Demir eridiğinde sanırım taşınmalı ve tutulmalıdır. Sanırım içinde bulunduğu kap, eritmek istediğiniz sıcaklıktan daha yüksek sıcaklıklara dayanabilmelidir.

Bu webiste göre , "Demir, Ferforje" erime sıcaklığı 1482-1593 ° C'dir. Daha yüksek erime noktalarına (örneğin 3400 ° C'nin üzerinde Wolfram (tungsten)) sahip başka metaller de vardır, ancak aklıma gelen her şey çok daha pahalıdır. Peki fırın / "şişe" / "leğen" hangi malzemeden (veya siz onu çağırırsanız)?

(Yan soru: Demir bir süredir eridi. Sanırım yıllar içinde değişti. Daha önce hangi malzemelerden yapılmıştı?)

özet

Potalar refrakter malzemelerle kaplıdır. Çelik işleme, eriyikle doğrudan temas için grafit veya kromit ve manyezit kombinasyonunu kullanır. Dökme demir işleme genellikle alümina-magnezya-silika karışımları olarak da bilinen işlenmiş killer kullanır. Grafit oluşturmak kil tipi refrakterlerden daha zordur. Refrakter olarak uygun olması için, bir malzemenin hem ekonomik hem de güvenli olması için bir takım mülk gereksinimlerini karşılaması gerekir.

Isıya dayanıklı malzemeler

Belirttiğiniz gibi, demirin aşağıdaki faz diyagramının en sol tarafında saf demir şeklinde yaklaşık 1.540 ° C'lik bir yüksek erime noktası vardır . Daha yüksek erime noktalarına sahip iki malzeme kategorisi vardır, ancak bu malzemelerin sadece birkaçı hem ekonomik hem de güvenlidir. Genel olarak, erime noktası demir, bakır ve alüminyum gibi ticari olarak kullanılan metallerin erime noktalarına dayanacak kadar yüksek olan herhangi bir malzemeye refrakter malzemeler denir .$\textrm{Fe-C}$

Kaynak: ispatguru.com

Refrakter Metaller (Dökümhaneler için Yararlı Değil)

Bir malzemeyi not ettiğiniz ilk yüksek erime noktalı malzeme kategorisine refrakter metaller denir . Bunlara genellikle döküm endüstrisinde refrakter veya refrakter malzeme olarak atıfta bulunulmadığını unutmayın. Bunlar niyobyum, molibdenum, tungsten, tantal ve renyumdan (Nb, Mo, W, Ta, Re) oluşur ve erime noktaları yaklaşık 2.500 ° C ila 3.500 ° C arasındadır. Erime noktaları yeterince yüksek olsa da ve yapısal malzemeler olarak yeterli mukavemete ve önyükleme için bir miktar darbe tokluğuna sahip olsalar da, kullanımlarını sınırlayan bir dizi faktör vardır.

• Oksijen ile yüksek reaktivite
• Diğer metallerle yüksek reaktivite
• Ağırlık başına yüksek maliyet
• Yüksek yoğunluk
• Yüksek ısı kapasitesi
• Yüksek ısı iletimi
• Şekillenmesi zor (vakumda veya toz metalurjisinde dikkatlice kontrol edilen eritme gerektirir )

Refrakter Seramikler (Dökümhaneler İçin Faydalı)

İkinci refrakter malzeme kategorisi, çeşitli seramiklere dayanır ve refrakter seramikler veya daha yaygın olarak sadece refrakterler olarak adlandırılır . Bununla birlikte, sadece herhangi bir seramik uygun değildir. İdeal olarak seramik, eritilen metalden çok yüksek atomik bağ mukavemetine veya oksijen için daha yüksek afiniteye sahip olacaktır. Bunlar malzemeyi erimiş metale göre nispeten etkisiz hale getirecektir. Böyle bir seramik de kolayca şekillendirilebilir, düşük ısı kapasitesine ve ısı iletimine sahip olmalı ve makul derecede ucuz olmalıdır.

$\left(\textrm{MgCO}_3\right)$$\left(\textrm{FeCr}_2\textrm{O}_4\right)$

$\textrm{Fe} + \textrm{O}_2 \rightleftharpoons \textrm{FeO}_2$

• $\left(\textrm{Cr}_2\textrm{O}_3\right)$

• $\left(\textrm{SiO}_2\right)$

• $\left(\textrm{Al}_2\textrm{O}3\right)$$\left(\textrm{MgO}\right)$$\textrm{Fe-C}$

• $\left(\textrm{CaO}\right)$

• $\left(\textrm{TiO}2\right)$$\left(\textrm{MnO})\right)$

Ellingham Diyagramı (Kararlı Refrakterlerin Seçilmesi)

Ellingham Diyagramını okumanın yolu, bizim amacımız için, grafikte yukarı doğru hareket etmenin oksijen için azalan bir afinite anlamına gelmesi, aşağı doğru hareket etmenin artan bir afinite anlamına gelmesidir. Kimyasal denklemlere sahip diyagonal çizgiler, verilen sıcaklıkta (yatay eksen) bu reaksiyonun (dikey eksen) standart serbest enerjisini gösterir. Belirli bir sıcaklıkta, bir reaksiyon çizgisi diğerinin üzerindeyse, daha yüksek reaksiyon saf metal artı oksijene (kimyasal indirgeme) doğru ilerlerken, daha düşük reaksiyon metal okside (kimyasal oksidasyon) doğru ilerler. Bu nedenle, erimiş metalden daha yüksek oksijen afinitesi olan ateşe dayanıklı malzemeler, erime sırasında kimyasal olarak kararlı olacaktır. Termodinamik prensipler ve bazı deneyler kullanılarak oksit olmayan malzemeler için ilave diyagramların mevcut olduğunu veya yapılabileceğini ve internette daha zor olduğunu unutmayın.

Kaynak: Cambridge Ellingham Diyagramı Eğitimi

Erimiş demir metaller genellikle refrakter astarlı çelik kepçelerde işlenir.

Sadece 1860'lı yıllardan beri, dökme demir dışındaki (çelikten önemli ölçüde daha düşük bir erime noktasına sahip olan) demir içeren metaller, herhangi bir miktarda erimiş halde işlenmiştir. Bundan önce, çelik üretimi genel olarak demirin karbonlanması veya bir fırında ve ferforje içindeki dökme demirin karbonsuzlaştırılması dökülebilir bir malzeme değildir.

Tarihsel olarak ferforje, çiçek fırınlarında üretildi. Bunlar, esasen, dibine yakın bir delikten hava akımı ile uzun süre yanmasına izin verilen, bir kil tabakası ile kapatılmış alternatif demir cevheri ve kömür yığınlarıdır. Bu işlem silikat cürufu ile karıştırılmış süngerimsi bir metalik demir kütlesi üretir. Kütle, gözenekliliği gidermek ve silika cürufunun ince laminasyonları ile de olsa yaklaşık homojen bir külçe oluşturmak için sıcakken (erimiş halde değil) tekrar tekrar dövülürdü - bu 'ferforje'. Laminar yapı, ferforje mekanik özelliklerine önemli ölçüde katkıda bulunur.

Daha sonra 'su birikintisi' gibi endüstriyel işlemler, yankılanan bir fırında dolaylı ısıya sahip bir kum yatağı üzerinde uzun demir çubuklarla karıştırılarak demirden arındırılmış dökme demiri karıştırır. Bloomery fırınları, metal üretmek için cevherdeki demir oksitleri azaltabilir, ancak toplu olarak eritecek kadar sıcak değildir.

Dökme demir, tarihsel olarak tuğladan yapılmış bir 'kupol fırında' üretilir, ancak modern olanlar refrakter astarlı çelik olma eğilimindedir. Demir cevheri ve odun kömürü (veya kok kömürü) ücretleri yığının üst kısmına beslenir ve erimiş metal bir kuyuda birikir ve burada bir kil tıkaç ile delinebilir. Demir eritme işleminde (cevherden) bu fırınlar normalde dökme demir bileşenlerine yeniden eritilecek veya ferforje veya çelik üretmek için işlenecek olan 'pik demir' üreten kum külçe kalıplarına doğrudan dokundurulur.

Kupol fırınları demire çok fazla karbon (yaklaşık% 5) ekler, bu da erime noktasını dökümün pratik olduğu bir sıcaklığa düşürür ve bu nedenle dökme demir (saf oksijenin aksine) ve sıcaklıklarda üretilebilir çok mekanik olarak güçlü olmayan, genellikle fırının / kepçelerin gerçek yapısı için bir astar olarak kullanılan, şamot gibi basit refrakter malzemeler kapsamında.

Dökme demir için çizgisiz çelik kepçeler kullanmaktan kurtulabilirsiniz, ancak kaplama ömrünü büyük ölçüde uzatır ve fırın ile kalıplar arasındaki metalden ısı kaybı oranını azaltır.

Hem demir cevherini pik demire eritmek hem de ast demiri yeniden eritmek için kullanılan fırınlar aslında benzerdir.

As Brian Drummond kaydetti, "havza" bir denir pota :

Bir pota, çok yüksek sıcaklıklara dayanabilen bir kaptır ve metal, cam ve pigment üretimi ile bir dizi modern laboratuvar işlemi için kullanılır. Geçmişte potalar genellikle kilden yapılmış olsa da, içeriğini eritecek veya içeriğini değiştirecek kadar yüksek sıcaklıklara dayanabilen herhangi bir malzemeden yapılabilir.

Soruya ayrıntılı bir cevap, bağlantılı Wikipedia makalesinde bulunabilir. Kısa cevaplar:

• Demir Çağı: Kil
• Ortaçağ dönemi: seramik potalar için yeni tavlama materyallerinin tanıtılması ( Mullit )
• Orta Çağ Sonrası: grafit

Değirmen ölçeği gibi diğer geri dönüştürülmüş malzemeler de refrakterlerde kullanılabilir.

refrakter

Refrakter malzeme, dolomitin ezilmesi ve bir akı süspansiyon sıvısı veya boya ile karıştırılmasıyla yapılır. Değirmen skalası, sıvı bağlayıcı ile birleştirilen ve refrakter malzemeyi üretmek için nihai olarak kullanılan akı malzemesi olarak kullanılabilir. https://en.wikipedia.org/wiki/Mill_scale