金の溶解には、最も一般的で効果的なるつぼは、黒鉛(グラファイト)または溶融石英(石英)や粘土黒鉛などのセラミック材料で作られています。最適な選択は、加熱方法とクリーンな溶解に必要とされる特定の特性に直接依存します。
主な決定事項は、金の融点に耐えられる材料を見つけることだけではありません。効率的でクリーン、かつ損失のない溶解を保証するために、るつぼの特性、特に電気伝導率と材料密度を加熱装置に合わせることが重要です。
金の溶解のための2つの主要材料
るつぼ材料の選択は、基本的に熱をどのように加えるかによって決まります。各材料は熱との相互作用が異なるため、セットアップに応じて一方の材料が他方よりも適している場合があります。
黒鉛および炭化ケイ素るつぼ
黒鉛は、金やその他の貴金属の溶解に非常に効果的で広く使用されている材料です。優れた熱伝導性と高温安定性で知られています。
これらのるつぼは電気伝導性があります。この特性は偶発的なものではなく、特定の加熱方法には不可欠です。炭化ケイ素は、優れた耐久性から使用される別の導電性材料です。
セラミックおよび石英るつぼ
セラミックるつぼ、通常は溶融石英(石英と呼ばれることが多い)または粘土黒鉛複合材で作られたものは、もう一つの主要な選択肢です。
純粋な黒鉛とは異なり、これらの材料は一般的に電気絶縁体です。化学的不活性と非常にクリーンな溶解を提供できる点で評価されていますが、急激な温度変化に対してはひび割れしやすい場合があります。
加熱方法にるつぼを合わせる
最もよくある間違いは、炉の種類を考慮せずにるつぼを選択することです。炉が熱を生成する方法の物理学が、使用しなければならないるつぼの種類を決定します。
誘導炉の場合
誘導炉は、強力な磁場を発生させてるつぼ自体に電流を誘導することにより機能し、内側から急速に加熱させます。
これが機能するためには、導電性のあるるつぼを使用する必要があります。磁場に反応して加熱要素となるため、黒鉛または炭化ケイ素るつぼが必要です。セラミックるつぼは誘導炉では加熱されません。
ガス炉または電気抵抗炉(キルン)の場合
これらの炉は、外部のガスバーナーまたは電気コイルを使用してチャンバーを加熱します。熱は、放射と対流によって空気と炉壁からるつぼに伝達されます。
このセットアップでは、セラミック/石英るつぼまたは黒鉛るつぼのいずれかを使用できます。熱が外部から供給されるため、るつぼは効率的に熱を吸収し、金属を保持できればよく、電気伝導性は関係なくなります。
高品質な溶解のための重要な特性
基本材料以外にも、金の損失や汚染を防ぐために譲れない特性がいくつかあります。
高密度と低多孔性
溶融金は多孔質るつぼに浸透し、回収が困難な材料の損失につながる可能性があります。高品質なるつぼは、この吸収を防ぐために非常に密度の高い材料構造を持っている必要があります。
非濡れ性表面
「非濡れ性」表面とは、溶融金がワックスをかけた車の上の水のように玉状になることを意味します。るつぼの壁にくっつきません。
これは、耐久性のある保護釉薬によって達成されることがよくあります。この特性は、クリーンな注湯を保証し、可能な限りのグラム数の金属を回収するために不可欠です。
耐熱衝撃性
るつぼは極端な温度変化にさらされます。耐熱衝撃性は、ひび割れすることなく急激な加熱と冷却に耐える能力です。ここで失敗すると、費用がかさみ、危険を伴う可能性があります。
溶解に最適な選択をする
選択は、機器と望ましい結果に基づいて導かれるべきです。
- 誘導炉での溶解が主な焦点の場合: 炉がるつぼを直接加熱するため、導電性の黒鉛または炭化ケイ素るつぼを使用する必要があります。
- ガス炉または電気キルンでの溶解が主な焦点の場合: 絶縁性のセラミック/石英るつぼまたは導電性の黒鉛るつぼを使用する柔軟性があります。
- 材料の損失を防ぐことが主な焦点の場合: 基本材料に関係なく、高密度で滑らかな非濡れ性内面釉薬を持つるつぼを優先してください。
適切なるつぼを選択することは、安全で効率的で成功する貴金属溶解の基盤です。
要約表:
| 加熱方法 | 推奨されるるつぼのタイプ | 主要な特性 |
|---|---|---|
| 誘導炉 | 黒鉛または炭化ケイ素 | 電気伝導性 |
| ガス/電気キルン | セラミック(石英)または黒鉛 | 電気絶縁性 |
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