るつぼは通常、セラミック、金属、またはグラファイトベースの複合材料など、非常に高い温度に耐える材料から作られます。
材料の選択は、温度、溶融される材料の化学的特性、および操作の物理的要求を含む、溶融プロセスの特定の要件によって決まります。
1.セラミックるつぼ
歴史的には、るつぼは容易に入手でき、中程度の温度に耐える粘土から作られていました。
金石併用時代、銅の製錬に使用されたるつぼは、当時の他のセラミックと同様に、耐火性のない粘土から作られていました。
これらのるつぼは、取り扱いや注湯を容易にするために、取っ手、ノブ、注ぎ口などのわずかな変更が加えられた設計になっていました。
セラミックるつぼは今日でも使用されており、多くの場合、磁器、アルミナ、またはジルコニアのような耐高温性材料から作られており、温度が非常に高いが工業的な金属鋳造ほど激しくない実験室での使用に適しています。
2.金属るつぼ
現代のるつぼは、高温および腐食性環境に高い耐性を持つ金属または金属複合体から作ることもできます。
例えば、ウランや銅のような炭素と反応しない金属を溶解するために工業環境で使用されるるつぼは、黒鉛から作られる場合があります。
反応性の高い成分を含む合金の場合は、酸化カルシウムや酸化イットリウム安定化ジルコニアなどの材料が選択される。
これらの材料は、るつぼが溶融金属と反応しないことを保証し、合金の完全性を維持する。
3.黒鉛ベースの複合材料
より高度な用途では、るつぼは黒鉛ベースの複合材料から作られます。
これらの材料は、超高温に耐える能力と、溶融金属との化学反応に対する耐性のために選択されます。
これらの複合材料における黒鉛の構造配列は、性能を最適化するために制御される。
これらのるつぼは、燃料燃焼炉、電気抵抗炉、誘導炉など、さまざまなタイプの炉で使用されます。
4.選択基準
るつぼ材料の選択は、溶解プロセスの生産性と完成金属の品質に影響するため非常に重要です。
選択に影響を与える要因には、金属の融点、化学反応性、および操作の物理的要求が含まれます。
例えば、黒鉛るつぼは融点が低く、炭素との反応性がない金属に適している一方、ジルコニアベースの材料は高温耐性と化学的不活性のために選択される場合がある。
5.まとめ
要約すると、るつぼはさまざまな材料から作られ、それぞれが溶解プロセスの特定の要件に基づいて選択されます。
セラミック材料は、その高温耐性により実験室での使用に一般的ですが、金属およびグラファイトベースの複合材料は、より高温でより腐食性の高い環境に遭遇する産業環境で好まれます。
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