Тигель

Эта статья — о металлургическом оборудовании. О детали печатной машины см. Тигельная машина.

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.

Графитовый тигель для плавки металла (гафний)

Маркировка тиглей

Тигель (VIII—IX век). Археологические раскопки 1970-х годов, городище Камно, Псковская область. Государственный музей истории Санкт-Петербурга

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:

• Металлургия: плавление, обжиг, сжигание, разливка металлов, флюсов, рудных концентратов.
• Металлообработка: литьё, обжиг, отжиг и др.
• Лабораторная техника: растворение, сжигание, плавление, взвешивание и др.
• Химическая промышленность: растворение, сжигание, плавление, гомогенизация и др.

Материалы для производства тиглей

Тигель для плавки металла (корунд)

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

Металлургия, металлообработка, химическая промышленность

• Огнеупорные материалы общего назначения: плавление и розлив чёрных металлов, флюсов.
• Оксидные огнеупорные материалы: карборунд, корунд, оксид циркония, оксид хрома, оксид церия, оксид иттрия и др.
• Графит: розлив цветных металлов.
• Сталь, чугун: для работы с неагрессивными материалами, плавление легкоплавких металлов (свинец, олово, цинк, кадмий, амальгамы, щелочные металлы, сурьма, галлий, индий, таллий, висмут).
• Кварц: плавленный и спеченный кварц.
• Базальт: плавленный базальт.
• Тантал: металлургия лантаноидов.

Лабораторная техника

• Термостойкое стекло: «пирекс», «симакс», и др.
• Кварц: Плавленный кварц.
• Фарфор: химстойкий фарфор.
• Высокочистый графит: плавка и обжиг.
• Оксидные огнеупорные материалы: оксиды — хрома, алюминия, бериллия, циркония, тория, урана, церия, иттрия, скандия и др.

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

• Высокие тигли из платины: от 3,4 грамма до 365 граммов. Ёмкость от 4 см³ до 310 см³.
• Широкие тигли из платины: от 9 до 26 г. Ёмкость от 9 см³ до 27 см³.
• Микротигли из платины: от 0,5 до 2,1 г. Ёмкость от 0,3 см³ до 2,3 см³.

Золото: особо точные химические работы.

• Высокие тигли из золота: от 3,1 до 22 г. Ёмкость от 4 см³ до 25 см³.
• Микротигли из золота: от 0,45 до 1,9 г. Ёмкость от 0,3 см³ до 2,3 см³.

Серебро: работа с расплавами щелочей.

• Высокие тигли из серебра: от 3,6 до 49 г. Ёмкость от 4 см³ до 54 см³.
• Широкие тигли из серебра: от 9 до 27 г. Ёмкость от 9 см³ до 27 см³.

• Никель: работа с расплавами щелочей.
• Иридий: особо точные лабораторные работы, выращивание драгоценных камней.
• Родий: измерение констант, выращивание драгоценных камней.
• Молибден: выращивание монокристаллов драгоценных камней и др.
• Ниобий: работа с агрессивными кислотами и расплавами лантаноидов.
• Вольфрам: работа в области сверхвысоких температур в вакууме или защитной атмосфере.

История совершенствования технологии

Тигельный процесс, при котором высококачественная сталь получается выплавлением металла в специальных горшках из огнеупорных материалов, применялся на Ближнем Востоке, в Средней Азии, Шри-Ланке, Индии, Персии. Такая сталь использовалась для изготовления оружия, в том числе булатных клинков. В Чахаке (Южный Иран) в XI веке при выплавке стали добавляли хромит. Позже метод тигельной плавки был возрождён в XVIII веке английским металлургом Бенджамином Хантсманом. Другой вид тигельной плавки стали был разработан в 1837 году русским инженером Павлом Аносовым. В XIX веке и до 1920 годов тигельный процесс применялся для получения высококачественной инструментальной стали.

В 1964 году компания Aug. Gundlach KG начала промышленное производство графитовых тиглей методом изостатического прессования и запатентовала этот метод в Германии и ряде других стран.

В 1992 году Aug. Gundlach KG заменила использование каменноугольного пека в качестве связующего на синтетические смолы с целью уменьшения брака при производстве тиглей и уменьшения выбросов вредных веществ при производстве и эксплуатации.

См. также

• Абразивные материалы и абразивная обработка
• Каспржик, Иосиф Станиславович

Литература

• В. Н. Иванов. Словарь-справочник по литейному производству. Москва, изд. «Машиностроение» 1990 г.
• Справочник химика. Т. 1, изд. «Химия», Ленинград 1971 г. стр. 1038—1040.
• Н. А. Брыкин — Провинциальная идея. М. «Советский писатель», 1935 г.

Ссылки

• На Викискладе есть медиафайлы по теме Тигель