Co je tavící kelímek?
Tavící kelímek je obvykle nádoba ve tvaru hrnce umístěná ve středu pece, která se používá k držení roztaveného kovu. Obvykle je vyroben z karbidu křemíku a grafitu, ale může být také složen z kovů vhodných pro vysokoteplotní aplikace, jako je tantal nebo wolfram. Kelímky mohou být také tvarovány v kónickém nebo rovinném, deskovitém tvaru, v závislosti na aplikaci.
Průmyslový kelímek je jedním z nejstarších a nejjednodušších návrhů v metalurgickém průmyslu. Slévárny je obvykle používají k tavení menších množství kovů nebo speciálních slitin než větší komerční slévárenský proces. Způsoby zahřívání pece, která obsahuje jeden z různých typů kelímků, mohou být cokoli od spalování zemního plynu nebo propanu po použití ropy, koksu nebo indukční elektřiny.
Tavící kelímkové tvary jsou označovány jako drenáž pro válcový tvar a pro kónické tvary tvar A, přičemž kelímky A jsou levnější, protože se snáze vyrábějí. Materiál, ze kterého je tavící kelímek vyroben, rovněž určuje, jakou teplotní hladinu vydrží. Kelímek s karbidem křemíku vydrží teploty až 2 750 ° Fahrenheita (1 510 ° C). Díky tomu jsou vhodné pro manipulaci se všemi měkkými kovy, jako je zlato, stříbro a hliník, a také se slitinami, jako je mosaz, která se většinou skládá ze zinku a mědi.
Železo a slitiny železa se obvykle nezpracovávají pomocí tavicí kelímkové pece, protože bod tání železa je velmi vysoký. Standardní struktura kelímku z karbidu křemíku by rozkládala a kontaminovala vzorek kovu, protože železo taje při 2 800 ° Fahrenheita (1 538 ° C). Kelímek s grafitovou směsí, jako například modely z karbidu křemíku, se také nepoužívá pro tavení železa, protože se grafit rozpustí v železe a reaguje s ním, mění jeho obsah a pomalu opotřebovává strukturu kelímku. Specializované kelímky vyrobené z kovového molybdenu však odolávají velmi vysokým teplotám 4 712 ° Fahrenheita (2 600 ° C) a mohou být použity k roztavení železa.
Konstrukce pecí, které používají tavící kelímek, jsou označeny způsobem, kterým je roztavený kov odstraněn z kelímku. Vyvážecí pec má kelímek, ve kterém je z ní naložen roztavený kov, zatímco vyklápěcí pec má kelímek, který je nakloněn, aby vylil kov. Výtahové pece jsou navrženy tak, aby bylo možné odstranit celou strukturu kelímku a roztavený kov naložit nebo vylit.
Hliníkové kompozice jsou společné také pro kelímky, protože mohou být inertní při širokém spektru chemie kovů. Nejlépe však pracují s neutrální hladinou kyseliny pro tavené materiály. Kelímky s magnezitem se lépe hodí pro základní sloučeniny taveniny a kelímky zirkono-křemičitý pro vysoce kyselé sloučeniny.
Kelímky také podléhají stresu, když jsou opakovaně zahřívány a chlazeny. Toto je známé jako tepelný šok a některé sloučeniny kovů pro stěny kelímku to zvládají lépe než jiné. Použité teploty, chemické složení toho, co se taví, a množství dlouhodobého používání tavícího kelímku, to jsou všechny důležité faktory, které je třeba zvážit při výběru modelu, který nejlépe vyhovuje potřebám slévárny.