철분이 녹 으면 운반되어 담겨 져야한다고 생각합니다. 용기가 녹는 것보다 높은 온도를 견딜 수 있어야한다고 생각합니다.

이 웨비 스트 에 따르면 , "Iron, Wrought"의 용융 온도는 1482-1593 ° C입니다. 녹는 점이 더 높은 다른 금속이 몇 개 있습니다 (예 : 3400 ° C 이상의 Wolfram (텅스텐)). 그러나 내가 생각할 수있는 것은 훨씬 더 비쌉니다. 그렇다면 오븐 / "병"/ "분지"(또는 당신이 부르는)의 재료는 무엇입니까?

(단면 질문 : 철분은 꽤 오랫동안 녹아 왔습니다. 몇 년 동안 이것이 바뀌 었다고 생각합니다. 이전에 어떤 재료가 사용 되었습니까?)

요약

도가니에는 내화 재료가 늘어서 있습니다. 철강 가공은 용융물과 직접 접촉하기 위해 흑연 또는 크로 마이트와 마그네사이트의 조합을 사용합니다. 주철 가공에는 종종 알루미나-마그네시아-실리카 혼합물로 알려진 엔지니어링 클레이가 사용됩니다. 흑연은 점토 형 내화물보다 형성하기가 어렵습니다. 내화 물질로 적합하려면 재료가 경제적이고 안전하기 위해 여러 가지 속성 요구 사항을 충족해야합니다.

내화 재료

언급 한 바와 같이, 철은 아래 의 상 다이어그램 의 가장 왼쪽 에 순수한 철의 형태로 약 1,540 ° C의 높은 융점을 가지고 있습니다. 녹는 점이 높은 재료에는 두 가지 범주가 있지만 경제적이고 안전한 재료는 소수에 불과합니다. 일반적으로, 철, 구리 및 알루미늄과 같이 상업적으로 사용되는 금속의 녹는 점을 견딜 수있을 정도로 높은 녹는 점을 갖는 물질을 내화 물질 이라고 합니다.$\textrm{Fe-C}$

출처 : ispatguru.com

내화성 금속 (파운드리에는 유용하지 않음)

하나의 재료를 언급 한 고 융점 재료의 첫 번째 범주를 내화 금속 이라고 합니다. 이것들은 일반적으로 파운드리 산업에서 내화물 또는 내화물로 언급되지는 않습니다. 니오브, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨 및 레늄 (Nb, Mo, W, Ta, Re)으로 구성되며 약 2,500 ° C ~ 3,500 ° C의 융점을 갖습니다. 융점은 충분히 높고 구조 재료로서 충분한 강도를 가지며 부팅하기에는 약간의 충격 인성이 있지만 사용을 제한하는 여러 가지 요소가 있습니다.

• 산소와의 높은 반응성
• 다른 금속과의 높은 반응성
• 무게 당 높은 비용
• 고밀도
• 높은 열용량
• 고온 전도
• 성형하기 어려움 (진공 또는 분말 야금 에서 조심스럽게 제어되는 용해가 필요함 )

내화 세라믹 (주물 공장에 유용)

내화 재료의 두 번째 범주는 다양한 세라믹을 기반으로하며 내화 세라믹 또는보다 일반적으로 내화라고 합니다. 그러나 어떤 세라믹도 적합하지 않습니다. 이상적으로 세라믹은 용융되는 금속보다 원자 결합 강도가 매우 높거나 산소에 대한 친화력이 높습니다. 이는 용융 금속에 대해 재료를 비교적 불활성으로 만든다. 이러한 세라믹은 또한 쉽게 형성 될 수 있어야하고 열 용량 및 열 전도율이 낮아야하며 합리적으로 저렴해야한다.

$\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)$

엘 링엄 다이어그램 (안정적인 내화물 선택)

Ellingham Diagram을 읽는 방법은 그래프에서 위로 이동하면 산소에 대한 친화도가 감소하고 아래로 이동하면 친화도가 증가한다는 것을 의미합니다. 화학 방정식이있는 대각선은 주어진 온도 (수평 축)에서 해당 반응의 표준 자유 에너지 (수직 축)를 나타냅니다. 주어진 온도에서, 하나의 반응 라인이 다른 반응 라인 위에있을 경우, 더 높은 반응은 순수한 금속 + 산소 (화학 환원)로 진행되고, 더 낮은 반응은 금속 산화물 (화학 산화)로 진행될 것이다. 따라서, 용탕보다 산소에 대한 친화력이 높은 내화 재료는 용융 동안 화학적으로 안정하다. 열역학적 원리와 일부 실험을 사용하여 비산화물 물질에 대한 추가 다이어그램이 존재하거나 만들어 질 수 있으며 인터넷을 사용하기가 더 어렵습니다.

출처 : Cambridge Ellingham Diagram Tutorial

녹은 철 금속은 종종 내화성 라이닝이있는 강철 국자에서 취급됩니다.

주철 이외의 철 (철보다 훨씬 낮은 녹는 점을 갖는)을 모든 종류의 양으로 용융 된 상태로 취급 한 것은 1860 년 대경 이후입니다. 그 전에 철강 생산은 일반적으로 용광로에서 철의 침탄 또는 주철의 탈탄과 관련이 있으며 단철은 주조 가능한 재료가 아닙니다.

역사적으로 단철은 화로에서 생산되었습니다. 이것들은 본질적으로 외부에 점토 층으로 밀봉 된 교대 철광석과 숯의 스택이며, 바닥 근처의 구멍을 통해 공기 구배가 들어오는 긴 기간 동안 태워 질 수 있습니다. 이 공정은 규산염 슬래그와 혼합 된 해면 덩어리의 금속성 철을 생성합니다. 실리카 슬래그의 미세한 적층에도 불구하고, 다공질을 제거하고 대략 균질 한 잉곳을 생성하기 위해 덩어리는 뜨겁지 만 (용해되지 않은) 반복적으로 망치질 될 것이다. 층류 구조는 단철의 기계적 특성에 크게 기여합니다.

'퍼들 링 (puddling)'과 같은 이후의 산업 공정은 주철을 간접 가열로 모래 침대에서 긴 철 막대로 저어 주어 잔향로에서 탈탄시켰다. Bloomery 퍼니스는 광석의 산화철을 줄여 금속을 생산할 수 있지만 대량으로 녹을 정도로 뜨겁지는 않습니다.

주철은 역사적으로 벽돌로 만들어진 '컵라 용광로'에서 생산되지만 현대는 내화성 안감이있는 강철입니다. 철광석 및 숯 (또는 코크스)의 충전물이 스택의 상단으로 공급되고, 용탕은 하단에 웰에 축적되어 클레이 플러그를 통해 구멍을 뚫어 '탭핑'될 수 있습니다. 철광석 (광석에서)에서이 용광로는 일반적으로 주철 구성 요소로 재용 해되거나 단철 또는 강철을 생산하기 위해 가공되는 '돼지 철 (pig iron)'을 생산하는 모래 주괴 ​​주형에 똑바로 두드려 질 것이다.

큐폴라 퍼니스는 철 (약 5 %)에 다량의 탄소를 도입하여 주물을 실용 할 수있는 온도로 녹는 점을 줄이고 그러한 주철은 강제 공기 (순수 산소가 아닌)와 온도에서 생산할 수 있습니다. 내화 점토와 같은 단순한 내화 재료의 범위 내에서, 기계적으로 강하지는 않지만 일반적으로 용광로 / 래들의 실제 구조를위한 라이너로서 사용된다.

주철에 안감이없는 스틸 래들을 사용하는 것은 피할 수 있지만 안감은 수명을 크게 연장하고 용광로와 금형 사이의 금속으로 인한 열 손실률을 줄입니다.

철광석을 선철로 제련하고 ast 철을 재용 해하는 데 사용되는 용광로는 본질적으로 유사합니다.

마찬가지로 브라이언 드러 몬드는 언급은 "유역"는이라고 도가니 :

도가니는 매우 높은 온도를 견딜 수있는 용기이며 금속, 유리 및 안료 생산뿐만 아니라 많은 현대적인 실험실 프로세스에 사용됩니다. 도가니는 일반적으로 점토로 만들어졌지만 내용물을 녹이거나 달리 변경하기에 충분히 높은 온도를 견딜 수있는 모든 재료로 만들 수 있습니다.

질문에 대한 자세한 답변은 링크 된 Wikipedia 기사에서 찾을 수 있습니다. 짧은 대답은 다음과 같습니다.

• 철기 시대 : 점토
• 중세 시대 : 세라믹 도가니를위한 새로운 템퍼링 재료 도입 ( Mullit )
• 중세 포스트 : 흑연

분쇄기 규모 와 같은 다른 재활용 재료도 내화재로 사용될 수 있습니다.

내화 벽돌

내화물은 백운석을 분쇄하고이를 플럭스 현탁액 액체 또는 페인트와 혼합하여 제조된다. 밀 스케일은 액체 결합제와 결합되어 궁극적으로 내화 재료를 제조하는데 사용되는 플럭스 재료로서 사용될 수있다. https://en.wikipedia.org/wiki/Mill_scale