Un cuptor de topire este un aparat capabil să încălzească materialele la o temperatură atât de ridicată încât acestea se topesc, ceea ce din punct de vedere chimic înseamnă practic că ating pragul critic de temperatură la care se transformă dintr-un solid în lichid. Nu toate materialele se vor topi, iar cele care au adesea puncte de topire diferite. Ca atare, majoritatea cuptoarelor sunt destinate manipulării anumitor tipuri de lucrări. Majoritatea sunt reglabile, ceea ce permite o anumită flexibilitate și control intern. Poate exista o mare varietate în ceea ce privește dimensiunea și capacitățile cuptorului, unele fiind destinate utilizării mai mult sau mai puțin personale, ca într-un magazin privat sau garaj, în timp ce altele sunt mult mai mari și sunt utilizate industrial. Cu toate acestea, toate se încadrează de obicei într-unul dintre cele patru tipuri sau formate majore: cuptoare cu cupola, cuptoare cu arc electric, cuptoare cu inducție și cuptoare cu creuzet. Fiecare are un stil și un profil de utilizare ușor diferite, dar obiectivul general este de obicei același, indiferent de specific.
Înțelegerea elementelor de bază
Metalele sunt de departe cel mai comun material pe care oamenii îl topesc în cuptoare. Metalul topit sau lichefiat este mult mai maleabil și poate fi format, turnat și reconfigurat cu relativă ușurință. Acest lucru se aplică atât lucrurilor precum oțel inoxidabil și aluminiu, cât și metalelor prețioase precum aurul și argintul. Topirea face posibilă modelarea și reutilizarea acestor elemente brute în ceva util, iar cuptorul este de obicei cel mai controlat și eficient mod de a proceda.
Cuptorul este un instrument care a fost folosit de oameni de foarte mult timp. Se crede că cel mai vechi cuptor a avut originea în civilizația din Valea Indusului din subcontinentul indian și a fost datat undeva între 2500 și 1800 î.Hr. Cuptorul de topire este o versiune industrială a acestui concept și este utilizat în mod obișnuit pentru producerea de materiale specifice sau ca sursă de căldură.
Modele cu cupole
Unii cercetători industriali consideră că cuptorul cu cupolă este cea mai populară formă istorică de cuptor de topire pentru materiale feroase sau pe bază de fier. Dispozitivul este în centrul său un ax vertical care seamănă cu un coș de fum. Interiorul este de obicei căptușit cu cărămizi refractare. Cele mai primitive modele sunt puțin mai mult decât turnuri închise de bază, de obicei cu un sistem de rafturi și tăvi pentru prinderea produsului. Exemple mai moderne au controale ale temperaturii și un sistem mai formalizat de topire și prindere. Duzele de suflare a aerului, folosite pentru a crește căldura, pot fi găsite și în interiorul arborelui în multe cazuri. Cuptorul cu cupola poate fi folosit pentru diverse sarcini, cum ar fi producerea de minereu lichid și topirea fontei sau a bronzurilor.
Arcuri electrice
Cuptoarele electrice cu arc sunt, de asemenea, foarte populare pentru retopirea deșeurilor de oțel. Unități mai mici sunt uneori folosite și pentru producerea de produse din fontă. După cum sugerează și numele, acest model folosește un arc electric pentru a genera căldură. Arcul creează o defalcare electrică a gazului care provoacă ceea ce este cunoscut sub numele de „descărcare de plasmă”, ceea ce duce la o topire mai rapidă. În interiorul cuptorului, materialul este pus în contact direct cu arcul care, în unele unități, poate atinge temperaturi de până la 3275° Fahrenheit (1800° Celsius). Multe depind de dimensiunea cuptorului și de ce anume se topește.
Metoda de inducție
Cuptorul cu inducție este utilizat în general pentru topirea atât a aliajelor feroase, cât și a celor neferoase. De obicei, folosește o bobină elicoidală de cupru răcită cu apă în care este instalat un creuzet. Când curentul alternativ trece prin bobină, creuzetul este încălzit. Acest model este în general lăudat pentru eficiența sa energetică și pentru lipsa poluării pe care o provoacă. Cuptoarele cu inducție tind să fie mult mai limitate și, ca urmare, tind să facă mai puțin dezordine. Majoritatea turnătoriilor de fier folosesc acum cuptorul cu inducție în locul cuptorului cu cupola datorită acestor avantaje; este, de asemenea, popular într-o serie de setari industriale în care eficiența și curățenia sunt preocupări.
Cuptoare cu creuzet
Cuptorul cu creuzet este considerat a fi cel mai vechi tip de cuptor de topire și, de asemenea, cel mai primitiv. Este încă folosit în mai multe setări tradiționale și este comun pentru o serie de proiecte mici, dar tinde să fie mai puțin popular în industrie. Designul său de bază constă într-un creuzet refractar în care este plasat materialul de încălzit. Materialul este apoi încălzit din exteriorul peretelui creuzetului. Versiunile pe gaz ale acestuia folosesc adesea un arzător pentru a genera căldură, în timp ce modelele electrice folosesc elemente de încălzire.