Тигельная печь своими руками: все особенности строительства

На сегодняшний день существует огромное количество разных печей. Одни  печи служат для отопления ваших помещений, другие для приготовления  вкусной еды, а есть и такие печи, в которых проводят плавку различных металлов, сплавов, а также хранят уже расплавившийся материал. По-другому их еще называют плавильные тигельные печи. Особой популярностью эти печи пользуются среди больших предприятий, заводов, и лабораторий. Но мы то с вами понимаем, плавкой в  каких размерах, там занимаются, и это не значит, что если вам дома потребуется расплавить несколько килограмм алюминия, то вы будете вынуждены купить дорогие  импортные аппараты. Вы совершенно спокойно можете сделать тигельную печь своими руками. Для этого вам необходимо три важные вещи:

Первое, минимальные технические навыки и знания, хотя я думаю, что если вы взялись за это дело, то имеете понятие, о том, что вам придется делать. Второе, определенный набор  материалов, которые я приведу чуть позже. И третье, трудолюбие и желание что-то сделать своими руками. (См. также: Как самому сделать тепловую пушку)

Разновидности тиглей

Что же такое тигли? Тигли — это ёмкости из огнеупорного материала, в которых посредством нагрева до определенной температуры производится плавка металлов. Для изготовления тиглей принято использовать следующие материалы: чугун, керамика и графит.

Керамические тигли  считают самым оптимальным вариантом для производства различных сплавов, в особенности на основе палладия, так как при использовании этих материалов не происходят каких-либо изменения в составе самого вещества. Только в керамических тиглях, вы можете уверенно  расплавлять  различных неблагородные металлы и сплавы на основе кобальта, хрома и молибдена.

Графитовые тигли  в свою очередь  имеют более высокую стойкость к окислению и более долгий срок службы. Этот вид тиглей является универсальными для плавки любых металлов, но особенно они хороши для цинковых сплавов и латуни, а также  напрямую для использования в индукционных печах. Графитовые тигли  безупречно справляются с плавлением и тепловой выдержкой алюминия в электропечах при температуре до 800°С.

Графитовые тигли наиболее часто используют для литья золота, и прочих драгоценных металлов.

Тиглями из чугуна в производстве пользуются не так часто, они имеют достаточно узкую специальность и имеют целый ряд недостатков: недостаточно высокая температура плавленья, высокая реактивность, способность к окислению, и взаимодействию с другими элементами, короткий срок службы. Но с другой стороны, чугун имеет один весомый плюс: он дешевый и доступный. Вот почему при монтаже нашей самодельной тигельной  печи мы будем использовать именно этот материал.

Материал для тигельной печи

Теперь давайте займемся поиском материалов, да-да, именно поиском, так как все необходимое вы сможете найти на своей даче, в гараже или сарае, то, что еще вчера было мусором и захламляло ваш двор, или же какие-нибудь другие места, теперь станет элементами вашей будущей самодельной тигельной печи.

Для того, что бы произвести монтаж тигельной печи своими руками, вам понадобятся следующие материалы:

1. обрезок чугунной трубы (его размеры вы определяете сами) главное, что бы толщина стенок была 4-5 мм,
2. небольшой лист металла (для носика),
3. кусок арматуры,
4. 1 гайка,
5. 1 шуруп.

Если вы нашли или купили все необходимые материалы, можем начать монтаж тигельной печи своими руками. Обычно тигель принято делать в форме  конуса  или  же цилиндра.

Делаем тигельную печь

Самый несложный простой способ изготовления тигля – это  просто сварить его из обрезка трубы наиболее подходящего диаметра. Выбирая сам обрезок  вам необходимо учесть несколько важных факторов.

Первое, ширина стенок  должна быть, как минимум, пол сантиметра. Второе, ваш обрезок должен быть изготовлен из металла, который плавится при большей температуре, чем те сплавы, которые вы планируете плавить. Для этого вам идеально подойдет чугун. После этого трубу необходимо зачистить, или же все лишние просто обжечь в печи. Теперь ваша самодельная тигельная печь, ни чем не уступит любой другой.

Что бы безопасно извлекать расплавленный металл  из тигля, приделайте к нему небольшой носик. Для этого немножко сточите сверху болгаркой и пройдитесь напильником. Для изготовления  используйте спиленный под углом кусочек металла.

Так же к вашей самодельной тигельной печи можно приделать ручку, используйте гайку, в нее вворачиваете ручку, которая поможет более безопасно погружать и вынимать тигель из печи. Вам будет достаточно всего пару оборотов ручки, и ваш тигель будет держаться мертвой хваткой, таким образом, вы исключите случайное опрокидывание или пролив расплавленного алюминия на себе или людей, которые в этот момент могут оказаться рядом. Все названные выше меры безопасности будут очень даже кстати во время плавки цветных металлов на дому. Как вы теперь видите, установка тигельной печи своими руками довольно простое задание. Надеюсь, вы теперь больше никогда не зададитесь вопросом: как сделать тигельную печь?

Тигельная печь индукционного типа: преимущества и недостатки

Тигельная индукционная печь – это особенная установка для плавления металлов и сплавов путём высокочастотного электромагнитного воздействия на них.

Самым важным рабочим органом тигельной печи индукционного типа является индуктор – другими словами проводник, навитый без сердечника – внутрь которого помещают плавильный тигель, обычно имеющий форму цилиндра. Как правило, его изготавливают из огнеупорного материала.

Если сравнить тигельные индукционные печи с оборудованием подобного назначения других типов, то они обладают такими преимуществами:

• действие на обрабатываемый материал происходит напрямую, без каких-либо промежуточных нагревательных элементов, что дает возможность избежать ненужных потерь энергии
• возможность создавать в тигле атмосферы заданного типа при требуемом значении самого давления
• равномерный прогрев всего объёма материала, а также высокая интенсивность циркуляции расплава
• возможность полного слива расплава, что является необходимым при периодических работах, таким образом, дает лёгкость перехода от работ с одними сплавами к другим
• экологический процесс плавки, за счёт отсутствия выбросов вредных продуктов сгорания в атмосферу
• особенности работы установки приводят к возможности полной автоматизации всего процесса плавки;
• легкость управления процессами, простота и удобство обслуживания;

К недостаткам  индукционных тигельных печей относятся:

Шлак в индукционных тигельных печах разогревается напрямую от металла, из-за чего его температура будет всегда меньше.

Сравнительно  с другими, низкая стойкость футеровки при очень высоких температурах расплава, а также наличие резких колебаний температуры футеровки при полном сливе металла.

Но все же преимущества индукционных тигельных печей перед другими плавильными агрегатами значительно выше, благодаря чему им удалось найти себе достаточно широкое применение в самых разнообразных отраслях промышленности.

Классификация тигельных печей

В зависимости от того, где идёт процесс плавки, различают печи:

• открытые (работа на воздухе)
• вакуумные (работа в вакууме)
• компрессорные (работа под избыточным давлением).

По организации процесса времени:

• периодического действия
• на половину непрерывного  действия
• непрерывного действия

 Также различают печи в зависимости от конструкции плавильного тигля:

• с керамическим тиглем
• с проводящим металлическим тиглем
• с проводящим графитовым тиглем
• с водоохлаждаемым металлическим тиглем.

Кому подойдет тигельная печь?

Тигельная печь является удобной в тех случаях, когда требуется переплавить небольшие объемы материала, где не целесообразно и экономично невыгодно покупать мощную плавильную установку с серьезным потреблением электроэнергии, и которая в итоге займет значительную часть вашего рабочего пространства. Именно, в таком случае, большинство предприятий начинают искать более выгодную альтернативу. И находят ее в тигельных печах, которые способны полностью удовлетворить запросы потребителей в плане температуры нагрева, небольшого потребления энергии, экономии рабочего пространства, а современная удобная конструкция и простота в использовании способны обеспечить наиболее оптимальные условия труда.

Печь для плавки алюминия своими руками

Самодельная печь для плавки алюминия в домашних условиях, сделанная умельцем своими руками: подробная фото инструкция по изготовлению тигельной печи.

Как известно, алюминий часто используется самодельщиками, для изготовления различных самодельных деталей. Средняя температура плавления алюминия 650–660 ℃, поэтому этот металл можно плавить и в домашних условиях, отливать чушки и заготовки для деталей.

Процесс изготовления тигельной печи для плавки алюминия подробно представлен на фото.

Изготовление тигеля

В данном случае тигель для плавки алюминия будем делать из куска стальной трубы диаметром 320 мм и толщиной 5–6 мм. Вы же можете использовать отрезок стальной трубы другого диаметра, какой будет под рукой.

Далее необходимо кусок трубы доработать. В частности, потребуется приварить дно и носик, для того чтобы удобнее было выливать расплавленный металл. Дно будет сделано из листового металла такой же толщины, что и сама труба.

Носик тигля также очень просто сделать. Для этого вырезаем сначала треугольник в уголке 50 х 50 мм и такой по размерам треугольник в самой трубе, а потом соединяем все вместе при помощи сварки.

В верхней части тигля необходимо будет приварить две проушины для ручки и снизу — для крюка, чтобы можно было переворачивать тигель. В качестве проушин будем использовать обычные шестигранные гайки.

Ручку и крюк можно сделать из арматуры или стального кругляка подходящего диаметра — под диаметр проушин. После изготовления тигля можно уже приступать непосредственно к изготовлению самой тигельной печи.

В конструктивном плане тигельная печь немного отличается от обычных печей. Более того подача воздуха в ней осуществляется принудительно, при помощи компрессорной установки или вентилятора, — тогда как в обычных печах воздух идет самотеком.

Нужно отметить, что именно за счет принудительной подачи воздуха достигается высокая температура и большая интенсивность горения.

Изготовление печи

Основой печи будет металлическая бочка на 50 литров, которая обрезается болгаркой до нужной высоты.

Изнутри бочка выкладывается жаростойким (шамотным) кирпичом. Для кладки кирпича используется термостойкий клей, он показан на фото.

Болгаркой обрезаем бочку, затем выкладываем на дне бочки основание из шамотного кирпича и «бетонируем» вокруг высокотемпературным плиточным клеем.

Затем выставляем боковые стенки. Чтобы кирпич вставал максимально вплотную друг к другу желательно снять небольшие фаски.

Для принудительной подачи воздуха используются сразу четыре форсунки, которые находятся внутри самой бочки. Такая вот интересная система подачи воздуха изготовлена из медных трубок диаметром 28 мм и фитинговых соединений — для ее установки в четырех нижних кирпичах нужно сделать четыре отверстия под небольшим углом (сверху вниз) под трубки.

Вместо медных трубок можно также использовать обычные стальные, что, естественно, позволит удешевить всю конструкцию. В данном случае медные трубки использовались лишь потому, что они были в наличии и их нужно было куда-то пристроить.

Для подачи воздуха будут использоваться два фена — их мощности вполне достаточно для такой печи. После установки труб для подачи воздуха приступаем к заливке первого «этажа» кирпичей плиточным клеем.

Для кладки второго ряда используются уже половинчатые кирпичи, которые будут располагаться с небольшим наклоном.

Трубки для принудительной подачи воздуха будут находиться внутри самой бочки. Обратите внимание, что вес тигельной печи составляет примерно 200 кг. Поэтому если вы не хотите устанавливать ее конкретно на одном каком-то месте, то заранее сделайте из уголков и четырех колес подвижную опору.

Осталось сделать ручку и крючок для тигля.

Используя одновременно ручку и крючок, очень удобно переливать расплавленный металл из тигля в форму. Вот и всё, самодельная печь для плавки алюминия готова!

Основные чертежи самодельной литейной печи

Пусть изображение вас не пугает. На самом деле иметь плавильную печь просто необходимо. Существует множество чертежей самодельных литейных печей, которые вы можете использовать для создания собственного сталелитейного завода своими руками.

В зависимости от того, хотите ли вы использовать пропан или уголь, вам, возможно, придется изменить способ сборки печи, но приведенные ниже шаги помогут вам научиться делать мини-литейный цех!

Эти самодельные чертежи литейной печи научат вас, как изготовить печь, крышку, тигель и стол или подставку, необходимые для того, чтобы поднять все это над землей. Не стесняйтесь корректировать размеры в соответствии с вашими конкретными потребностями или точно следовать им, чтобы быть уверенным в успехе.

Инструменты

Вот простой список инструментов, которые вам потребуются для завершения любого чертежа самодельной литейной печи, с которым вы можете столкнуться. Для этой конструкции требуется:

• Пластиковое ведро на 2,5 кварты
• Стальной контейнер или ведро с открытым верхом на 10 квартов
• Пластиковое ведро с большим горлышком на 5 квартов
• Большое ведро для смешивания гипса
• Подача воздуха
• Стальные мерные щипцы 90 90 чашка
• сверло 1”
• 3-дюймовое сверло
• Ручная электрическая дрель
• Ручная пила

Материалы

Эти материалы также потребуются для изоляции печи, которую вы планируете изготовить, и обеспечения необходимого притока воздуха в литейный цех.

• Гипс
• Песок
• Вода
• Огнетушитель без давления или другой стальной контейнер шириной 3 дюйма
• Стальная воздухопроводная труба 1 дюйм
• Труба PBC 1 дюйм
• 1-дюймовая муфта PBC
• 2 металлические ручки или U-образные болты, достаточно большие, чтобы их можно было вставить в гипс и использовать в качестве ручек для крышки
• Штатив с плоской вершиной или 3 приваренными ножками, чтобы поднять его с земли

Печь

Первым шагом при изготовлении самодельной литейной печи будет измерение и смешивание гипса и песка, которые вы собираетесь использовать для создания изолирующего слоя между тиглем и стальным контейнером.

• 1

  Используйте ведро на 2,5 четверти, чтобы отмерить 1 ¾ ведра гипса, 1 ¾ ведра песка и 1 ¼ ведра воды в смесительное ведро.

• 2

  Хорошо перемешайте вручную, убедившись, что гипс и песок влажные и в смеси нет комков. Этот материал быстро устанавливается, поэтому обязательно работайте быстро.

• 3

  Осторожно налейте гладкую жидкость в стальной контейнер.

• 4

  Аккуратно погрузите ведро объемом 2,5 л в еще жидкую гипсовую смесь, чтобы образовалась глубокая яма, достаточно большая для размещения тигля. Пластырь должен подниматься при введении ведра, но не должен переливаться через край. Вы хотите, чтобы этот колодец находился по центру вашей печи, поэтому переместите вставленное ведро так, чтобы оно было ровным со всех сторон и на одном уровне с верхней частью гипса.

• 5

  Держите ведро на месте, пока гипс не затвердеет достаточно, чтобы удерживать ведро на месте. Этот шаг займет около 15 минут.

• 6

  С помощью воды и тряпки очистите контейнер от отслоившейся штукатурки и очистите открытые края штукатурки для более чистой поверхности.

• 7

  Примерно через час с помощью плоскогубцев извлеките ведро, и у вас должно остаться глубокое гладкое углубление, идеально подходящее для тигля.

• 8

  Просверлите отверстие диаметром 1 дюйм наверху ведра для воздуховода. Продолжайте сверлить штукатурку под углом 30 градусов вниз, чтобы труба располагалась под наклоном и спускалась в печь. Это предотвратит утечку металла из трубы, если ваш тигель не выдержит.

• 9

  Вставьте стальную трубу, прикрепите ее к воздуховоду, добавив муфту PBC и трубу достаточной длины для доступа к системе подачи воздуха.

Крышка

Самодельные чертежи литейной печи часто требуют крышки, так как это поможет печи быстрее нагреться и дольше сохранять тепло.

• 1

  Отмерьте 10 чашек гипса, 10 чашек песка и 7 чашек воды в ведро для смешивания гипса. Смешайте до однородности и однородности.

• 2

  Осторожно перелейте в ведро на 5 литров.

• 3

  Немедленная установка U-образных болтов или ручек глубоко в гипс, на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы оставить место для 3-дюймового отверстия в крышке.

• 4

  Когда гипс затвердеет, примерно через 1 час, снимите крышку с ведра.

• 5

  Просверлите отверстие диаметром 3 дюйма в центре крышки, которое будет такого же размера, как ваш тигель.

Тигель

Важнейшей частью плана печи является тигель, который вы будете использовать для плавки металла. Он должен быть сделан из стали и удобно помещаться внутри вашей печи, окруженной углем.

• 1

  Отпилите верхнюю часть стального огнетушителя или другого 3-дюймового круглого стального контейнера. 6 дюймов или выше будет хорошим размером, вам просто нужно убедиться, что он не такой глубокий, как колодец, который вы сделали в печи, но достаточно большой, чтобы вместить количество расплавленного металла, которое вы хотите расплавить.

• 2

  Зачистите все острые края металлическим напильником, и он готов к использованию!

Стол или подставка

Для поднятия печи над землей подойдет любой устойчивый стол или подставка, но вам нужен штатив. Три ножки гораздо более устойчивы, чем четыре, поэтому вы можете быть уверены, что ваша новая самодельная печь не будет шататься, пока вы плавите металл.

Если вы умеете сваривать, вы можете прикрепить к дну печи ножки собственной конструкции. Это может быть прекрасное время, чтобы освоить новый навык!

Для полного затвердевания гипса требуется около 24 часов, и вы не хотите использовать свою новую печь, пока не убедитесь, что она полностью высохнет. Когда все будет готово, поставьте печь на подставку, поместите тигель в центр печи. Разожгите огонь растопкой и добавьте уголь вокруг тигля. Включите подачу воздуха и накройте крышкой. Как только он станет достаточно горячим, добавьте свой металл в тигель, и у вас получится успешная самодельная литейная печь!

Вот и все. Надеюсь, вам понравилась статья, и если у вас есть какие-либо вопросы об использовании ваших инструментов и оборудования, посетите этот раздел.

Адаптация вашего тигля к вашему применению

Если вы плавите металл или держите ванну с расплавом, скорее всего, ваша операция уникальна. Ваша конкретная комбинация печей, сплавов, методов работы, металлургической обработки, устройств заливки и конечных продуктов вряд ли будет дублироваться на каком-либо другом предприятии. Поэтому выбор тигля, который обеспечит максимальную производительность для вашей операции, является индивидуальной и сложной задачей.

Эта статья предназначена для использования в качестве руководства по выбору оптимального тигля для вашей операции. Он объясняет взаимосвязь между операциями плавки/выдержки металла и специфическими характеристиками тигля. Он обеспечивает поддержку, но не заменяет необходимость тесного сотрудничества металлургических заводов и поставщиков тиглей в процессе выбора тиглей.

Современный тигель представляет собой очень гетерогенный композитный материал на основе графита, который зависит от состава материала и контроля структурного выравнивания графита для достижения требуемых характеристик. Тигли могут быть размером с чайную чашку или вмещать несколько тонн металла. Они могут быть закреплены на месте внутри конструкции печи или могут быть предназначены для извлечения из печи для заливки в конце каждой плавки. Тигли используются в печах, работающих на топливе, в электрических печах сопротивления, в индукционных печах или просто для перемещения расплавленного металла. Они бывают с носиками или без них, а также в самых разнообразных традиционных и специализированных формах.

Они также обладают множеством различных рабочих характеристик, поскольку каждое применение представляет собой сложный набор температурных, химических и физических параметров, которые определяют технические границы, в пределах которых должен работать тигель.

Так как же выбрать правильный тигель для вашей работы из широкого спектра доступных вам типов тиглей и материалов?

Лучше всего начать с подробной оценки ваших операций. Вам необходимо полностью задокументировать и, по возможности, дать количественную оценку всех аспектов процессов плавки, выдержки и обработки металла. К ним относятся:

• Мощность, размеры и тип вашей печи
• Конкретный сплав или ряд сплавов, которые вы плавите
• Температура плавления и/или выдержки, которую вы поддерживаете
• Скорость изменения температуры тигля
• Как заряжается тигель
• Используемые флюсы или добавки
• Процессы дегазации или очистки
• Как удаляют шлак или шлак
• Как опорожняют тигель.

Эти девять категорий отражают наиболее общие факторы, которые необходимо учитывать при выборе тигля, соответствующего вашим конкретным требованиям. Вы также должны рассмотреть любые дополнительные процессы или требования, которые могут быть специфическими для вашей деятельности. Примером может быть ваша способность терпеть или ваша потребность избегать перекрестного загрязнения сплавами.

В то время как вы предоставляете подробную информацию о своих собственных операциях в процессе выбора тиглей, ваш поставщик тиглей должен предоставить высокий уровень знаний о материалах, характеристиках и производительности тиглей. Для получения наибольшего выбора ищите поставщика тиглей, который может предложить перекрывающиеся линейки тиглей, подходящих для каждого конкретного металла, но обладающих различными эксплуатационными характеристиками. Затем, работая вместе, вы сможете точно подобрать конкретный тигель к вашим конкретным требованиям. Достижение этого соответствия является ключом к безопасности, производительности и максимальному сроку службы тигля.

Однако имейте в виду, что на практическом уровне может не существовать ни одного типа тигля, который предлагает наивысший уровень всех желаемых характеристик для вашего приложения. Характеристики производительности тигля часто предполагают компромиссы. Например, тигель с лучшей теплопроводностью может не обеспечивать наилучшую защиту от теплового удара. Поэтому вам следует расставить приоритеты в списке свойств тигля, наиболее важных для вашего применения, и обсудить эти приоритеты с вашим поставщиком тиглей.

Вместимость печи, размеры и тип

Вместимость, размеры и тип печи, которую вы используете, определяют большинство наблюдаемых деталей вашего тигля. Например, когда вы знаете, на какую емкость металла рассчитана ваша печь, вы будете знать, какую емкость должен обеспечить ваш тигель. Точно так же размеры места для тигля в вашей печи будут определять размеры и форму вашего тигля. Это также определит, должен ли ваш тигель иметь сливной носик. Но выбор тигля, соответствующего типу вашей печи, даст вам возможность учитывать множество других менее очевидных факторов.

Топливные печи

Топливные печи включают печи, работающие на газе, мазуте, пропане или коксе. Каждое из этих видов топлива непосредственно подвергает тигель воздействию источника нагрева, и каждое из них обеспечивает различный уровень тепла, обычно измеряемый в БТЕ. Любой выбранный тигель должен выдерживать максимальные БТЕ, которые печное топливо может подать на тигель. В газовых, масляных и пропановых печах тигель должен выдерживать воздействие пламени горелки на основание тигля, а тигель должен иметь конусообразную форму, чтобы пламя могло циркулировать вокруг тигля снизу вверх. Это обеспечивает равномерный нагрев тигля. Материал тигля также должен быть устойчив к окислительному повреждению пламенем и соответствовать скорости теплового изменения, которое будет испытывать тигель.

Хорошая теплопроводность и равномерный нагрев являются важными свойствами тигля при передаче тепла из внутренней части печи через тигель к металлошихте. Тигли с высоким содержанием графита в угольной связке обеспечивают высокую теплопроводность для быстрой плавки в газовых печах.

Электрические печи сопротивления

Электрические печи сопротивления обеспечивают равномерный всесторонний нагрев тигля и идеально подходят для точного контроля температуры при выдержке металлов. Но они медленнее, чем печи, работающие на топливе, при плавке. Следовательно, часто выбирают энергоэффективные тигли с высоким содержанием графита в углеродном связующем, чтобы обеспечить высокую теплопроводность для более быстрой плавки в этих печах.

Тигли, предназначенные для электрических печей сопротивления, обычно имеют чашеобразную форму и обеспечивают одинаковое расстояние между тиглем и нагревательными элементами печи.

Индукционные печи

Выбор тиглей для индукционных печей – более сложная задача. В некоторых случаях, например при рафинировании драгоценных металлов, для расплавления шихты используются тигли, предназначенные для нагрева в индукционных полях печи. В других приложениях используются тигли, которые позволяют индукционному полю проходить через них и непосредственно нагревать металлическую шихту. Поэтому важно, чтобы электрические характеристики тигля соответствовали рабочей частоте печи и применению плавки. Например, в некоторых конструкциях для низкочастотных индукционных печей требуются тигли с высоким содержанием карбида кремния, а в других случаях для высокочастотных индукционных печей требуются тигли с высоким содержанием глины. Согласование удельного электрического сопротивления тигля с сопротивлением индукционной печи является ключом к предотвращению перегрева тигля.

Большинство тиглей, предназначенных для индукционных печей, имеют цилиндрическую форму, чтобы обеспечить одинаковое расстояние между тиглем и змеевиком печи. Однако некоторые небольшие печи, предназначенные для съемных тиглей, имеют конический змеевик, соответствующий профилю трюмных тиглей.

Печи со съемными тиглями

Все вышеперечисленные типы печей могут быть сконструированы для использования съемных тиглей. Эти тигли могут загружаться снаружи или при установке в печь, но для заливки они вынимаются из печи. Подобно тиглям, используемым только для переноса металла, они имеют трюмную или А-образную форму, чтобы их можно было поднимать с помощью клещей, предназначенных для правильной поддержки тигля.

Ограничения мощности печи

Последним фактором, который необходимо учитывать при документировании требований к тиглю на основе технических характеристик вашей печи, является доступность электроэнергии. Во многих местах энергия для плавки или выдержки может быть недоступна постоянно или может быть чрезмерно дорогой в определенные
раз или на определенных уровнях. Если это так на вашем предприятии, может быть особенно важно выбрать энергоэффективный тигель.

Металлы, которые можно плавить и/или хранить

Знание того, какие металлы и сплавы вы плавите или держите, многое скажет вам о том, какие характеристики вам нужны в тигле. Ваш подробный каталог металлов, которые вы собираетесь плавить, поможет установить максимальную температуру, которую тигель должен поддерживать для плавки и выдержки, определит, как металл будет взаимодействовать с материалом тигля как химически, так и физически, и это будет ключевым фактором при определении какими характеристиками должен обладать ваш оптимальный тигель. Показательный пример: при плавке сплавов на основе меди в печах, работающих на топливе, тигли из карбида кремния роликовой формовки работают лучше из-за более высокой термостойкости. В других типах печей часто выбирают тигли из-за их высокой плотности. Менее плотные и более пористые тигли могут привести к эрозии.

Тигли из графита и карбида кремния с углеродной и керамической связкой широко используются для плавки и выдержки алюминия и алюминиевых сплавов, алюминиево-бронзовых, медных и медных сплавов, медно-никелевых и никель-бронзовых сплавов, драгоценных металлов, цинк и оксид цинка. Тигли также используются для плавки чугуна. Вместе взятые, эти металлы представляют диапазон температур от 400°C/750°F до 1600°C/2912°F.

Хотя некоторые типы тиглей поддерживают температуру металла, охватывающую широкий спектр металлов, часто необходимо выбирать тигли, предназначенные для конкретных металлов или сплавов и с более ограниченным диапазоном рабочих температур. Выбор таких тиглей часто более выгоден, поскольку они обладают важными для вашего производства рабочими характеристиками. Например, использование тигля, способного плавить металлы от железа до цинка, может быть не так важно для вашей операции по плавке алюминиевого сплава, как наличие тигля, ограниченного нужным вам диапазоном температур, но способного противостоять коррозионным повреждениям от ваших флюсов для обработки металлов.

Температуры плавления и выдержки

Вообще говоря, металлы и сплавы, которые вы плавите или выдерживаете, определяют температурный диапазон, в котором должен работать ваш тигель. Тигли никогда не должны нагреваться выше их максимальной температуры. Это может привести к опасному выходу из строя тигля. Однако работа при температуре ниже нижнего предела температуры тигля также может вызвать проблемы. Например, тигли, предназначенные для высокотемпературной плавки сплавов на основе меди, будут окисляться, если их использовать при низких температурах для плавки цинка.

Методы плавки и выдержки, связанные с температурой металла, также необходимо учитывать при выборе тиглей. Если ваши операции связаны с перегревом, вам необходимо принять во внимание более высокие температуры металла.

Скорость изменения температуры

Способность тигля выдерживать скорость изменения температуры так же важна, как и его минимальные и максимальные пределы температуры. Если ваши методы эксплуатации приводят к частым циклам нагрева и охлаждения тигля или иным образом подвергают его быстрым изменениям температуры, вам необходимо выбрать тигель, устойчивый к тепловому удару. Некоторые типы тиглей гораздо лучше справляются с быстрым изменением температуры, чем другие. Например, высокое содержание углерода в графите тигля придает ему высокую теплопроводность и несмачиваемость. И когда этот графит образует направленно ориентированную матрицу, тигель также обеспечивает высокую стойкость к тепловому удару. Это очень важно для литейного производства, где температура может измениться на несколько сотен градусов за секунды. Ваш поставщик тиглей может порекомендовать, какие тигли обеспечивают наилучшую устойчивость к тепловому удару для вашего применения.

Как загружается тигель

Если ваша печь всегда загружается расплавленным металлом, возможно, ей не нужен тигель, устойчивый к физическим повреждениям. Однако, если металлические слитки или другие тяжелые материалы составляют основную часть вашей загрузки и они не загружаются в печь с помощью автоматической системы загрузки, вы можете выбрать механически прочный тигель, способный выдерживать физические удары. Тигли с высоким содержанием углерода и ориентированной графитовой структурой обеспечивают превосходную ударопрочность.

Вам также понадобится тигель с прочной защитной глазурью. Повреждение глазури из-за грубого обращения может привести к окислению тигля. Экструдированные алюминиевые слитки часто имеют острые края, которые глубоко врезаются в корпус тигля, что приводит к повреждению трещин.

Флюсы и добавки

Все тигли обладают определенным уровнем устойчивости к коррозии и химическому воздействию. Но большинство флюсов и других средств для обработки металлов, используемых при плавке алюминия и других цветных металлов, обладают высокой коррозионной активностью и требуют тигля с высоким уровнем устойчивости к химическому воздействию. Эта стойкость лучше всего обеспечивается как неизменно плотной структурой материала тигля, так и прочной защитной глазурью. Если ваше плавильное производство связано с коррозионной обработкой металлов, вам, безусловно, понадобится тигель, обеспечивающий соответствующий уровень защиты от этих агентов.

Дегазация и рафинирование

Дегазация алюминия и алюминиевых сплавов обычно включает барботирование инертного газа, обычно азота, через расплавленную ванну при перемешивании ванны ротором, предназначенным для разрушения и рассеивания пузырьков газа. Затем эти маленькие пузырьки вытягивают нежелательный водород и оксиды из ванны и выносят их вместе с окалиной и включениями на поверхность, где газ выходит в воздух, а твердый материал может быть удален. Этот процесс, часто используемый вместе с флюсами, физически разрушает тигель, а также разрушает его химически. Поэтому требуется плотный и механически прочный тигель, обладающий высокой устойчивостью к химическому воздействию. Тигли из карбида кремния обеспечивают превосходную стойкость к эрозии при высоких температурах и химической коррозии. Также при изостатическом прессовании тигли образуют хаотическое расположение графита в своей структуре. Это способствует созданию более плотных продуктов, которые могут более эффективно выдерживать эрозионные и коррозионные условия.