§ 04

Smelteenergi

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

Svar: 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

Symboler og enheder i formlen
Symbol	Betydning	Enhed
masse	Metalmængde	kg
starttemp	Starttemperatur	°C
materiale	Metal	—
=	Energibehov	kWh
=	Varmemængde	MJ
=	Metallets smeltepunkt	°C

Gyldighed og kilde

Kilde: Termodynamik (Q = mcΔT + mL)

Gælder ikke når

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.

Regneeksempel

Beregnerens egne standardværdier sat ind. Tallene er regnet med præcis den formel værktøjet bruger.

Sat ind

Metalmængde100 kg
Starttemperatur20 °C
Metal1

Giver

Energibehov27,03 kWh
Varmemængde97,3 MJ
Metallets smeltepunkt660 °C

Kun for medlemmer

Selve beregneren er låst

Opret en gratis bruger for at låse op for alle artikler, beregnere, skabeloner og sortiment — og få adgang til quizzer og klasser. Det tager under et minut: navn, email og en adgangskode. Intet betalingskort.

Opret gratis bruger →Log ind

Vil du prøve noget først? Se hvad du kan bruge uden konto — junior-zonen, leksikonet, videoerne og mere.

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.

Trin for trin

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.

Typiske fejl

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.

Eksempler fra hverdagen

Aluminiumscharge i en digelovn

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

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

Det betyder: 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
Metal: Gråt støbejern (smp. ~1200 °C, c ~500 J/kg·K, smeltevarme ~136 kJ/kg)

Det betyder: 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
Metal: Bronze (smp. ~950 °C, c ~380 J/kg·K, smeltevarme ~180 kJ/kg)

Det betyder: Energien er 7,41 kWh. Smeltepunktet er 950 °C.

Tommelfingerregel

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

Sådan tjekker du svaret

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