тигельні печі

В тигельних печах метал плавлять в вогнетривких або в металевих (чавунних, сталевих) тиглях. Тигель (один або кілька) встановлюють в піч, що складається з металевого кожуха, футерованого зсередини вогнетривкої кладкою. Тигельні печі з природною і примусовою тягою опалюються коксом, мазутом, газом або електрикою. Коксові сурми в даний час застосовуються рідко, так як вони малопродуктивні. Найбільш поширені печі, опалювальні мазутом або газом.

Спалювання палива в робочому просторі проводиться зазвичай за допомогою пальників низького тиску. Для плавки високотемпературних кольорових сплавів (мідних і ін.) Застосовують стандартні графітошамотние тиглі (8-12% графіту, 20-25% шамоту, 50-67% вогнетривкої глини) або графітові. Алюмінієві і магнієві сплави плавлять в чавунних, сталевих литих або зварних тиглях.

Ємність графітошамотних тиглів, що випускаються вогнетривкої промисловістю, коливається від 0,5 до 500 кг. За умовну одиницю ємності тиглів, звану «маркою», приймається обсяг, який займає 1 кг розплавленої міді. Наприклад, 100-марковий тигель - це тигель, в якому можна плавити 100 кг міді. Знаючи щільність сплаву можна визначити граничну кількість будь-якого іншого металу, яке можна виплавити в тиглях з різними марками.

Тигельні печі бувають стаціонарні і нахиляються. На рис. 1 наведено невеликий стаціонарний горн на один тигель, опалювальний газом. Після розплавлення металу тиглі виймають зі стаціонарного горна і транспортують за допомогою спеціальних пристосувань до місця заливки. Виймання тигля з горна викликає різке його охолодження, що скорочує термін служби як тигля, так і горна, крім того, підвищується витрата палива.

Мал. 1 Стаціонарний плавильний газовий горн на один тигель
1 - витяжний зонт; 2 - кришка; 3 - горн; 4 - тигель; 5 - пальник

Більш зручні в роботі стаціонарні тигельні печі. На рис. 2 приведена широко поширена в ливарних цехах алюмінієвих сплавів нахиляється тигельна піч типу Колеман. Піч повертають за допомогою ручного або механічного приводу. Тигель служить тільки для плавки металу, а заливку здійснюють за допомогою ковшів, в які метал виливають після розплавлення.

Мал. 2 Поворотний тигельний горн типу Колеман

Стаціонарні тигельні печі особливо зручні як роздавальні печі при кокильном лиття, лиття під тиском і рідкої штампуванні. Для заливки рідкий метал з печей зачерпують мірними ковшами. Такі тиглі обігріваються або електрикою, або газовими або мазутними пальниками. На рис. 3 приведена раздаточная електрична піч типу САТ-Б для алюмінієвих і цинкових сплавів.

Мал. 3 Електрична тигельна піч опору для легких сплавів типу САТ-Б
1 - термопара; 2 - кришка; 3 - електричні нагрівачі; 4 - тигель; 5 - витяжний парасоль

Плавка легких сплавів здійснюється в чавунних і сталевих тиглях. Графітошамотние тиглі застосовуються рідко, так як вони мають невелику міцність і дорожче металевих. Крім того, при плавці із застосуванням рідких флюсів з сумішей хлористих і фтористих солей такі тиглі швидко роз'їдаються. Для плавки магнієвих і алюмініевомагніевих сплавів вони неподходяще ще й тому, що кремнезем, що входить до складу тигля, взаємодіє з магнієм і відновлений з SiO2 кремній переходить в метал, забруднюючи його.

Металеві тиглі, використовувані для плавки легких сплавів з температурою перегріву рідко вище 800 ° С, мають більш високу теплопровідність, що прискорює плавку в тигельних печах і дає економію палива. Металеві тиглі значно міцніше і більш стійкі по відношенню до флюсу, забезпечують рівномірність нагріву металу і можливість точного регулювання температури.

Тигельні печі знаходять застосування в порівняно невеликих цехах, що випускають виливки дрібного і середнього розважування. Перевагою плавки тигля металу служить, перш за все, той факт, що при переході з одного сплаву на інший просто змінюють тигель. У тиглях можна отримати метал високої якості, так як рідкий розплав при плавці не стикається з газами і окислення (угар) порівняно невелика. Мала площа дзеркала ванни сприяє плавці під покровом флюсу. Порівняно зручно проводити в тиглі рафінування і дегазацію.

Недоліком чавунних і сталевих тиглі є небезпека забруднення алюмінієвих сплавів залізом, порівняно легко розчиняються в алюмінії при сильному перегріві. Для запобігання взаємодії розплаву зі стінками тигля внутрішню поверхню його попередньо фарбують спеціальними захисними вогнетривкими фарбами. З цією ж метою намагаються користуватися тиглями, відлитими з стійких проти впливу алюмінієвих сплавів чавунів (чугаль і ін.). Є також і інші недоліки: обмежена ємність і мала продуктивність, щодо велика витрата палива, наприклад, мазуту 20-25% від ваги рідкого металу, а електроенергії 1980-2160 мДж. ч / т (550-600 кВт-год / т), дуже низький ККД. (7-10%) і ін.