Un crogiolo di fusione è solitamente un contenitore a forma di pentola posto al centro di un forno che viene utilizzato per contenere un metallo da fondere. È comunemente realizzato in carburo di silicio e grafite, ma può anche essere composto da metalli adatti ad applicazioni ad alta temperatura, come il tantalio o il tungsteno. I crogioli possono anche essere modellati in una forma conica o planare, simile a una piastra, a seconda dell’applicazione.
Il crogiolo industriale è uno dei progetti più antichi e semplici dell’industria metallurgica. Le fonderie in genere li usano per fondere piccole quantità di metallo o leghe speciali rispetto al processo di fonderia commerciale più grande. I metodi per riscaldare il forno che contiene uno dei vari tipi di crogioli possono essere qualsiasi cosa, dalla cottura a gas naturale o propano all’uso di petrolio, coke o elettricità a induzione.
Le forme del crogiolo di fusione sono indicate come una sentina per la forma cilindrica e una forma ad A per le forme coniche, con i crogioli A che sono meno costosi in quanto sono più facili da fabbricare. Il materiale di cui è composto il crogiolo di fusione determina anche il livello di temperatura che può sopportare. Un crogiolo in carburo di silicio può resistere a temperature fino a 2,750° Fahrenheit (1,510° Celsius). Questo li rende adatti alla manipolazione di tutti i metalli teneri come oro, argento e alluminio, nonché leghe come l’ottone, che è principalmente composto da zinco e rame.
Il ferro e le leghe di ferro non vengono generalmente lavorate utilizzando un forno a crogiolo fusorio, poiché il punto di fusione del ferro è molto alto. Una struttura a crogiolo standard in carburo di silicio si romperebbe e contaminerebbe il campione di metallo, poiché il ferro si scioglie a 2,800° Fahrenheit (1,538° Celsius). Anche un crogiolo con una miscela di grafite, come i modelli in carburo di silicio, non viene utilizzato per la fusione del ferro poiché la grafite si dissolve e reagisce con il ferro, alterandone il contenuto e consumando lentamente la struttura del crogiolo. Crogioli specializzati in metallo di molibdeno possono resistere a temperature molto elevate, tuttavia, di 4,712° Fahrenheit (2,600° Celsius) e possono essere utilizzati per fondere il ferro.
I progetti di forni che utilizzano un crogiolo di fusione sono contrassegnati dal modo in cui il metallo fuso viene rimosso dal crogiolo. Un forno d’attesa ha un crogiolo da cui viene estratto il metallo fuso, mentre un forno inclinabile ha un crogiolo che è inclinato per versare il metallo. I forni a sollevamento sono progettati in modo tale che l’intera struttura del crogiolo possa essere rimossa e il metallo fuso versato o versato.
Le composizioni di alluminio sono comuni anche ai crogioli, poiché possono essere inerti in un’ampia gamma di sostanze chimiche dei metalli. Funzionano meglio, tuttavia, con un livello di acido neutro per i materiali fusi. I crogioli di magnesite sono più adatti ai composti fusi basici e i crogioli di zircone-silice ai composti altamente acidi.
Anche i crogioli sono sottoposti a stress quando vengono ripetutamente riscaldati e raffreddati. Questo è noto come shock termico e alcuni composti metallici per le pareti del crogiolo lo gestiscono meglio di altri. Le temperature applicate, le composizioni chimiche di ciò che viene fuso e la quantità di uso prolungato che subirà un crogiolo di fusione sono tutti fattori importanti da considerare nella scelta di un modello più adatto alle esigenze della fonderia.