En smältugn är en apparat som kan värma material till en så hög temperatur att de smälter, vilket ur ett kemiskt perspektiv i princip innebär att de når den kritiska tröskeltemperaturen vid vilken de omvandlas från fast till vätska. Alla material kommer inte att smälta, och de som gör det har ofta olika smältpunkter. Som sådan är de flesta ugnar avsedda för att hantera vissa typer av jobb. De flesta är justerbara vilket möjliggör viss flexibilitet och intern kontroll. Det kan finnas en stor variation i termer av ugnsstorlek och kapacitet, med vissa avsedda för mer eller mindre personligt bruk, som i en privat butik eller garage, medan andra är mycket större och används industriellt. Ändå faller alla vanligtvis inom en av fyra huvudtyper eller format: kupolugnar, elektriska ljusbågsugnar, induktionsugnar och degelugnar. Var och en har en lite olika stil och användningsprofil, men det övergripande målet är vanligtvis detsamma oavsett detaljer.
Förstå grunderna
Metaller är det absolut vanligaste materialet som människor smälter ner i ugnar. Smält eller flytande metall är mycket mer formbar och kan formas, formas och omkonfigureras relativt lätt. Det gäller både saker som rostfritt stål och aluminium samt ädla metaller som guld och silver. Smältning gör det möjligt att forma och återanvända dessa råämnen till något användbart, och en ugn är vanligtvis det mest kontrollerade och effektiva sättet att gå vidare.
Ugnen är ett verktyg som har använts av människor under mycket lång tid. Den tidigaste ugnen tros ha sitt ursprung i Indusdalens civilisation på den indiska subkontinenten och har daterats till någonstans mellan 2500 och 1800 f.Kr. Smältugnen är en industriell version av detta koncept och används vanligtvis för produktion av specifika material eller som värmekälla.
Cupola modeller
Vissa industriforskare anser att kupolugnen är den mest historiskt populära formen av smältugn för järnhaltiga eller järnbaserade material. Enheten är i sin kärna ett vertikalt skaft som liknar en rökstack. Insidan är vanligtvis fodrad med eldfast tegel. De mest primitiva modellerna är lite mer än grundläggande slutna torn, vanligtvis med ett system av hyllor och brickor för att fånga produkten. Modernare exempel har temperaturkontroller och ett mer formaliserat smält-och-fångssystem. Luftblåsningsmunstycken, som används för att öka värmen, kan också finnas inuti axeln i många fall. Kupolugnen kan användas för olika uppgifter, som att producera flytande malm och smälta gjutjärn eller brons.
Elektriska ljusbågar
Elektriska ljusbågsugnar är också mycket populära för omsmältning av stålskrot. Mindre enheter används ibland för att producera gjutjärnsprodukter också. Som namnet antyder använder denna modell en ljusbåge för att generera värme. Bågen skapar en elektrisk nedbrytning av gas som orsakar vad som kallas ”plasmaurladdning”, vilket leder till snabbare smältning. Inuti ugnsenheten sätts material i direkt kontakt med ljusbågen som i vissa enheter kan nå temperaturer på upp till 3275° Fahrenheit (1800° Celsius). Mycket beror på ugnens storlek och exakt vad som smälts.
Induktionsmetod
Induktionsugnen används vanligtvis för att smälta både järn- och icke-järnlegeringar. Den använder vanligtvis en vattenkyld kopparspiral i vilken en degel är installerad. När växelström passerar genom spolen värms degeln. Denna modell hyllas allmänt för sin energieffektivitet och bristen på föroreningar den orsakar. Induktionsugnar tenderar att vara mycket mer inneslutna och som ett resultat tenderar de att göra mindre oreda också. De flesta järngjuterier använder nu induktionsugnen istället för kupolugnen på grund av dessa fördelar; det är också populärt i ett antal industriella miljöer där effektivitet och renlighet är problem.
Degelugnar
Degelugnen anses vara den äldsta typen av smältugn, och även den mest primitiva. Det används fortfarande i många mer traditionella miljöer och är vanligt för ett antal små projekt, men tenderar att vara mindre populärt inom industrin. Dess grundläggande design består av en eldfast degel i vilken materialet som ska värmas placeras. Materialet värms sedan upp från utsidan av degelväggen. Gaseldade versioner av detta använder ofta en brännare för att generera värme, medan elektriska modeller använder värmeelement.