Umschmelzen

Umschmelzen ist das Verfahren, bei dem Metall, das bereits einmal geschmolzen wurde, erneut aufgeschmolzen wird. Dies geschieht typischerweise, weil der erste Guss fehlgeschlagen ist, Fehler aufwies oder aus gemischtem oder verunreinigtem Altmetall bestand. Beim Umschmelzen wird das feste Metall erneut durch den Ofen geleitet, um es wieder in den flüssigen Zustand zu bringen. Dies ermöglicht die Entfernung von Oxiden, Gasen und Fremdmaterialien, bevor das Material in eine neue Form oder in einen Barren gegossen wird. Dies unterscheidet sich vom anfänglichen Schmelzen, das Erz verhüttet; beim Umschmelzen handelt es sich um bereits raffiniertes oder teilweise raffiniertes Metall.

Die häufigste Anwendung ist die Verarbeitung von Altmetall aus abgelehnten Gussteilen, Zerspanspänen, Speisern, Stiegen und Angusssystemen aus Gießereien. Aluminiumlegierungen werden häufig umgeschmolzen, da sie während des ersten Gusses leicht oxidieren und Luft einschließen können; das Umschmelzen unter kontrollierter Flussdecke reduziert den Oxidgehalt und verbessert die mechanischen Eigenschaften. Stahl- und Kupferaltmetallströme sind ebenfalls stark auf das Umschmelzen angewiesen, um die Materialqualität kostengünstig zu verbessern und Deponieabfälle zu reduzieren.

Warum Umschmelzen wichtig ist

In Aluminiumgießereien kann die Oxidschicht, die sich während des Gusses bildet, Wasserstoff einschließen und Porenbildung verursachen, die zu Zug- und Ermüdungsfehlern führt. Ein zweites Schmelzen unter Inertgas oder mit geeignetem Flussmittel ermöglicht eine Entgasung und Oxidporenentfernung, die ein einfaches Schmelzen nicht immer erreicht. Die Ofencharge wird auch sichtbar überprüft und Fremdmaterialien werden vor dem Umschmelzen entfernt, was Verunreinigungen erfasst, die das erste Schmelzen möglicherweise übersehen hat.

Die wirtschaftlichen Aspekte sind bedeutend. Altmaterial aus Aluminium kann während des Umschmelzens aufgrund von Oxidation und Krätzenbildung 5 bis 15 Prozent seiner Masse verlieren, aber das zurückgewonnene Metall bringt einen Aufpreis gegenüber den Einkaufskosten, da es eine verbesserte Reinheit hat. Umgekehrt verschlechtert wiederholtes Umschmelzen die Legierungszusammensetzung; Elemente mit niedrigen Siedepunkten verdampfen und die Kornstruktur wird grobkörniger. Die meisten Spezifikationen begrenzen die zulässige Anzahl der Umschmelzungen, typischerweise zwei oder drei, bevor das Material abgestuft oder verworfen werden muss.

Temperaturkontrolle und Haltezeit sind entscheidend. Zu langes Halten von flüssigem Metall erhöht die Korngröße und Oxidbildung; zu kurzes Schmelzen bedeutet unvollständige Gasentfernung. Induktionsöfen und Tiegelofen sind Standard für das Umschmelzen kleiner Chargen, während größere Betriebe Flammofen oder Elektrolichtbogenöfen mit Keramik- oder Graphitkruzibeln nutzen. Die Ofencharge wird normalerweise mit einem Schutzflussmittel oder einer Inertgasdecke abgedeckt, um atmosphärische Oxidation zu minimieren.