Для чего нужен тигель

Тигель

Тигель (от нем. Tiegel — горшок) — это ёмкость для нагрева, высушивания, сжигания, обжига или плавления различных материалов. Тигли — это неотъемлемая часть металлургического и лабораторного оборудования при литье различных металлов, сплавов, и пр. Отличительной особенностью тиглей является применение для их конструкции огнеупорных материалов и высокоустойчивых к различным воздействиям металлов и сплавов.

Тигель имеет обычно коническую (усечённый конус) или цилиндрическую форму. Разновидностью тиглей являются также плавильные чашки, плавильные лодочки.

Содержание

Маркировка тиглей

Каждый тигель имеет марку (номер), и этот номер означает ёмкость тигля. Тигли маркируются от 1 до 300. В металлургии, как наиболее массовой отрасли промышленности, потребляющей тигли, за одну условную единицу ёмкости (1) принимается объём, равный 0,142 дм³(или удельная вместимость 1 кг бронзы) при условии, что тигель наполнен металлом на 85 %. Например, вместимость тигля марки 20 соответствует 2,84 дм³, или, иными словами, — 20 кг расплавленной бронзы.

Применение тиглей

Тигли разных форм, размеров и из различных материалов применяются:

Материалы для производства тиглей

Для производства тиглей в различных областях применения, применяются следующие материалы: Цирконий, платина — инертные тигли для лабораторий.

Металлургия, металлообработка, химическая промышленность:

Платина: точные химические работы, операции с плавиковой кислотой и др.

Золото: особо точные хим работы.

Серебро: работа с расплавами щелочей.

Литература

Полезное

Смотреть что такое «Тигель» в других словарях:

ТИГЕЛЬ — (нем.) Плавильник, плавильный горшок для химических процессов в случаях, когда тело нужно подвергнуть действию высокой температуры. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ТИГЕЛЬ множ. число тигли, чашечка… … Словарь иностранных слов русского языка

ТИГЕЛЬ — употребляется для сплавления веществ при высокой t°. В продаже существуют тигли металлические (железные, медные, никелевые, серебряные, платино ^ iL выеидр.).фарфо *^г «»* ровые, шамотовые, кварцевые, из стекла пирекс и др. (рис. 1 … Большая медицинская энциклопедия

тигель — резервуар; тютень, горшок, печь, плита, капелина, сосуд, шербер Словарь русских синонимов. тигель сущ., кол во синонимов: 8 • горшок (35) • … Словарь синонимов

ТИГЕЛЬ — и тигль, тигля, муж. (нем. Tiegel) (тех.). 1. Сосуд из огнеупорного материала для плавки металлов, прокаливания и т.п. 2. Печатающая часть американки (см. американка во 2 знач.) массивная металлическая плита, прижимающая бумагу к печатному набору … Толковый словарь Ушакова

ТИГЕЛЬ — ТИГЕЛЬ, гля, муж. (спец.). Сосуд из огнеупорного материала для плавки или прокаливания чего н. на сильном огне. | прил. тигельный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

ТИГЕЛЬ — муж., нем. плавильник, плавильный горшок, глиняный, графитовый и пр. Тигельная, тиглевая глина, огнестойкая. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля

ТИГЕЛЬ — особый сосуд, служащий для плавки металла и защищающий его от непосредственного хим. воздействия топлива и газов. Обычно в Т. плавятся сталь, различные сплавы и редко чугун, идущий почти исключительно для изготовления ковких изделий.… … Технический железнодорожный словарь

тигель — тигель, род. тигля; мн. тигли, род. тиглей и устарелое тигели, тигелей … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке

тигель — 1. (в печатном производстве) Массивная плита из металла одно из основных звеньев тигельной печатной машины и ручных печатных станков. 2. (в наборном производстве) Часть котла с расплавленным металлом в наборных строкоотливных машинах линотипах.… … Справочник технического переводчика

ТИГЕЛЬ — (1) сосуд из тугоплавких или огнеупорных материалов для плавки, варки или термообработки (сушки, обжига и др.) различных материалов, а также для проведения лабораторных хим. работ, связанных с термическими и др. воздействиями на различные… … Большая политехническая энциклопедия

Источник

Как сделать тигель или плавильную печь своими руками

Практически каждый предмет имеет несколько видов и назначений, так и печи. Есть печи для обогрева помещений, для приготовления еды, а есть специальные устройства для плавления металлов или для их хранения уже в расплавленном виде. Такие устройства называют тигельными плавильными печами. Они имеют специфическое предназначение и поэтому список предприятий, где они нашли свое применение, совсем невелик. В основном это заводы и лаборатории. Но что же делать, если нужно для каких-либо целей дома переплавить металл? Покупать такое оборудование очень дорого, но его вполне реально изготовить своими руками. Для этого необходимы минимальные знания в этой области, желание и время.

Виды тиглей

Тигельная печь – это емкость, выполненная из огнеупорного материала в которой, нагревая до определенной температуры, плавят металл. Основные материалы, из которых изготавливаются тигли:

Используются тигельные печи как на заводах, где изготавливаются больше металлические изделия, так и на малых предприятиях, например, для изготовления ювелирных изделий.

Керамические печи – это оптимальный вариант. При плавке металлов в керамическом тигле в самом веществе не происходят никакие изменения. Поэтому в таких тиглях без проблем можно плавить даже неблагородные металлы или сплавы из кобальта, хрома или палладия.

Графитовые тигли. Такие печи отличаются долгим сроком эксплуатации и высокой сопротивляемостью перед окислением, что делает их универсальными для плавления любых металлов и особенно сплавов на основе цинка и латуни. Кроме того их часто используют в индукционных печах. Графитовые тигли могут выдержать очень высокие температуры, например, восемьсот градусов для плавления алюминия.

Чугунные тигли, пожалуй, худшие из трех перечисленных. У них высокая реактивность, быстрое окисление и взаимодействие с другими металлами, а также чугун плохо сопротивляется высокой температуре. По этим причинам чугунные тигли очень редко встречаются, но они недорогие и вполне доступные.

В этой статье будут рассмотрены способы изготовления трех видов самодельных тиглей.

Сборка индуктора

Нагревательным элементом тигельной плечи в домашних условиях обычно является индуктор. Он имеет цилиндрическую форму с полостью внутри. В эту полость и помещается самодельный тигель с металлической стружкой. Индуктор изготавливается из огнеупорного материала, внутри него обмотка из проволоки, чаще всего используется медная проволока. При помощи специального генератора в эту обмотку подается ток, который и создает электромагнитное поле. Что, в свою очередь, создает вихревой ток в тигле и в помещённом в него металле. Они и плавят стружку. Сам индуктор собирается из 4 электронных ламп с параллельным соединением. Такой индуктор можно подключить к обычной розетке.

Есть еще один вариант сборки индуктора своими руками из электромагнитного сердечника и двух слоев обмотки. Первый слой – 10 витков медной проволоки с толщиной 4 мм, а второй – один виток, материалом для которого служит металлическая пластина с сечением 15*5 миллиметров. Электромагнитный сердечник имеет П-образную форму и представляет собой набор стальных пластин. Вокруг пластин делается первая обмотка, которая помещается в изолированный корпус, вторичная обмотка соединяет сердечник и металлические бруски, между которыми должно быть расстояние равное размерам тигля. Вся эта конструкция помещается в корпус печи.

Итак, получается печь, в которой расположен индуктор. От индуктора идут провода к розетке. В эту печь помещается тигель таким образом, чтобы замкнуть собой бруски. Если он помещен правильно, то раздаться гудение, сообщающее о том, что появилось напряжение и плавление началось. Если звука нет, то при помощи ручки нужно подвинуть тигель до полного замыкания цепи.

Сборка чугунного тигля

Берется металлический кожух и в него помещается стакан, сделанный из чугуна. Между ними засыпается смесь из песка и глины. Сбоку к нему крепится ручка. После одного-двух нагреваний смесь расплавится и закаменеет. Тигель готов. В него засыпают стружку и помещают в индуктор.

Изготовление тигля из глины

Можно изготовить тигель из шамотной глины. Это недорогой вариант и к тому же обладающий высокой стойкостью к большим температурам. Такую глину используют при кладке печей и ее можно купить в любом строительном магазине. Шамотная глина способна выдержать температуру до 1600 градусов по Цельсию.

Итак, понадобится шамотная глина (продается в мешках в строительных магазинах), жидкое стекло (продается там же) и молотый шамот. Его можно купить или изготовить из шамотного кирпича.

Для того чтобы сделать смесь, из которой в будущем будет вылеплен тигель, берется 7 частей глины, 3 части шамота и на литр сухой смеси 10 ложек жидкого стекла. Смешивается шамот и глина до однородного состояния. После этого потихоньку доливается вода. Чтобы не испортить заготовку можно часть смеси отсыпать, а в случае большого количества воды — добавить сухого порошка. Месить нужно до момента, когда глина перестанет липнуть к рукам.

Только после того, как будет замешана глина нужной консистенции, можно добавлять стекло. При добавлении стекла нужно тщательно все вымешивать до состояния, когда глина перестанет трескаться. Лучше всего в ком глины добавить стекло и раскатать в рулон, потом несколько раз сложить и повторять процедуру до тех пор, пока не перестанет трескаться. Материал для тигля готов. До того момента когда он будет использован, хранить нужно в нескольких слоях целлофана.

Глина есть, теперь чтобы изготовить тигель нужно взять форму, самый простой способ – это использование гипсовой формы. Как сделать такую форму можно найти на любом сайте по лепке из гипса. Итак, непосредственно изготовление тигля.

Перед началом лепки нужно отбить весь воздух из глины, для этого на пол можно постелить газету и несколько раз с силой бросить ком на него, раз десять будет достаточно. Теперь берется ком глины и тщательно вминается в дно формы, после этого небольшими комочками формируются стены изделия. Их толщину можно контролировать по краю формы. Очень важно тщательно приминать глину к форме, чтобы там не образовалось воздушных подушек. После того как тигель вылеплен, нужно сделать ровной внутреннюю поверхность. Для этого достаточно смочить глину водой.

После этого наступает момент сушки. Форма с глиной помещается картонную коробку и накрывается крышкой. Часов через семь вся вода из глины испарится и форма будущего тигля немного «сядет», так что достать ее из формы не особо сложно. После этого тигель продолжает сушиться в той же коробке, по мере сушки все дефекты сами собой устранятся и горшочек приобретет серый окрас. Иногда могут появиться небольшие трещинки. Их можно замазать мокрой глиной. Далее горшки обжигаются при температуре 800 градусов в муфельной печи. После обжига тигель готов к использованию.

Графитовый тигель

Графит — это материал, у которого есть множество уникальных свойств. Положительные качества графита:

Для изготовления тигля из этого материала понадобятся:

Некоторые из этих материалов можно использовать как самостоятельные единицы. Например, графитовая трубка по сути уже является тиглем, достаточно лишь сделать в ней дно.

Принцип изготовления из всех материалов одинаков. Рассмотрим на примере мертеля. Делается две формы. Можно скрутить из плотной бумаги, чтобы проще потом было удалить. Внешняя форма имеет конфигурацию полого цилиндра, а внутренняя просто цилиндр. Вставляется малый цилиндр в более широкий. Между ними будет заливаться смесь. Форма ставится в пластиковый стаканчик и в нее засыпается порошок мертеля. Засыпать нужно с горкой, так как он сядет, когда нужно будет утрамбовывать. В этот порошок при помощи шприца заливается 15 кубиков жидкого стекла. Все перемешивается и получается консистенция песочного теста. Небольшими порциями набивается в форму.

В итоге получается что-то вроде перевёрнутого вверх дном стаканчика. Чтобы форма не прилипла к столу лучше всего делать всю процедуру на целлофане. Затем форма переворачивается дном вниз и извлекается внутренний цилиндр. Его тоже лучше всего проклеить изначально целлофаном или скотчем. Тогда при извлечении форма тигля не пострадает.

После того как тигель подсох его нужно поместить в индуктор и прогреть. Это нужно делать при небольших температурах, так как должна выпариться вся вода, несмотря на то, что внешне кажется, как будто ее там совсем нет. Если тигель предварительно не прогреть и сразу начать в нем плавить, то он, скорее всего, лопнет. После прогревания при постукивании по тиглю, он издаст звонкий звук. Это говорит о том, что тигель сделан хорошо.

Следуя представленным инструкциям, можно довольно просто обзавестись самодельной плавильной печью, которая прослужит ничуть не меньше, чем покупная. Главное, не торопиться, соблюдать аккуратность в работе и не нарушать технологий изготовления.

Источник

Тигель

Тигель – лабораторное оборудование при работе с металлами или сплавами

Введение

Тигель (в переводе с немецкого – горшок) представляет собой контейнер для работы с металлом, стеклом, пигментной продукцией (обжиг, нагрев, плавка, сушка) в лабораторных условиях. Благодаря своей конструкции из огнеупорных материалов, которые устойчивы к воздействиям высоким температур, он предотвращает процесс влияния тепла на раствор или металл.

Основа тигля

Основные требования к материалам, из которых производится тигель: материал должен выдерживать достаточно высокую температуру, а также не взаимодействовать с материалом, который обрабатывается в данном тигле. Иногда такое взаимодействие допустимо, хотя и имеет некоторые ограничения.

Первые тигли изготавливались из глины. В настоящее время основой для их производства может служить любой материал, который выдерживает такие высокие температуры, при которых в нем (тигле) можно было бы расплавить вещество или иным образом изменить его содержимое, при этом не воздействуя на саму емкость. К ним относятся стекло или графит с некоторым содержанием глины, а также материалы, которые могут выдерживать высокие температуры, обычно больше 500 °С. Некоторые тигли выдерживают температуру, превышающую 1600 °С. Тигель обычно помещают в печь, но некоторые печи (в том числе электрические) имеют встроенные тигли.

История тигля

Древние тигли возникли в Восточной Европе и Иране в XI-X тыс. до н.э.. Форма тиглей менялась с течением времени, а ее конструкция отражала как процесс, для которого они использовались, так и региональные различия. Одним из первых применений тигля была разработка и получение металлов платиновой группы для создания чистых металлов.

Маркировка тиглей

Тигель может быть нескольких форм: конической, цилиндрической или др.. Также известны плавильные чашки и плавильные лодочки. Каждый тигель имеет номер, который означает его ёмкость.

Маркировка проводится от 1 до 300. В металлургической промышленности одна условная единица ёмкости равняется объёму, равному 0,142 дм³, если тигель наполнен на 85 % металлом. Литейные формы могут быть различных конфигураций, размеров, цветов. Если размеры тиглей менее 10-15 мм, то тогда, как правило, они изготавливаются из фарфора.

Применение тиглей

Область применения тиглей достаточно обширна. Тигли, в зависимости от размеров, форм и изготовленного материала, применяются в таких областях промышленности:
• в металлургической (при плавлении; обжиге; разливке металлов, флюсов, рудных концентратов);
• в металлообрабатывающей (литье, отжиг, обжиг и др.);
• в химической (при растворении, гомогенизации, сжигании, плавлении и др.).

Кроме того, данный огнестойкий контейнер может использоваться для гравиметрического анализа, а также в качестве лабораторного оборудования при работе с металлами.

Широкое применение получил кварцевый тигель. Он применяется при высокоскоростном анализе для определения содержания углерода и серы в жидких металлах (железо, сплавы цветных металлов), в нефти, шлаке, газовой саже, каучуке, цементе, керосине, а также в работе с кислыми и нейтральными веществами при температурах до 1000 °С.

Все кварцевые тигли устойчивы к теплу и химическим воздействиям. Кварцевое лабораторное оборудование и приборы не подвергаются воздействию кислот органических и неорганических, за исключением фтористоводородной и ортофосфорной кислоты. Практически все химические растворы и осадки не вступают в реакцию с кварцевым стеклом, как результат – кварцевая посуда может отлично заменять платиновую посуду, которая применяется в научных лабораториях.

Кварцевая лабораторная лабораторная посуда, к ней относится и кварцевый тигель (рабочая температура кварца – до 1250 °С) применяется для работы в условиях высоких температур и давлений, вибрационных нагрузок, нагрева и резкого охлаждения. Кварцевый тигель имеет ряд ценных физико-химических свойств:
— устойчивость к химическим и термическим воздействиям;
— стойкость к лазерному и ионизирующему излучению;
— малое поглощение света;
— низкая температура расширения.

Где купить тигель?

Компания “Prime Chemicals Group” является одним из лидеров в сфере лабораторного оборудования и приборов, химических реактивов, резинотехнических изделий, лабораторного стекла, фильтровальной бумаги. Наш интернет-магазин предлагает огромный ассортимент лабораторной продукции в Москве и Московской области. Весь товар поставляется со склада и доставляется в кротчайшие сроки. Магазин химических реактивов Москва розница реализует продукцию и оптом.

«Прайм Кемикалc Групп» – это качество и надежность.

Источник

Тигель: назначение, принципы плавки, изготовление, варианты, схемы

Тигель – сосуд для плавки металла. В тиглях плавят, как правило, передельный металл, т.е. уже доведенный до нужной степени качества для отливки в форму или аффинажа (глубокой очистки от примесей). Генеральная линия развития большой металлургии – уменьшение количества переделов, вплоть до выпуска кондиционного металла сразу из плавильной печи, но в промышленности тигельная плавка до сих пор сохраняет существенное значение, а в кустарном мастерстве и ювелирном деле доминирует.

Тигель не просто достаточно жаростойкая посудина. Его химический состав и конструкция должны соответствовать виду переплавляемого металла и режиму плавки. В этой статье описывается, как сделать тигель своими руками и каким условиям он должен удовлетворять для пользования дома или в малой мастерской. В расчете на начинающих металлургов придется сперва коснуться самого процесса плавки металла, т.к. требования к тиглю определяются в основном его условиями.

Плавка металла в тигле в домашних условиях

Немного о плавке

В глубоком вакууме переплавляемый металл высокой чистоты можно нагреть точно до температуры плавления или чуть выше, и выдержать при ней некоторое время, чтобы расплавились крошечные, буквально в несколько атомов, остатки кристаллитов. Затем металлу возможно дать остыть чуть ниже температуры плавления – он останется жидким, как перенасыщенный раствор без кристаллика-затравки. Если теперь металл вылить, также в вакууме, в форму из химически абсолютно инертного материала, в которую помещен затравочный кристаллик того же металла, то, соблюдая все тонкости данной технологии, получим монокристаллическую отливку, обладающую уникальными свойствами.

В любительских условиях вакуумная плавка, увы, неосуществима. Чтобы правильно самому изготовить тигель для плавки металла, нужно учесть ряд особенностей плавки в не инертной химически газовой среде. Переплавляемый металл, во-первых, взаимодействует с воздухом, отчего часть его теряется на образование окисла, что особенно важно при переплавке лома драгметаллов: при своей температуре плавления (1060 градусов Цельсия) даже золото заметно окисляется. Чтобы до некоторой степени компенсировать окисление, тигель должен создавать для расплава восстановительную среду или быть химически инертным, если металл плавится чистым открытым пламенем, см. далее.

Во-вторых, чтобы металл в тигле не застыл, пока его донесут до литейной формы, чтобы остатки исходных кристаллитов не испортили отливку, и расплав приобрел достаточную текучесть, металл в тигле перегревают. Напр., температура плавления цинка – 440 градусов, а его же литейная – 600. Алюминия, соотв., 660 и 800. Поскольку перегрев металла после расплавления требует некоторого времени, заодно происходит и дегазация расплава, это в-третьих.

Восстановление

В металлургии в качестве восстановителей используют преимущественно атомарный углерод C, моноксид углерода CO (угарный газ) и водород H. Последний чаще всего случайный гость, т.к. для данной цели слишком активен и поглощается металлами, не образуя с ними химических соединений, в больших количествах, что портит литейный материал. Напр., твердая платина при комнатной температуре способна поглотить до 800 объемов водорода. Платиновая болванка в водородной атмосфере буквально на глазах вспухает, трескается и распадается на куски. Если их вынуть их водородной камеры и нагреть, водород выделится обратно.

Примечание: сходным образом, но в меньших количествах, металлы поглощают/выделяют и другие газы, напр. азот. Именно поэтому требуется дегазация расплава, см. также ниже.

Заметную долю водородное восстановление имеет место при нагреве открытым пламенем газовой горелки, при его контакте с менее нагретой поверхностью. До порчи металла дело не доходит – поглощенный водород далее в процессе плавки выделяется и сгорает. Но, если к газопоглощению склонен и материал тигля, он во время плавки может треснуть и лопнуть, это нужно обязательно иметь в виду.

Восстановление CO заметно, если металл в тигле плавится открытым пламенем жидкостной (бензиновой, керосиновой, дизельной) горелки, по тем же причинам. Жидкое топливо сгорает много медленнее газа, и зона его догорания тянется на несколько см от сопла горелки. Восстановление угарным газом – самое, с точки зрения металла, чистое: оно не портит металл и не дает побочных продуктов при сильном избытке восстановителя. Поэтому восстановление CO широко используется в металлургии при выплавке металла из руды, но как сделать тигельную печь (см. далее), в которой компенсация окисления полностью обеспечивалась бы CO, пока никто не придумал.

Атомарный углерод восстановитель достаточно энергичный для того, чтобы компенсировать окисление. Создать с помощью C восстановительную среду в тигле также несложно: достаточно ввести свободный углерод в той или иной аллотропической модификации в состав его материала или весь тигель выполнить из жаростойкого и механически достаточно прочного аллотропа C; таковым является графит. При восстановлении C существует опасность науглероживания расплава, но графит выделяет при нагреве совсем немного атомарного углерода. Если греть металл в графитовом тигле газовым пламенем, то избыточный C тут же найдет себе более «вкусный» для него H и опасность науглероживания сведется к нулю. А для прочих способов нагрева (см. далее) можно подобрать размеры, конфигурацию тигля и присадку графита к его материалу так, что лишнего C просто не будет при любом мыслимом режиме плавки. Это очень ценное свойство графита, тоже имейте в виду.

Примечание: коэффициент температурного расширения графита ТКР отрицательный, что существенно компенсирует термическое расширение тигля, повышает его стойкость и увеличивает ресурс. Тоже ценное качество.

Выдержка

Итак, почему расплав в тигле нужно перегревать и выдерживать, понятно. Хотя литье из металла совсем другая тема, здесь все же нужно упомянуть, что время выдержки расплава следует соблюдать достаточно точно. Химически чистые металлы на практике почти не применяются, напр. золото 9999 очень быстро истирается; исключение электротехническая медь и цинк для оцинкови, они чем чище, тем лучше. Чаще всего используют т. наз. эвтектические сплавы; напр. сталь это эвтектика железа с углеродом, а дюраль – сложная эвтектика из нескольких компонент. Если дать расплаву перестояться, структура эвтектики в отливке изменится и готовое изделие выйдет порченым. Особенно критично время выдержки для бронзы и латуни: лить их нужно немедленно, как только игра расплава в тигле видимо изменится, станет спокойнее. Помните, как инженер Телегин в «Хождении по мукам» А. Н. Толстого беспокоился, как бы бронза не перестоялась?

Читать также: Расчёт сечения провода по потребляемой мощности таблица

Применительно к изготовлению самодельного тигля дегазация расплава при выдержке значима тем, что в это время он (тигель) испытывает значительные динамические нагрузки от пузырьков выделяющихся газов и/или игры самого расплава. Т.е., сделать тигель выдерживающим большое количество термических деформаций и, если требуется восстановительным, мало. Его материал должен быть и достаточно вязким, чтобы выдерживать ударные волны от лопающихся пузырьков и толчки от струй расплава. Именно этим обстоятельством объясняется низкая стойкость и надежность самодельных графитовых тиглей, (см. далее).

Классификация тигельных печей

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

По организации процесса времени:

Также различают печи в зависимости от конструкции плавильного тигля:

Источник