黒鉛るつぼは、金、銀、アルミニウム、真鍮などの非鉄、非鉄金属を溶解および鋳造するために使用される容器です。グラファイトるつぼは、その熱伝導性、高温耐性、高温用途での小さな熱膨張係数、および急速加熱および冷却に対する歪み防止特性により、理想的な金属鋳造ツールとなっています。それらは、酸およびアルカリ溶液の影響に耐性があり、優れた化学的安定性を備えています。
グラファイトは、天然に存在する炭素の結晶形である天然グラファイトから生成され、グラファイトと耐火粘土または二酸化炭素を組み合わせて製造されます。
人造黒鉛は、石油精製プロセスの副産物である石油ピッチと石油コークスを処理して作られます。不純物が非常に少なく、硫黄含有量が低い、より純粋な固定炭素含有量が高くなります。
黒鉛るつぼの品質は製造方法によって決まり、構造、密度、気孔率、強度に影響します。
黒鉛るつぼは非反応性であるため、鋳造プロセスでの使用に最適です。優れた熱性能により、金属を素早く溶解し、生産サイクルを短縮します。黒鉛るつぼは化学薬品や腐食に耐性があるため、作業場の条件の影響を受けず、耐久性があり長持ちする特性があります。
鋳造中、鋳造される金属合金の引張強度と降伏強度を低下させるために温度が上昇します。金属が溶ける温度は金属の種類によって異なります。鋳造に影響を与える要因は、鋳造される合金の温度とるつぼの温度です。黒鉛るつぼは、金属合金の種類に関係なく、温度上昇の影響に対する高い耐性があるため、鋳造に適切な容器を提供することができます。
黒鉛るつぼの何百もの形状は、A で始まる文字によって分類されます。各形状は、るつぼの内径 (d または ID)、外径 (D または OD)、高さ (H) とその形状によって決定されるサブカテゴリーに分類されます。下の写真のるつぼは円筒形で、底が平らで、注ぎ口や蓋はありません。
黒鉛るつぼのさまざまな形状は、その形状も指しており、さまざまな寸法形状と同じくらい広範囲に異なります。いくつか例を挙げると、注ぎ口の有無にかかわらず円筒形、カップのような形状、または上端と蓋が付いているものがあります。
黒鉛るつぼはゆっくりと金属成形の重要な部分へと発展してきました。それらはティーカップほど小さいものから、数トンの溶融金属を保持して炉の恒久的な部品となるのに十分な大きさのものまであります。
黒鉛るつぼは、燃料燃焼炉、電気炉、誘導炉で、または溶融金属を移送および移動する方法として使用されます。特定の操作の温度、化学的、物理的要件に適合するように設計する必要があります。
燃料燃焼炉は、ガス、石油、プロパン、またはコークスを動力源とし、炉からの最大量のエネルギーまたは BTU に耐えることができる黒鉛るつぼを必要とします。ガス、石油、プロパンを燃料とする炉では、先細形状のるつぼの周囲でバーナーの炎に耐えるように設計されたるつぼが使用され、熱が均一に分散されます。
電気炉は燃料燃焼炉よりもはるかにゆっくりと加熱するため、電気抵抗炉用の黒鉛るつぼは特別に設計する必要があります。るつぼは、エネルギー節約と高い熱伝導率を実現するために、炭素バインダー中のグラファイト含有量を高くする必要があります。それらは盆地の形をしており、発熱体から等距離に配置されています。
燃料燃焼炉および電気炉用の黒鉛るつぼの選択は、誘導炉用の黒鉛るつぼを選択するよりもはるかに簡単です。誘導炉の 1 つのタイプでは、るつぼを使用して装入物を溶解しますが、他のタイプでは、誘導場がその中を通過します。るつぼは炉の動作周波数と特定の用途に適合する必要があります。低周波炉では、るつぼはシリコンと炭化物の含有量が高く作られています。高周波炉では粘土でできています。正しく一致させると、るつぼの過熱が防止されます。
炉のるつぼは「A」の形をしており、トングで持ち上げて炉から取り外して溶融金属を注ぎ出すことができます。炉の内側または外側で充電でき、内容物を注ぐことができます。
傾斜炉用の黒鉛るつぼは、溶融金属を注ぐために炉が傾斜している間、静止したままになります。傾斜炉は誘導炉または電気炉のいずれかであり、鋼、鉄、銅、真鍮、金、白金、銀、ニッケル、パラジウム、およびそれらの合金を溶解できます。
ピット炉は地下にあります。るつぼを炉内に降ろし、溶解する金属をその中に置きます。コークスは加熱室内のるつぼの周りに詰められています。金属が溶けたら、るつぼを持ち上げて取り出します。
処理される金属の種類によって、必要なるつぼの種類が決まります。るつぼの構造と設計は、金属の最大溶解温度をサポートし、それを保持できなければなりません。これは、金属とるつぼが化学的および物理的にどのように相互作用するかによってさらに決まります。
燃料燃焼炉で溶解される銅ベースの合金は、耐熱衝撃性を考慮して炭化ケイ素黒鉛るつぼを使用して処理されます。
アルミニウムおよびアルミニウム合金の加工用るつぼは、カーボンまたはセラミック結合粘土グラファイトおよび炭化ケイ素です。これらの金属は 400°C または 750°F ～ 1600°C または 2912°F で溶解するためです。
金の溶解に使用される黒鉛るつぼは、耐熱衝撃性、熱安定性、耐酸化性、機械的強度に優れた高級黒鉛を使用しています。これらは 2000°C または 3632°F を超える温度に耐えるように設計されています。
銀を溶解するための黒鉛るつぼは、金を溶解するために使用されるものと類似しており、2000°C または 3632°F を超える温度に耐えることができます。るつぼの本体は天然黒鉛でできており、その化学的および物理的特性を維持します。高温で溶解した場合、熱係数は小さいですが、急加熱や急冷に対する耐歪み性を備えています。
真鍮は融点が低いため、構成金属が酸化する前に急速に加熱する必要があります。真鍮の作業には、耐久性と急速加熱能力の点でグラファイトるつぼが最適です。
