Хайлуулах зуухны индукцийн хурдан хайлуулах зуух 6кг 8кг 10кг 15кг 20кг Гараар хазайлгах алт хайлуулах зуух

1. Оршил

Алт, мөнгө, цагаан алт, палладий зэрэг үнэт металлууд нь өвөрмөц физик, химийн шинж чанартай тул үнэт эдлэл, электроник, шүдний эмчилгээ зэрэг янз бүрийн салбарт өндөр үнэ цэнэтэй болгодог. Үнэт металл хайлуулах үйл явц нь эцсийн бүтээгдэхүүний чанарыг хангах, материалын алдагдлыг багасгахын тулд өндөр нарийвчлалтай, үр ашигтай тоног төхөөрөмж шаарддаг. Төрөл бүрийн хайлуулах зуухны дундаас хазайлттай индукцийн хайлуулах зуух нь үнэт металл хайлуулах маш сайн сонголт болж гарч ирсэн бөгөөд бусад уламжлалт хайлуулах аргуудаас хэд хэдэн давуу талыг санал болгодог.

2. Хазайлттай индукцийн хайлуулах зуухны ажиллах зарчим

2.1 Индукцийн халаалтын зарчим

Индукцийн халаалт нь цахилгаан соронзон индукцийн зарчим дээр суурилдаг. Хувьсах гүйдэл (AC) ороомогоор (индуктор) дамжих үед ороомгийн эргэн тойронд өөрчлөгдөж буй соронзон орон үүсдэг. Хэрэв дамжуулагч металлын цэнэг энэ соронзон орон дотор байрлуулбал металлд өдөөгдсөн цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF) үүсдэг. Омын хуулийн дагуу энэхүү өдөөгдсөн EMF нь металл дотор өдөөгдсөн гүйдэл (хуйлралт гүйдэл) урсахад хүргэдэг. Металлын эдгээр хуйлралт гүйдлийн урсгалд үзүүлэх эсэргүүцэл нь Q = I^{2}Rt томъёогоор тодорхойлсон дулааныг үүсгэдэг бөгөөд энд Q нь үүссэн дулаан, I нь гүйдэл, R нь эсэргүүцэл, t нь хугацаа юм. Энэ дулааныг дараа нь металлыг хайлуулахад ашигладаг.

2.2 Хазайлтын механизм

Индукцийн хайлуулах зуухны хазайлтын онцлог нь нэмэлт механик хийц юм. Зуухны их бие нь тодорхой өнцгөөр хазайх боломжийг олгодог хазайлтын механизм дээр суурилагдсан. Энэхүү хазайлтын функц нь хайлсан металлыг жигд цутгахад чухал үүрэгтэй. Металл бүрэн хайлсны дараа зуухыг хазайлгаж, хайлсан металыг хэв эсвэл бусад саванд нарийвчлалтайгаар цутгаж болох бөгөөд энэ нь хаягдлаас зайлсхийх, цутгамал бүтээгдэхүүний чанарыг хангахын тулд нарийвчлалтай цутгах шаардлагатай үнэт металл хайлуулахад онцгой чухал юм.

3. Үнэт металл хайлуулах үйлдвэрт индукцийн хайлуулах зуухны давуу талууд

3.1 Өндөр цэвэршилттэй хайлах

3.1.1 Бохирдол буурсан

Үнэт металл хайлуулахад өндөр цэвэршилтийг хадгалах нь хамгийн чухал юм. Зарим түлшээр ажилладаг зуух гэх мэт уламжлалт хайлуулах аргууд нь хайлсан металлд бохирдуулагч бодис оруулж болзошгүй. Жишээлбэл, түлшээр ажилладаг зууханд чулуужсан түлшийг шатаах нь хүхэр, азотын исэл, тоосонцор ялгаруулдаг. Эдгээр бодисууд хайлуулах явцад үнэт металлуудтай урвалд орж, хольц үүсэхэд хүргэдэг. Үүний эсрэгээр, хазайлттай зууханд индукцийн хайлуулах нь халаалтанд цахилгаан соронзон индукцийг ашигладаг бөгөөд шаталтад суурилсан дулааны эх үүсвэрийн хэрэгцээг арилгадаг. Үүний үр дүнд гадны эх үүсвэрээс бохирдох эрсдэл мэдэгдэхүйц бага байдаг тул хайлуулах явцад үнэт металлууд өндөр цэвэршилттэй хэвээр байх болно.

3.1.2 Нарийвчлалтай температурын хяналт

Үнэт металлууд нь ихэвчлэн тодорхой хайлах цэгтэй байдаг бөгөөд хайлуулах явцад температурын нарийн хяналт шаарддаг. Хазайлгах индукцийн хайлуулах зуухнууд нь дэвшилтэт температурын хяналтын системээр тоноглогдсон байдаг. Эдгээр системүүд нь хайлсан металлын температурыг нарийн мэдэрч, индуктор руу орж буй цахилгаан оролтыг тохируулж чаддаг. Жишээлбэл, цагаан алтны хайлах цэг нь ойролцоогоор 1768 °C байдаг. Хазайлгах индукцийн хайлуулах зуухны температурын нарийн хяналттай бол температурыг энэ хайлах цэгийн ойролцоо маш нарийн хүрээнд байлгаж болно. Энэ нь металлын бүрэн хайлалтыг баталгаажуулаад зогсохгүй хэт халалтаас сэргийлдэг бөгөөд энэ нь үнэт металлын цэвэршилтийг бууруулж болзошгүй исэлдэлт эсвэл бусад химийн өөрчлөлтийг үүсгэж болзошгүй юм.

3.2 Эрчим хүчний үр ашиг

3.2.1 Өндөр давтамжийн индукцийн халаалт

Хазайлтын зууханд индукцийн халаалт нь ихэвчлэн өндөр давтамжтайгаар ажилладаг. Өндөр давтамжийн индукцийн халаалт нь цахилгаан энергийг дулааны энерги болгон хувиргах өндөр үр ашигтай байдаг. Индуктор дахь өндөр давтамжийн гүйдлийн үүсгэсэн цахилгаан соронзон орон нь металлын цэнэгт гүн нэвтэрч, металлыг дотроос нь хурдан халаахад хүргэдэг. Энэхүү дотоод халаалтын механизм нь зарим уламжлалт зууханд цацрагийн халаалт гэх мэт гадаад халаалтын аргуудаас хамаагүй илүү үр ашигтай байдаг. Хурдан халаалт нь үнэт металлыг хайлуулахад шаардагдах хугацааг багасгадаг бөгөөд энэ нь эргээд нийт эрчим хүчний хэрэглээг бууруулдаг. Жишээлбэл, зарим хийн түлшээр ажилладаг зуухтай харьцуулахад хазайлтын индукцийн хайлуулах зуух нь үнэт металл хайлуулах явцад эрчим хүчний 30-50% хүртэл хэмнэлттэй байдаг.

3.3.2 Гөлгөр цутгах

Зуухны хазайлтын функц нь бүтээмжийг нэмэгдүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Үнэт металл хайлсны дараа зуухыг жигд, хяналттай хазайлт нь хайлсан металлыг хэвэнд хурдан бөгөөд нарийвчлалтай цутгах боломжийг олгодог. Энэ нь хайлах болон цутгах хоорондох хугацааг багасгаж, зууханд хайлсан металл хатуурах эрсдлийг бууруулж, үйлдвэрлэлийн үйл явцын нийт үр ашгийг сайжруулдаг. Үүнээс гадна, хазайлтын механизмаар хангагдсан нарийн цутгалт нь хайлсан металл хэвийг жигд дүүргэж, дутуу эсвэл жигд бус цутгалтаас болж дахин хайлуулах эсвэл дараа нь боловсруулах шаардлагагүй болгодог.

3.4 Уян хатан байдал ба олон талт байдал

3.4.1 Төрөл бүрийн үнэт металл хайлуулах

Хазайлгах индукцийн хайлуулах зуухыг алт, мөнгө, цагаан алт, палладий зэрэг янз бүрийн үнэт металлыг хайлуулахад ашиглаж болно. Эдгээр үнэт металл бүр өөр өөр хайлах цэг, химийн шинж чанар, хайлуулах шаардлагатай байдаг. Хазайлгах индукцийн хайлуулах зуухны тохируулж болох хүч болон температурын хяналтын системийг янз бүрийн үнэт металлын тодорхой хэрэгцээнд нийцүүлэн хялбархан өөрчилж болно. Жишээлбэл, мөнгө хайлуулах үед (хайлах цэг нь 962 °C орчим) хүч болон температурын тохиргоог тохируулан өөрчилж болох бол цагаан алтны хувьд (хайлах цэг нь хамаагүй өндөр) зуухыг өндөр температур болон чадлын түвшинд ажиллуулахаар тохируулж болно. Энэхүү уян хатан байдал нь хазайлгах индукцийн хайлуулах зуухыг нэг үйлдвэрлэлийн байгууламжид янз бүрийн үнэт металлыг хайлуулах нэг цэгийн шийдэл болгодог.

3.4.2 Цэнэглэх өөр өөр хэмжээсүүд

Эдгээр зуухнууд нь янз бүрийн хэмжээтэй байдаг бөгөөд энэ нь үнэт металлын янз бүрийн хэмжээтэй цэнэгийг хайлуулах боломжийг олгодог. Хэдэн грамм үнэт металл хайлуулах шаардлагатай жижиг хэмжээний үнэт эдлэлийн үйлдвэрлэл эсвэл хэдэн килограмм үнэт металл хайлуулах томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлийн хайлуулах үйл ажиллагаа байсан ч тохиромжтой хазайлттай индукцийн хайлуулах зуух байдаг. Жижиг хэмжээтэй зуухыг ихэвчлэн үнэт эдлэлийн цехүүдэд ашигладаг бөгөөд нарийвчлал, жижиг цуврал үйлдвэрлэл чухал байдаг. Том хэмжээний үйлдвэрлэлийн зуухнууд нь их хэмжээний үнэт металлыг боловсруулж, электроникийн үйлдвэрлэл зэрэг салбаруудын хэрэгцээг хангаж чаддаг бөгөөд эд анги үйлдвэрлэхэд их хэмжээний өндөр цэвэршилттэй үнэт металл шаардлагатай байдаг.

3.5 Аюулгүй байдал ба байгаль орчинд ээлтэй байдал

3.5.1 Аюулгүй ажиллагаа

Хазайлгах индукцийн хайлуулах зуухыг олон аюулгүй байдлын онцлог шинж чанартайгаар зохион бүтээсэн. Цахилгаан соронзон индукцийн халаалтын систем нь ил гал ашигладаггүй тул түлшээр ажилладаг зуухтай харьцуулахад гал түймэр, дэлбэрэлтийн эрсдлийг бууруулдаг. Үүнээс гадна, зуух нь хэт халалтаас хамгаалах, гоожихоос хамгаалах болон бусад аюулгүй байдлын төхөөрөмжөөр тоноглогдсон. Жишээлбэл, зуухны температур тогтоосон хязгаараас хэтэрсэн тохиолдолд тоног төхөөрөмжид гэмтэл учруулах, болзошгүй аюулгүй байдлын аюулаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд цахилгаан хангамжийг автоматаар тасална. Хазайлгах механизм нь хазайлтын ажиллагааг жигд, аюулгүй гүйцэтгэхийн тулд аюулгүйн цоож, хязгаарлах унтраалгатай.

3.5.2 Хийн ялгаралтыг бууруулах

Хазайлттай индукцийн хайлуулах зуух нь чулуужсан түлшний шаталтаас хамаардаггүй тул уламжлалт түлшээр ажилладаг зуухтай харьцуулахад ялгаруулалт мэдэгдэхүйц бага байдаг. Эдгээр нь хүхрийн давхар исэл (SO_{2}), азотын исэл (NO_{x}), тоосонцор зэрэг бохирдуулагч бодис ялгаруулдаггүй. Энэ нь зөвхөн байгаль орчинд төдийгүй хайлуулах үйлдвэрийн ажилчдын эрүүл мэндэд тустай. Үүнээс гадна, эдгээр зуухны эрчим хүчний хэмнэлттэй ажиллагаа нь бага эрчим хүч зарцуулдаг бөгөөд энэ нь эргээд хайлуулах үйл явцтай холбоотой нүүрстөрөгчийн ул мөрийг бууруулж, уур амьсгалын өөрчлөлттэй тэмцэх дэлхийн хүчин чармайлтад хувь нэмэр оруулдаг.

4. Кейс судалгаа ба салбарын хэрэглээ

4.1 Үнэт эдлэлийн үйлдвэрлэл

Үнэт эдлэлийн салбарт үнэт металлын чанар, цэвэр байдал хамгийн чухал ач холбогдолтой. Олон өндөр зэрэглэлийн үнэт эдлэлийн үйлдвэрлэгчид алт, мөнгө, цагаан алтыг хайлуулахын тулд индукцийн хайлуулах зуух ашигладаг. Жишээлбэл, Италийн нэгэн алдартай үнэт эдлэлийн брэнд индукцийн хайлуулах зуух руу шилжсэний дараа алтан эдлэлийн чанар мэдэгдэхүйц сайжирсан гэж мэдээлсэн. Өндөр цэвэршилттэй хайлалт нь алтыг удаан хугацаанд гялбаа, өнгөө хадгалах боломжийг олгодог. Хурдан хайлах хурд болон нарийн цутгах нь хайлсан металлыг нарийн хэвэнд нарийн цутгаж болох тул илүү нарийн төвөгтэй, нарийвчилсан үнэт эдлэлийн загвар гаргах боломжийг олгодог.

4.2 Электроникийн үйлдвэрлэл

Электроникийн үйлдвэрлэл нь холбогч, хэлхээний самбар, мэдрэгч зэрэг эд анги үйлдвэрлэхэд өндөр цэвэршилттэй үнэт металл шаарддаг. Палладий болон цагаан алтыг маш сайн цахилгаан дамжуулах чадвар болон зэврэлтээс хамгаалах чадварын улмаас эдгээр хэрэглээнд ихэвчлэн ашигладаг. Японы тэргүүлэгч электроник үйлдвэрлэгч эдгээр үнэт металлыг хайлуулахын тулд хазайлттай индукцийн хайлуулах зуухыг нэвтрүүлсэн. Зуухны эрчим хүчний хэмнэлттэй ажиллагаа нь үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулсан бол өндөр цэвэршилттэй хайлуулах нь электрон бүтээгдэхүүний гүйцэтгэл, найдвартай байдлыг сайжруулсан. Зуухны янз бүрийн цэнэгийн хэмжээг зохицуулах уян хатан чанар нь жижиг хэмжээний туршилтын загвар үйлдвэрлэхээс эхлээд том хэмжээний массын үйлдвэрлэл хүртэл электроникийн салбарын олон янзын үйлдвэрлэлийн хэрэгцээг хангадаг.

5. Дүгнэлт

Эцэст нь хэлэхэд, хазайлттай индукцийн хайлуулах зуух нь үнэт металл хайлуулах олон давуу талыг санал болгодог. Тэдний өндөр цэвэршилттэй хайлуулах чадвар, эрчим хүчний хэмнэлттэй ажиллагаа, хурдан хайлах хурд, уян хатан байдал, аюулгүй байдлын онцлог нь үнэт металлтай харьцдаг салбаруудад тохиромжтой сонголт болгодог. Үнэт эдлэл, электроник, шүдний эмчилгээ зэрэг янз бүрийн салбарт өндөр чанартай үнэт металлын бүтээгдэхүүний эрэлт хэрэгцээ өссөөр байгаа тул хазайлттай индукцийн хайлуулах зуухны хэрэглээ улам бүр өргөн тархах төлөвтэй байна. Энэ чиглэлээр цаашид судалгаа, хөгжүүлэлт хийснээр үнэт металл хайлуулах үйл явцын үр ашиг, чанарыг улам сайжруулахын тулд илүү дэвшилтэт, үр ашигтай хазайлттай индукцийн хайлуулах зуухны загварыг бий болгож магадгүй юм.