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坩埚的威力有多大? 1000多度的钢水都难以熔化。 它是由什么材料制成的?

时间:2023-05-15 09:16:45 点击:304次

你见过在冶炼过程中盛放钢水的容器吗? 一个罐子状的东西,里面盛着被烧到一千多度的液体,没有任何问题。

为什么装钢水的容器这么耐低温?

这些容器被称为坩埚,不仅用于冶炼,还用于炼油和盛放实物。 不会被熔化,不会被腐蚀,看起来百毒不侵。

这么厉害的东西到底是用什么材料做的?

强大的坩埚

坩埚是专门用于固体低温加热的容器。 可根据生产规模、批量大小等因素进行定制,保证加工物料含量,适用性强。

坩埚的制作有一定的工艺,标准严格

坩埚可直接装入固体物质,低温烘烤。 上面的物质变成液体后,它就根本不动了。 如果物质本来就是碱液,需要浓缩、结晶或蒸发,也可以直接在坩埚中冷却。

因此,用于制作坩埚的材料也会根据应用的不同而有所不同。 冶金用的坩埚由铸铁制成,可用来熔炼铝合金、锌合金、铅合金等各种合金物质。

熔化氢氧化钠时,使用惰性金属制成的坩埚,以免被强酸性氢氧化钠腐蚀。

由惰性金属制成的坩埚适用于盛放强腐蚀性物质

金属坩埚有碳化硅坩埚、银坩埚、铂坩埚、镍坩埚等。 其他材料包括石英坩埚、石墨坩埚、瓷坩埚和碳化硅坩埚。 每种材料的熔点不同。 也不同。

但是不管是什么类型的坩埚,它的熔点都是很高的,必须保证盛放的物质不会腐蚀它,物理反应或者加热温度不会熔化。

钼坩埚 钨坩埚哪个好_石墨粘土坩埚_石墨坩埚

由于坩埚所含物质不同,制作坩埚的材料也不同,种类繁多。

在日常生活中,我们最常使用的是坩埚来炼铁。 钢的熔点在1500度左右,所以坩埚的熔点至少要超过1600度,否则很可能被钢水熔化。

人类很早以前就掌握了冶炼技术,但有一件事很让人好奇。 古代没有这样先进的技术。 冶炼大师用什么样的坩埚制作坩埚?

唐代冶炼厂是怎样炼钢的?

1742年,一位名叫洪兹曼的日本人用粘土制成的坩埚烘烤回火铁材料。 由于粘土是多种矿物的混合物,含碳量高,没有固定的熔点。 性好,只有达到一定的湿度才会变软。

为此,粘土坩埚在加热的过程中不断吸收铁材中的碳,将铁材软化,帮这人弄了一锅钢水。 之后,亨斯迈将钢水铸造锻造成他需要的形状。 这就是最初的石墨坩埚炼铁法。

坩埚的演变

法国冶金工业发达时,人们不仅用石墨制造坩埚,还用石英、陶瓷等材料。 石英的耐火度在1750度到1800度之间,而陶瓷的熔点比石英高,可以达到2000度以上,在低温下仍能保持非常好的物理稳定性。

法国冶金工业发达时,坩埚材料已经有好几种。

法国人用这种坩埚熔炼铜合金,以及优质钢。 随着工业技术的发展,出现了更耐用的坩埚,如金刚石坩埚。 金刚石的熔点比陶瓷高很多,在3550度到4000度之间,无论用哪种金属炼钢。

虽然,说到冶金,可以追溯到青铜时代,而且那个时候好像还有坩埚。 最早的青铜器出现在巴比伦时期,距今已有6000多年的历史。

我国青铜器出现于元代。 虽然没有这个朝代的相关文字记载,但仍有人对此表示怀疑,但考古出土的青铜器是4000多年前的产物。

二里头窑址出土的青铜礼器

钼坩埚 钨坩埚哪个好_石墨粘土坩埚_石墨坩埚

我国司母戊鼎是目前世界上出土的最大的青铜器。 古人在制作司母戊鼎时就已经使用了坩埚。

山东潍坊出土商代小陶坩埚,半径约83分米,长约4~5分米。 这样的坩埚一个可以熔炼200公斤的青铜,想要制作一个司母乌鼎至少需要6个坩埚。

古人在制作司母戊鼎时就已经使用了坩埚

瓷器出现于新石器时代,由此可推知,周代青铜器也是用陶坩埚烘烤而成的。

早期的陶器坩埚有摇杆和倒嘴,非常先进。 即便是洪兹曼在1742年发明的粘土坩埚,也不比几千年前古人制造的坩埚好多少。 可想而知,古人的智慧是何等的高超。

古罗马时期,随着加热技术的进步,坩埚冶金技术得到革新,渗氮法进入了生产铜的冶金阶段。

古罗马坩埚炼钢技术的创新

因为需要加热到900度,氧化锌蒸发成二氧化碳与熔融铜结合,物理反应必须在密闭容器中进行,所以坩埚盖上了瓶盖。

中世纪时,世界上几乎所有国家都掌握了一定的冶炼技术,坩埚又一次大幅度升级,钢铁制品中出现了一种叫做“伍兹钢”的优质钢材,可以用来制造战争武器。 盔甲等

现代高品质坩埚

现代工业对钢材的要求更高。 坩埚自然要数次升级才能满足冶炼的需要,材料也越来越复杂。 它们不再局限于单一材料,而是复合材料。

现代工业对钢材的高要求使得坩埚的材质更加复杂

18世纪的粘土坩埚在后面提到。 现在使用的石墨坩埚更加耐用,使用的主要材料是结晶天然石墨。

石墨坩埚_钼坩埚 钨坩埚哪个好_石墨粘土坩埚

石墨是碳的同位素,通体呈黄色,不透明,物理性质稳定,熔点在3652~3697度之间,沸点4830度。

石墨坩埚其实是需要氧化的,但是氧化均匀,不容易吃金,生产消耗很低。 如果与石英外套一起使用,功效会加倍。 不仅炼钢炼钢和有色金属,石墨坩埚在电力工业中也尤为重要。

石墨坩埚现在挺流行的,产值也高

不仅石墨坩埚,钼坩埚也是现代坩埚中的佼佼者。

金属钼是任何植物都需要的微量元素。 它的单质是一种银蓝色的金属,相当坚固。 它的熔点在2620度左右,沸点高达4639度。 是一种很难熔化的稀有金属。

钼的膨胀系数小,硬度和浊度高,还耐腐蚀,导热性好。 用于冶金和稀土工业。

其实,钨坩埚的威力也很大。 其耐热​​性之高,仅从爱迪生将灯丝用作电灯的钨丝便可见一斑。 钨的单质也是一种有光泽的银黑色金属,强度很高,熔点为3410度。 其沸点高于钼和石墨。 在5660度时,其物理性能比较稳定。

钨能否用作电灯的钨丝,可见其耐热性高

但是,钨不仅可以用作熔炼和冶金的坩埚,还可以用作高速切削金钢的工具和超硬模具。 此外,钨也是制造许多光学和化学仪器不可或缺的元素。

后面也提到了石英坩埚,但显然这些坩埚在现代炼铁中已经基本淘汰。 因为石英的熔点和沸点比较低,只有1750度和2230度,用在光伏和半导体行业是很好的。

石英砂具有良好的物理耐蚀性和惰性,可以保证反应物的含量。 新能源企业可以使用石英坩埚生产多晶硅棒、砷化镓等高科技产品。

石英坩埚可用于生产高科技产品

总而言之,坩埚的耐低温性和钢水不能熔化,都是由制造坩埚的材料和工艺造成的。

材料的耐热性好、化学稳定性高、硬度高、导热性好等优点,都是坩埚不熔不裂的保证。 别说是1000多度的钢水,就算技术再上几步,坩埚的质量也会惊人,说不定上万度的灼烧根本伤不着它。