Che cos'è un crogiolo di fusione?
Un crogiolo di fusione è di solito un contenitore a forma di vaso posto al centro di una fornace che viene utilizzato per contenere un metallo da fondere. È comunemente realizzato in carburo di silicio e grafite, ma può anche essere composto da metalli adatti ad applicazioni ad alta temperatura, come tantalio o tungsteno. I crogioli possono anche essere modellati in una forma conica o planare, simile a una piastra, a seconda dell'applicazione.
Il crogiolo industriale è uno dei disegni più antichi e semplici del settore metallurgico. Le fonderie in genere le usano per fondere piccole quantità di metallo o leghe speciali rispetto a processi commerciali più grandi. I metodi per riscaldare il forno che contiene uno dei vari tipi di crogioli possono essere qualsiasi cosa, dal gas naturale o dal propano all'utilizzo di petrolio, coke o elettricità per induzione.
Le forme del crogiolo di fusione sono indicate come sentina per la forma cilindrica e forma a A per le forme coniche, con i crogioli A che sono meno costosi in quanto sono più facili da fabbricare. Il materiale con cui è realizzato il crogiolo di fusione determina anche a quale livello di temperatura può resistere. Un crogiolo in carburo di silicio può resistere a temperature fino a 2.750 ° Fahrenheit (1.510 ° Celsius). Ciò li rende adatti alla manipolazione di tutti i metalli teneri come oro, argento e alluminio, nonché di leghe come l'ottone, che è composto principalmente da zinco e rame.
Il ferro e le leghe di ferro non vengono generalmente lavorati utilizzando un forno a crogiolo di fusione, poiché il punto di fusione del ferro è molto elevato. Una struttura standard di crogiolo in carburo di silicio si romperebbe e contaminerebbe il campione di metallo, poiché il ferro si scioglie a 2.800 ° Fahrenheit (1.538 ° Celsius). Un crogiolo con una miscela di grafite, come hanno i modelli in carburo di silicio, non viene utilizzato per la fusione del ferro poiché la grafite si dissolve e reagisce con il ferro, alterandone il contenuto e lentamente consumando la struttura del crogiolo. I crogioli specializzati in metallo al molibdeno possono resistere a temperature molto elevate, tuttavia, di 4.712 ° Fahrenheit (2.600 ° Celsius) e possono essere usati per fondere il ferro.
I disegni della fornace che usano un crogiolo di fusione sono etichettati dal modo in cui il metallo fuso viene rimosso dal crogiolo. Una fornace per balle ha un crogiolo in cui viene estratto il metallo fuso, mentre una fornace inclinabile ha un crogiolo che è inclinato per riversare il metallo. I forni estraibili sono progettati in modo tale che l'intera struttura del crogiolo possa essere rimossa e il metallo fuso possa essere siviera o versato.
Le composizioni di alluminio sono comuni anche ai crogioli, in quanto possono essere inerti sotto una vasta gamma di prodotti chimici metallici. Funzionano meglio, tuttavia, con un livello di acido neutro per i materiali di fusione. I crogioli di magnesite sono più adatti ai composti di fusione di base e i crogioli di zirconio-silice a composti altamente acidi.
I crogioli subiscono anche stress quando vengono ripetutamente riscaldati e raffreddati. Questo è noto come shock termico e alcuni composti metallici per le pareti del crogiolo lo gestiscono meglio di altri. Le temperature applicate, le composizioni chimiche di ciò che si sta sciogliendo e la quantità di uso prolungato che sperimenterà un crogiolo di fusione sono tutti fattori importanti da considerare nella scelta di un modello più adatto alle esigenze della fonderia.