeinen zum Schmelzen von Eisen- und Nichteisenlegierungen verwendet. Es verwendet normalerweise eine wassergekühlte spiralförmige Kupferspule, in die ein Tiegel eingebaut ist. Wenn Wechselstrom durch die Spule fließt, wird der Tiegel erhitzt. Dieses Modell wird allgemein für seine Energieeffizienz und die dadurch verursachte Schadstofffreiheit gelobt. Induktionsöfen sind in der Regel viel geschlossener und verursachen daher auch weniger Chaos. Aufgrund dieser Vorteile verwenden die meisten Eisengießereien heute den Induktionsofen anstelle des Kupolofens; Es ist auch in einer Reihe von industriellen Umgebungen beliebt, in denen es auf Effizienz und Sauberkeit ankommt.
Tiegelöfen
Der Tiegelofen gilt als der älteste und zugleich primitivste Schmelzofentyp. Es wird immer noch in vielen traditionelleren Umgebungen verwendet und ist für eine Reihe kleiner Projekte üblich, in der Industrie jedoch weniger beliebt. Sein Grundaufbau besteht aus einem feuerfesten Tiegel, in den das zu erhitzende Material eingebracht wird. Das Material wird dann von außerhalb der Tiegelwand erhitzt. Gasbefeuerte Versionen davon verwenden oft einen Brenner, um Wärme zu erzeugen, während elektrische Modelle Heizelemente verwenden.