Was ist ein Schmelztiegel?
Ein Schmelztiegel ist normalerweise ein topfförmiger Behälter, der in der Mitte eines Ofens angeordnet ist und zur Aufnahme eines zu schmelzenden Metalls dient. Es besteht üblicherweise aus Siliciumcarbid und Graphit, kann aber auch aus Metallen bestehen, die für Hochtemperaturanwendungen geeignet sind, wie Tantal oder Wolfram. Tiegel können je nach Anwendung auch konisch oder plan plattenförmig geformt sein.
Der Industrietiegel ist eine der ältesten und einfachsten Konstruktionen in der Metallindustrie. Gießereien verwenden sie normalerweise, um kleinere Mengen an Metall oder Speziallegierungen zu schmelzen als größere kommerzielle Gießereien. Verfahren zum Erhitzen des Ofens, der eine der verschiedenen Arten von Tiegeln enthält, können alles sein, vom Brennen mit Erdgas oder Propan bis zur Verwendung von Öl, Koks oder Induktionselektrizität.
Die Schmelztiegelformen werden als Bilge für die Zylinderform und A-Form für konische Formen bezeichnet, wobei A-Tiegel weniger teuer sind, da sie einfacher herzustellen sind. Das Material, aus dem der Schmelztiegel besteht, bestimmt auch, welchem Temperaturniveau er standhalten kann. Ein Siliziumkarbid-Tiegel kann Temperaturen von bis zu 1.510 ° Celsius standhalten. Damit eignen sie sich für alle weichen Metalle wie Gold, Silber und Aluminium sowie für Legierungen wie Messing, das überwiegend aus Zink und Kupfer besteht.
Eisen und Eisenlegierungen werden normalerweise nicht in einem Schmelztiegelofen verarbeitet, da der Schmelzpunkt von Eisen sehr hoch ist. Eine Standard-Siliciumcarbid-Tiegelstruktur würde die Metallprobe zersetzen und verunreinigen, da Eisen bei 1.538 ° Celsius (2.800 ° Fahrenheit) schmilzt. Ein Tiegel mit einer Graphitmischung, wie sie Siliziumkarbidmodelle haben, wird auch nicht zum Schmelzen von Eisen verwendet, da sich der Graphit in dem Eisen auflöst und mit diesem reagiert, seinen Gehalt ändert und sich an der Tiegelstruktur langsam abnutzt. Spezialtiegel aus Molybdän halten sehr hohen Temperaturen von 2.600 ° Celsius stand und können zum Schmelzen von Eisen verwendet werden.
Ofenkonstruktionen, die einen Schmelztiegel verwenden, sind durch die Art und Weise gekennzeichnet, in der das geschmolzene Metall aus dem Tiegel entfernt wird. Ein Ballenofen hat einen Tiegel, aus dem geschmolzenes Metall herausgeschüttet wird, während ein Kippofen einen Tiegel hat, der gekippt wird, um das Metall herauszugießen. Aushebeöfen sind so konstruiert, dass die gesamte Tiegelkonstruktion entnommen und die Metallschmelze geschöpft oder ausgegossen werden kann.
Aluminiumzusammensetzungen sind auch Tiegeln gemeinsam, da sie unter einer breiten Palette von Metallchemikalien inert sein können. Sie arbeiten jedoch am besten mit einem neutralen Säuregehalt für die Schmelzmaterialien. Magnesit-Tiegel eignen sich besser für basische Schmelzverbindungen und Zirkon-Silica-Tiegel für stark saure Verbindungen.
Tiegel unterliegen auch einer Belastung, wenn sie wiederholt erhitzt und abgekühlt werden. Dies wird als Thermoschock bezeichnet, und einige Metallverbindungen für die Tiegelwände bewältigen dies besser als andere. Die angewendeten Temperaturen, die chemischen Zusammensetzungen des zu schmelzenden Materials und die Dauer der Verwendung eines Schmelztiegels sind wichtige Faktoren für die Auswahl eines Modells, das den Anforderungen der Gießerei am besten entspricht.