§ 04

Schmelzenergie

Hvor mange kWh kræver det at smelte X kg metal fra rumtemperatur?

Antwort: Beregneren lægger opvarmningsenergien (masse × varmekapacitet × temperaturstigning) sammen med selve smeltevarmen (masse × specifik smeltevarme). Det giver et overslag over energiforbruget i smelteovnen ved at gå fra starttemperatur til metallets smeltepunkt. Erstatter ikke ovnens egne effekt- og virkningsgradsdata.

Formel

Q = m × c × ΔT (opvarmning) + m × L (smeltning)

c = specifik varmekapacitet, L = specifik smeltevarme — begge er typiske, bredt tabellerede materialekonstanter for de rene/almindelige metaller

1 kWh = 3.600.000 J — energien i kWh bruges til overslag over strømforbrug

Symbole und Einheiten in der Formel
Symbol	Bedeutung	Einheit
masse	Metalmængde	kg
starttemp	Starttemperatur	°C
materiale	Metall	—
=	Energiebedarf	kWh
=	Varmemængde	MJ
=	Metallets smeltepunkt	°C

Gültigkeit und Quelle

Quelle: Termodynamik (Q = mcΔT + mL)

Gilt nicht, wenn

Reelle legeringer afviger fra de rene metallers tabelværdier, og beregningen ser bort fra ovnens virkningsgrad og varmetab. Tallet er et teoretisk minimum, som ligger lavt for jern og stål: DOE/EERE angiver ca. 300 kWh/t som minimum for at smelte stålskrot og 377 kWh/t til 1.600 °C, og støberier bruger typisk 500-800 kWh/t. Brug som overslag, ikke som elregning.

Rechenbeispiel

Die eigenen Standardwerte des Rechners sind eingesetzt. Die Zahlen sind mit genau der Formel berechnet, die das Werkzeug verwendet.

Sat ind

Metalmængde100 kg
Starttemperatur20 °C
Metall1

Geber

Energiebedarf27,03 kWh
Varmemængde97,3 MJ
Metallets smeltepunkt660 °C

Nur für Mitglieder

Der Rechner selbst ist gesperrt

Lege einen kostenlosen Zugang an, um alle Artikel, Rechner, Vorlagen und das Sortiment freizuschalten — und Zugriff auf Quizze und Klassen zu erhalten. Es dauert unter einer Minute: Name, E-Mail und ein Passwort. Keine Zahlungskarte.

Kostenlosen Benutzer erstellen →Anmelden

Willst du zuerst etwas ausprobieren? Sieh, was du ohne Konto nutzen kannst — der Junior-Bereich, das Lexikon, die Videos und mehr.

Sådan bruger du den

Når du vil vide, hvad det koster at smelte en charge, eller sammenligne ovne, starter du med den energi, metallet selv skal have: opvarmning til smeltepunktet plus smeltevarmen. Det er et teoretisk minimum. Ovnen bruger mere på grund af tab og overhedning.

Schritt für Schritt

Skriv metalmængden i chargen.
Skriv starttemperaturen, fx 20 °C for koldt skrot.
Vælg metal.
Læs energien i kWh og del med ovnens virkningsgrad for at få et realistisk forbrug.

Typische Fehler

At bruge tallet som elregning. Ovnens virkningsgrad og overhedning er ikke med.
At glemme at varmekapaciteten stiger med temperaturen. Tabelværdien ved stuetemperatur giver for lidt for stål og jern.
At bruge rene metallers tal for legeringer uden at tænke over afvigelsen.

Beispiele aus dem Alltag

Aluminiumscharge i en digelovn

Du smelter 100 kg aluminium fra kold barre i en elektrisk digelovn.

Metalmængde: 100 kg
Starttemperatur: 20 °C
Metall: Aluminium (smp. ~660 °C, c ~900 J/kg·K, smeltevarme ~397 kJ/kg)

Es bedeutet: Metallet skal have mindst 27,03 kWh, svarende til 97,3 MJ. Med en ovn på 50 % virkningsgrad skal du regne med det dobbelte.

Et ton gråt støbejern

En induktionsovn skal smelte 1.000 kg gråt støbejern.

Metalmængde: 1.000 kg
Starttemperatur: 20 °C
Metall: Gråt støbejern (smp. ~1200 °C, c ~500 J/kg·K, smeltevarme ~136 kJ/kg)

Es bedeutet: Beregneren giver 201,67 kWh. Det er et minimum ved smeltepunktet. Med overhedning til støbetemperatur og ovnens tab bruger en induktionsovn i praksis ofte 500-700 kWh pr. ton.

Bronze til kunststøbning

Et kunststøberi smelter 50 kg bronze til en skulptur.

Metalmængde: 50 kg
Starttemperatur: 20 °C
Metall: Bronze (smp. ~950 °C, c ~380 J/kg·K, smeltevarme ~180 kJ/kg)

Es bedeutet: Energien er 7,41 kWh. Smeltepunktet er 950 °C.

Faustregel

Aluminium kræver teoretisk ca. 0,27 kWh pr. kg til smeltning, stål og jern ca. 0,3-0,4 kWh pr. kg inkl. overhedning.

So überprüfst du die Antwort

Del kWh med kg. Tallet skal ligge mellem ca. 0,1 og 0,4 kWh pr. kg for de almindelige metaller.