Co to jest Crucible Steel?
Termin stal tyglowa może być nieco mylący, ponieważ nie odnosi się do konkretnego produktu stalowego, ale raczej do określonego procesu produkcji stali. Proces stali tyglowej obejmuje wytapianie surowca, takiego jak kute żelazo, żeliwo i blister w małych tyglach odlewniczych do nawęglania lub odwęglania. Podczas tych procesów węgiel jest albo dyfundowany do surowca, albo usuwany z niego, aby uzyskać optymalne właściwości metalurgiczne w gotowym produkcie. Po wytopie tygiel usuwa się z pieca, a stal wlewa się do form wlewkowych. Proces ze stali tygla jest jedną z najstarszych udokumentowanych metod produkcji stali i chociaż został zastąpiony bardziej wydajnymi metodami, jest nadal wykorzystywany do produkcji niewielkich ilości materiałów wysokiej jakości do specjalistycznych zastosowań.
Stal to połączenie żelaza i niewielkich ilości węgla. Kombinacje takie jak te są znane jako stopy z dodatkami, w tym przypadku węgiel, poprawiający jakość materiału podstawowego i nadający produktowi specyficzne właściwości. Na przykład stal jest twardsza niż kute żelazo, mniej krucha niż żeliwo i ma lepszą odporność na zużycie i odporność na korozję niż którykolwiek z nich. Stal może być wytwarzana na różne sposoby, z których większość obejmuje stopienie surowca żelaza w obecności źródła węgla. Proces ten powoduje, że małe ilości węgla dyfundują do stopionego żelaza z typowymi końcowymi stężeniami węgla w zakresie od 0,2% do 2,1%, w zależności od zamierzonego zastosowania stopu.
Jedną z najstarszych form produkcji stali jest proces tyglowy; pierwszą wiarygodną dokumentacją stali wykonanych w tyglach są średniowieczne zapisy islamskie około 1050 r. Podstawową zasadą stali produkowanej w tyglach są centra wokół wytopu surowca metalowego w naczyniach lub pojemnikach wykonanych z różnych materiałów ogniotrwałych wystarczająco małych, aby mogły nimi manipulować jedna lub dwie osoby. Pojemniki lub tygle są ładowane różnymi metalami, w tym kutym żelazem, żeliwem lub blisterami i wypalane w specjalnych piecach w celu stopienia ładunku. Materiały o niskiej zawartości węgla, takie jak kute żelazo, są uzupełniane źródłem węgla, takim jak węgiel drzewny, który nawęgla lub nasyca stop węglem. Natomiast surowiec o zawartości węgla zbyt wysokiej do ogólnej produkcji stali jest odwęglany; zwykle odbywa się to przez wystawienie stopionego materiału na działanie źródła tlenu.
Proces zazwyczaj rozpoczyna się od podgrzania tygli do białego ciepła w piecu opalanym koksem lub gazem, w którym to momencie są one usuwane ze źródła ciepła, ładowane surowcami i zawracane do pieca. Następnie pozostawia się je na kilka godzin, aż surowce całkowicie się stopią. Tygle są następnie usuwane z pieca, wszelkie zanieczyszczenia na powierzchni stopionej stali są usuwane, a stal jest wlewana do form wlewkowych. Proces ten jest czasochłonny i kosztowny i został w dużej mierze zastąpiony bardziej ekonomicznymi procesami o wysokiej wydajności, takimi jak piece Bessemer. Wysoka jakość stali tyglowej oznacza jednak, że proces ten jest nadal wykorzystywany do produkcji małych ilości stali na wyspecjalizowane rynki niszowe.