Che cos'è una fornace di cupole?
Una fornace a cupola è un dispositivo cilindrico che viene utilizzato per riscaldare e fondere metalli come ferro e bronzo. Questi altiforni hanno tipicamente un diametro compreso tra 1,5 e 13 piedi (da circa 0,5 a quattro metri) e hanno l'aspetto esteriore di un fumaiolo. Per far funzionare una fornace a cupola, il cilindro è solitamente riempito con strati alternati di metallo e coke, e possono anche essere aggiunti materiali di flusso, come ad esempio calce o carboncini. Quando il metallo si scioglie, scorre verso il basso e può essere rilasciato da un rubinetto sulla parte anteriore della fornace. Una volta completata la corsa, questi forni possono essere svuotati e preparati per un uso futuro aprendo un cancello di scarico sul fondo per rimuovere il coke rimanente e altri materiali.
Le prove archeologiche suggeriscono che i disegni della cupola potrebbero essere stati usati in Cina durante il terzo secolo a.C. I primi esempi di fornaci a cupola furono usati in Cina durante il periodo Chunqiu per la fusione del bronzo. Le fornaci di cupole furono usate anche per la ghisa in Europa dal 17 ° secolo in poi. Fino alla metà del 20 ° secolo, la fornace a cupola rimase il principale metodo di fusione del ferro. La maggior parte delle fonderie alla fine passò ai forni a induzione, anche se in alcuni casi vengono ancora utilizzate cupole.
Quando viene utilizzata una fornace a cupola, viene in genere definita una campagna. All'inizio di una campagna, la coca cola viene messa nella fornace e quindi accesa. Le porte chiamate tuyeres sono usate per introdurre aria nella coca in fiamme, che crea un tipo di altoforno. L'introduzione di aria nella coca cola lo fa diventare molto caldo, a quel punto il metallo può essere inserito nella fornace. Vengono aggiunti ulteriori strati di coke in modo che il processo di riscaldamento continui e si possono aggiungere calce o altri agenti di flusso per ridurre l'ossidazione.
Il calore proveniente dagli strati inferiori di coke in fiamme aumenta tipicamente attraverso il cilindro, riscaldando gli strati superiori di metallo e fondendoli. Il carbonio del coke può legarsi con il metallo liquido mentre attraversa gli strati inferiori e le piscine sul fondo. In alcuni casi, è possibile aggiungere aggiunte come il carburo di silicio per aumentare il contenuto di carbonio. Dopo che abbastanza metallo fuso si è accumulato nella parte inferiore di una fornace a cupola, l'operatore può aprire un rubinetto per drenarlo in un recipiente di raccolta. Di solito c'è un altro rubinetto in un punto più alto sul retro del dispositivo che può drenare materiali di scorie.