Co to jest tygiel topliwy?
Tygiel do topienia jest zwykle pojemnikiem w kształcie garnka umieszczonym pośrodku pieca, który służy do przechowywania stopionego metalu. Jest zwykle wykonany z węglika krzemu i grafitu, ale może również składać się z metali odpowiednich do zastosowań w wysokich temperaturach, takich jak tantal lub wolfram. Tygle mogą być również ukształtowane w formie stożkowej lub płaskiej, podobnej do płyty, w zależności od zastosowania.
Tygiel przemysłowy jest jednym z najstarszych i najprostszych projektów w przemyśle metalurgicznym. Odlewnie zwykle używają ich do topienia mniejszych ilości metalu lub stopów specjalnych niż większe, komercyjne procesy odlewnicze. Metody podgrzewania pieca zawierającego jeden z różnych rodzajów tygli mogą być dowolne, od spalania gazu ziemnego lub propanu po wykorzystanie oleju, koksu lub indukcji elektrycznej.
Kształty topnienia tygla są określane jako zęzowe dla kształtu cylindrycznego i kształtu A dla kształtów stożkowych, przy czym tygle A są tańsze, ponieważ są łatwiejsze do wytworzenia. Materiał, z którego wykonany jest tygiel topliwy, określa również, jaki poziom temperatury może wytrzymać. Tygiel z węglika krzemu może wytrzymać temperatury do 2750 ° Fahrenheita (1510 ° Celsjusza). Dzięki temu nadają się do obróbki wszystkich miękkich metali, takich jak złoto, srebro i aluminium, a także stopów, takich jak mosiądz, który składa się głównie z cynku i miedzi.
Żelazo i stopy żelaza zwykle nie są przetwarzane za pomocą pieca do topienia tygla, ponieważ temperatura topnienia żelaza jest bardzo wysoka. Standardowa struktura tygla z węglika krzemu rozpadłaby się i zanieczyściłaby próbkę metalu, ponieważ żelazo topi się w temperaturze 2800 ° Fahrenheita (1538 ° Celsjusza). Tygiel z mieszaniną grafitu, taki jak modele z węglika krzemu, nie jest również używany do topienia żelaza, ponieważ grafit rozpuszcza się i reaguje z żelazem, zmieniając jego zawartość i powoli zużywając się na strukturze tygla. Specjalistyczne tygle wykonane z metalu molibdenu są odporne na bardzo wysokie temperatury, wynoszące 4712 ° Fahrenheita (2600 ° Celsjusza) i mogą być stosowane do topienia żelaza.
Projekty pieców, w których stosuje się tygiel topliwy, są oznakowane sposobem, w jaki stopiony metal jest usuwany z tygla. Piec do belowania ma tygiel, w którym rozlewa się stopiony metal, podczas gdy piec przechylny ma tygiel, który jest przechylany w celu wylania metalu. Piece do wyciągania są zaprojektowane w taki sposób, że cała konstrukcja tygla może zostać usunięta, a stopiony metal zalany lub wylany.
Kompozycje glinu są również powszechne w tyglach, ponieważ mogą być obojętne w szerokim zakresie chemii metali. Działają jednak najlepiej przy neutralnym poziomie kwasu dla materiałów stopionych. Tygle magnezytowe lepiej nadają się do podstawowych stopionych związków, a tygle cyrkonowo-krzemionkowe do związków wysoko kwaśnych.
Tygle ulegają również naprężeniu przy wielokrotnym podgrzewaniu i chłodzeniu. Jest to znane jako szok termiczny, a niektóre związki metali do ścian tygla radzą sobie z tym lepiej niż inne. Stosowane temperatury, skład chemiczny topionego materiału oraz ilość długotrwałego użytkowania tygla topiącego są ważnymi czynnikami, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze modelu najlepiej dopasowanego do potrzeb odlewni.