Понимание плавильных печей:как они работают и их применение

Плавильная печь — это устройство, способное нагревать материалы до такой высокой температуры, что они плавятся, что с химической точки зрения означает, что они достигают критической пороговой температуры, при которой они превращаются из твердого состояния в жидкость. Не все материалы плавятся, а те, которые плавятся, часто имеют разные температуры плавления. Таким образом, большинство печей предназначены для выполнения определенных типов работ. Большинство из них регулируются, что обеспечивает некоторую гибкость и внутренний контроль. Печи могут быть самыми разными по размеру и возможностям:некоторые из них предназначены для более или менее личного использования, например, в частном магазине или гараже, тогда как другие намного больше и используются в промышленности. Тем не менее, все они обычно относятся к одному из четырех основных типов или форматов:вагранки, электродуговые печи, индукционные печи и тигельные печи. У каждого из них немного разный стиль и профиль использования, но общая цель обычно одна и та же, независимо от специфики.

Понимание основ

Металлы, несомненно, являются наиболее распространенным материалом, который люди плавят в печах. Расплавленный или сжиженный металл гораздо более податлив, и его можно относительно легко формовать, формовать и реконфигурировать. Это относится как к таким вещам, как нержавеющая сталь и алюминий, так и к драгоценным металлам, таким как золото и серебро. Плавление позволяет придать этим необработанным элементам форму и использовать их во что-то полезное, и печь обычно является наиболее контролируемым и эффективным способом обработки.

Печь – это инструмент, который использовался людьми с очень давних времен. Считается, что самая ранняя печь возникла в эпоху цивилизации долины Инда на Индийском субконтиненте и датируется где-то между 2500 и 1800 годами до нашей эры. Плавильная печь представляет собой промышленную версию этой концепции и обычно используется для производства определенных материалов или в качестве источника тепла.

Модели куполов

Некоторые ученые-промышленники считают вагранку наиболее исторически популярной формой плавильной печи для черных металлов или материалов на основе железа. По своей сути устройство представляет собой вертикальную шахту, напоминающую дымовую трубу. Внутренняя часть обычно облицована огнеупорным кирпичом. Самые примитивные модели представляют собой не что иное, как базовые закрытые башни, обычно с системой полок и лотков для сбора продукта. Более современные образцы имеют контроль температуры и более формализованную систему плавления и улавливания. Сопла для продувки воздуха, используемые для увеличения тепла, во многих случаях также можно найти внутри шахты. Вагранку можно использовать для различных задач, например, для добычи жидкой руды и плавки чугуна или бронзы.

Электрические дуги

Электродуговые печи также очень популярны для переплавки стального лома. Агрегаты меньшего размера иногда используются и для производства чугунных изделий. Как следует из названия, в этой модели для выработки тепла используется электрическая дуга. Дуга создает электрический пробой газа, который вызывает так называемый «плазменный разряд», который приводит к более быстрому плавлению. Внутри печи материал находится в прямом контакте с дугой, температура которой в некоторых установках может достигать 3275° по Фаренгейту (1800° по Цельсию). Многое зависит от размеров печи и того, что именно плавится.

Метод индукции

Индукционная печь обычно используется для плавки сплавов черных и цветных металлов. Обычно используется медный спиральный змеевик с водяным охлаждением, в который установлен тигель. При прохождении через катушку переменного тока тигель нагревается. Эту модель обычно хвалят за ее энергоэффективность и отсутствие загрязнения окружающей среды. Индукционные печи, как правило, более компактны и, как следствие, создают меньше беспорядка. Из-за этих преимуществ большинство чугунолитейных предприятий теперь используют индукционную печь вместо вагранки; он также популярен в ряде промышленных предприятий, где важны эффективность и чистота.

Тигельные печи

Тигельная печь считается древнейшим типом плавильной печи, а также самым примитивным. Он по-прежнему используется во многих более традиционных условиях и является обычным для ряда небольших проектов, но, как правило, менее популярен в промышленности. Его основная конструкция состоит из огнеупорного тигля, в который помещается нагреваемый материал. Затем материал нагревается снаружи стенки тигля. В газовых версиях для выработки тепла часто используется горелка, а в электрических моделях используются нагревательные элементы.

Компания About Mechanics стремится предоставлять точную и достоверную информацию. Мы тщательно отбираем авторитетные источники и применяем строгий процесс проверки фактов для поддержания самых высоких стандартов. Чтобы узнать больше о нашем стремлении к точности, прочтите наш редакционный процесс.

Ссылка на источники

• https://www.copper.org/environment/sustainable-energy/electric-motors/education/motor-rotor/production/proc09/process_09_94.html