Тигли шамотные

По предварительной заявке изготовим тигли шамотные нужных параметров.

Тигель шамотный — огнеупорная ёмкость из обожжённой алюмосиликатной керамики, предназначенная для нагрева, плавления, сушки, сжигания и обжига различных материалов. Название происходит от немецкого слова Tiegel — горшок. Шамотные тигли относятся к группе алюмосиликатных огнеупоров и занимают промежуточное положение между полукислыми и высокоглинозёмистыми изделиями по содержанию оксида алюминия (Al₂O₃). Широко используются в металлургии, литейном производстве, химических и аналитических лабораториях, ювелирном деле.

Назначение и область применения шамотных тиглей

Шамотные тигли применяются как расходная огнеупорная оснастка в операциях, связанных с термическим воздействием на материалы. Основные назначения:

• плавка цветных металлов и их сплавов (алюминий, медь, бронза, латунь, цинк, свинец, олово, драгоценные металлы) с использованием флюсов и без них;
• плавка и пробирный анализ рудных концентратов;
• нагрев, сушка и обжиг образцов в лабораторных условиях;
• сжигание проб при химическом анализе;
• термообработка материалов в электропечах, муфельных печах и других тепловых агрегатах.

Рабочая температура шамотных тиглей ограничена характеристиками применяемой марки материала и, как правило, не превышает 1400 °C для изделий общего назначения (в соответствии с действующим ГОСТ 390-2018). Тигли мелкоштучные марки ШМА допускают эксплуатацию при более высоких температурах.

В промышленной металлургии шамотные тигли используют для плавки цветных металлов с невысокой температурой ликвидуса. Для плавки стали и чугуна шамотная керамика, как правило, не применяется — здесь предпочтительнее тигли графито-шамотные набивные, обладающие повышенной термостойкостью за счёт добавки графита.

Состав и физико-химические характеристики шамотных тиглей

Основные компоненты шамотной массы

Шамотные тигли изготавливают из алюмосиликатной керамической массы, основными компонентами которой являются:

• шамот — обожжённая и измельчённая огнеупорная глина, выполняющая роль наполнителя и обеспечивающая огнеупорность изделия;
• огнеупорная глина — связующее, придающее массе пластичность при формовании и обеспечивающее спекание при обжиге.

Главные оксиды в составе: Al₂O₃ (оксид алюминия, глинозём) и SiO₂ (оксид кремния, кремнезём). Именно содержание Al₂O₃ определяет класс огнеупора и основные эксплуатационные свойства изделия. С повышением доли глинозёма растут огнеупорность, механическая прочность и стойкость к воздействию агрессивных сред.

Физико-химические показатели по маркам

Физико-химические показатели шамотных огнеупоров общего назначения регламентированы ГОСТ 390-2018 (заменил ГОСТ 390-96). В зависимости от химического состава и рабочей температуры шамотные изделия подразделяются на марки ШАК, ША, ШБ, ШВ, ШУС. Для мелкоштучных шамотных изделий (тигли, шербер, трубки и др.) применяются марки ШМА и ШМБ в соответствии с техническими условиями.

Основные физико-химические показатели шамотных изделий по ГОСТ 390-2018 (выборка для наиболее распространённых марок):

Показатель	ШАК	ША	ШБ
Массовая доля Al2O3, %, не менее	33	30	28
Огнеупорность, °C, не ниже	1730	1690	1650
Открытая пористость, %, не более (1-я подгруппа)	23	24	24
Предел прочности при сжатии, Н/мм², не менее (1-я подгруппа)	23	20	15
Температура начала размягчения, °C, не ниже	1320	1300	1250

Примечание: огнеупорность — это температура, при которой материал переходит в пластическое состояние при испытании стандартным методом (конус Зегера). Рабочая температура эксплуатации всегда ниже огнеупорности и зависит от длительности нагрева, нагрузки и среды.

Для мелкоштучных шамотных изделий (к которым относятся тигли) характеристики определяются техническими условиями. Пористая структура шамотной керамики обеспечивает выход газообразных продуктов в процессе термической обработки и поступление кислорода при окислительных реакциях. Это свойство особенно важно при пробирном анализе и сжигании проб.

Формы и типоразмеры шамотных тиглей

Тигли шамотные выпускаются в нескольких основных геометрических формах, выбор которых определяется типом печи и способом разливки металла:

• конические (усечённый конус) — наиболее распространённая форма, используемая при ручной разливке металла; коническая форма позволяет захвату тигледержателя надёжно фиксировать ёмкость;
• цилиндрические — применяются преимущественно в высокочастотных индукционных печах, где разливка производится наклоном печи;
• специальные формы — тигли-лодочки, тигли-чашки, тигли-капсюли и другие конфигурации, изготавливаемые по чертежам заказчика для конкретного оборудования.

Типоразмеры варьируются в широком диапазоне: от миниатюрных лабораторных тиглей объёмом в несколько миллилитров (диаметром от 20 мм) до крупных промышленных ёмкостей. Изготовление тиглей нестандартных размеров возможно по чертежам заказчика.

Маркировка огнеупорных шамотных тиглей

Маркировка тиглей содержит информацию о форме изделия, условной ёмкости и наличии защитного покрытия. В металлургии условная ёмкость тигля выражается в номерах от 1 до 300. Одна условная единица ёмкости соответствует объёму 0,142 дм³ при заполнении на 85%, что эквивалентно приблизительно 1 кг бронзы (или меди). Например, тигель с маркировкой «20» вмещает около 2,84 дм³ расплава, что соответствует приблизительно 20 кг бронзы.

Помимо условной ёмкости, в маркировке может указываться наличие глазури и её назначение:

• Л — глазурь для работы с металлами, температура плавления которых не превышает 1000 °C;
• Т — глазурь для работы при температурах свыше 1000 °C;
• цифра «1» — глазурь нанесена только на наружную поверхность;
• цифра «2» — тигель предназначен для печей сопротивления.

Глазурь защищает поверхность от окисления и разъедания расплавом, а также снижает пористость рабочей поверхности. Неглазурованные тигли используются в тех случаях, когда пористость материала необходима для технологического процесса (пробирный анализ, сжигание проб, процессы с выделением газов).

Подготовка шамотного тигля к эксплуатации

Перед первым применением шамотные тигли необходимо подготовить — провести просушку и прокаливание. Эта процедура удаляет влагу, накопленную при хранении, и предотвращает термический удар при резком нагреве, который может привести к растрескиванию изделия.

Общий порядок подготовки:

1. Визуальный осмотр тигля на наличие трещин, сколов и раковин. Дефектные изделия к эксплуатации не допускаются.
2. Просушка при умеренной температуре (100–200 °C) для удаления адсорбированной влаги.
3. Плавный подъём температуры до рабочих значений (прокаливание). Скорость нагрева зависит от размера тигля: чем больше ёмкость, тем медленнее должен быть подъём температуры.

Резкие перепады температуры (термоудары) являются основной причиной преждевременного разрушения шамотных тиглей. Рекомендуется использовать тигледержатели для безопасного извлечения нагретого тигля из печи.

Стойкость к агрессивным средам и ресурс

Шамотная керамика обладает достаточной химической стойкостью к воздействию большинства металлических расплавов цветных металлов и их флюсов. Материал нейтрален к кислым и щелочным средам при умеренных температурах, что допускает очистку тигля от остатков флюса в разбавленных кислотах.

Ресурс шамотного тигля зависит от условий эксплуатации: температуры, количества и резкости термоциклов, агрессивности расплава и флюса. Мелкие лабораторные тигли, как правило, используются ограниченное число раз или однократно (при пробирном анализе, аналитическом сжигании). Крупные промышленные тигли при соблюдении правил эксплуатации могут выдерживать многократные циклы плавки.

Для условий, требующих повышенной термостойкости или длительного ресурса, рекомендуется рассмотреть керамико-графитовые тигли, в которых добавка графита существенно увеличивает теплопроводность и термическую стойкость.

Условия хранения и транспортировки

Шамотные тигли хранят в сухих, хорошо проветриваемых помещениях на деревянных подставках или поддонах. Не допускается хранение на бетонных полах и в условиях повышенной влажности, так как шамотная керамика гигроскопична и впитывает влагу через открытые поры. Тигли, впитавшие влагу, при резком нагреве подвержены растрескиванию из-за давления образующегося пара.

При транспортировке изделия должны быть защищены от механических ударов и атмосферных осадков. Маркировка и упаковка выполняются в соответствии с ГОСТ 24717.

Формы поставки шамотных тиглей

Шамотные тигли поставляются в конических и цилиндрических формах различных типоразмеров, глазурованные и неглазурованные. Условная ёмкость по меди — от 0,1 кг до нескольких сотен килограммов. По предварительной заявке возможно изготовление тиглей нестандартных размеров и форм по чертежам заказчика. Конкретные условия, номенклатуру и сроки поставки уточняйте при обращении.