Плавильное оборудование

Со времен античности и до середины XIX столетия способ плавления металла почти не изменялся: тигель с расплавляе­мым металлом устанавливался в раска­ленный древесный уголь, дополнительно раздуваемый мехами. Аналогичный метод применялся до недавнего времени в кок­совых печах. Метод очень трудоемкий и не очень надежный, так как тигель может легко разбиться, а драгоценный металл нужно будет отмывать от золы. Принципи­альное изменение метода плавления про­изошло во второй половинеXIX столетия, когда в промышленности и в быту стал широко применяться «городской» газ.

2.1. Плавление с применением газа.

Производят, как правило, плавление небольшого количества металла откры­тым пламенем «городского» газа, хотя возможно использование также пропана и этилена. Необходимый при этом сжатый воздух получают с помощью компрессо­ра. При работе с пропаном и этиленом при соответствующей конструкции горе­лок достаточно всасываемого воздуха. При плавке тугоплавких металлов, на­пример платины, в специальные горелки подается смесь пропана, этилена и чисто­го кислорода, в результате чего достига­ется температура 2750—3200° С. Применение газа, поступающего непо­средственно из сети городских коммуника­ций, удобно, но он может содержать при­меси, неблагоприятно воздействующие на расплавляемый металл. Плавильная го­релка по своей конструкции аналогична паяльной горелке, только несколько боль­ше. У нее также больше сечение для подачи газа и кислорода (регулировка с помощью вентилей) и, соответственно, для получения пламени, обеспечивающего не­обходимое количество тепла при плавле­нии металла.

Рис. 1.2 Плавильный тигель с соответствую­щей горелкой

Лучше всего для плавки подходит шумящее пламя с вытянутой восстановительной зоной. При слишком высоком давлении воздуха образуется окислительное пламя с низкой температу­рой, к тому же в расплав попадает холод­ный воздух, в результате чего на его поверхности образуется затвердевшая корка. При снижении давления воздуха частицы газа не сгорают полностью и пламя недостаточно жаркое.

Для плавления металла в количестве от 50 до 150г достаточно плавильного горшка (рис. 1.2). Он представляет собой шамотовый тигель, нагреваемый через бо­ковое отверстие плавильной горелкой. Ти­гель с металлом помещают в муфельную печь и закрывают шамотовой крышкой. В муфельной печи тигель для устойчиво­сти устанавливается на соответствующую шамотную подставку, а чтобы не про­изошло перегрева в какой-либо одной его части, тигель несколько раз поворачива­ют во время плавки. Эффективность плав­ления можно повысить, если вместе с газом подавать не воздух, а чистый кис­лород из баллонов, для чего следует ис­пользовать горелки, применяемые стекло­дувами. Таким образом можно произво­дить плавление более тугоплавких метал­лов и одновременно облегчить и ускорить процесс плавки.

При отсутствии «городского» газа применяют пропан. Обычные пропановые горелки сконструированы таким образом, что они имеют только один соединитель­ный шланг с газовым баллоном, воздух всасывается через отверстие в головке горелки. При этом следует соблюдать инструкцию по эксплуатации и особенно следить за тем, чтобы давление на выходе вентиля баллона соответствовало допус­тимому давлению горелки.

Для плавления тугоплавких металлов можно также использовать качественный и эффективный метод сварки ацетиленом. Горелка при этом должна быть отрегули­рована таким образом, чтобы пламя было восстановительным. Наиболее предпочти­тельно равномерное распределение пламе­ни с помощью насадки— аналогично «распылителю душа».

2.2 Плавильные электропечи.

Плавка в электропечах имеет следующие преимуще­ства: равномерный нагрев, возможность контроля и регулировки температуры, отсутствие загрязнения сплава продукта­ми сгорания, сокращение времени плавле­ния, более высокая температура расплава, чем при газовом нагреве. Нагревательный элемент представляет собой керамическую трубку с помещенной в нее спиралью из фехраля или нихрома.

Плавку ведут в графитовых тиглях.