Ein Schmelztiegel ist normalerweise ein topfförmiger Behälter, der in der Mitte eines Ofens platziert wird, um ein zu schmelzendes Metall aufzunehmen. Es besteht im Allgemeinen aus Siliziumkarbid und Graphit, kann aber auch aus Metallen bestehen, die für Hochtemperaturanwendungen geeignet sind, wie Tantal oder Wolfram. Tiegel können je nach Anwendung auch konisch oder eben, plattenförmig geformt sein.
Der Industrietiegel ist eine der ältesten und einfachsten Konstruktionen in der Metallurgie. Gießereien verwenden sie normalerweise zum Schmelzen kleinerer Mengen an Metall oder Speziallegierungen als größere, kommerzielle Gießereien. Die Methoden zum Erhitzen des Ofens, der einen der verschiedenen Tiegeltypen enthält, können alles sein, von der Befeuerung mit Erdgas oder Propan bis hin zur Verwendung von Öl, Koks oder Induktionsstrom.
Die Schmelztiegelformen werden für die zylindrische Form als Bilge und für die konische Form als A-Form bezeichnet, wobei A-Tiegel kostengünstiger sind, da sie einfacher herzustellen sind. Das Material, aus dem der Schmelztiegel gefertigt ist, bestimmt auch, welches Temperaturniveau er aushält. Ein Siliziumkarbid-Tiegel kann Temperaturen von bis zu 2,750° Fahrenheit (1,510° Celsius) standhalten. Damit eignen sie sich für alle Weichmetalle wie Gold, Silber und Aluminium sowie Legierungen wie Messing, das meist aus Zink und Kupfer besteht.
Eisen und Eisenlegierungen werden normalerweise nicht in einem Schmelztiegelofen verarbeitet, da der Schmelzpunkt von Eisen sehr hoch ist. Eine Standard-Siliziumkarbid-Tiegelstruktur würde zerbrechen und die Metallprobe verunreinigen, da Eisen bei 2,800 ° Fahrenheit (1,538 ° Celsius) schmilzt. Ein Tiegel mit Graphitmischung, wie er bei Siliziumkarbid-Modellen verwendet wird, wird auch nicht zum Schmelzen von Eisen verwendet, da sich der Graphit im Eisen auflöst und mit ihm reagiert, seinen Inhalt verändert und sich langsam an der Tiegelstruktur abnutzt. Spezialtiegel aus Molybdänmetall halten jedoch sehr hohen Temperaturen von 4,712° Celsius stand und können zum Schmelzen von Eisen verwendet werden.
Ofenausführungen, die einen Schmelztiegel verwenden, werden durch die Art und Weise gekennzeichnet, wie das geschmolzene Metall aus dem Tiegel entfernt wird. Ein Ballen-out-Ofen hat einen Tiegel, aus dem geschmolzenes Metall herausgeschöpft wird, während ein Kippofen einen Tiegel hat, der gekippt wird, um das Metall auszugießen. Aushebeöfen sind so konzipiert, dass die gesamte Tiegelstruktur entnommen und die Schmelze geschöpft oder ausgegossen werden kann.
Aluminiumzusammensetzungen sind auch bei Tiegeln üblich, da sie unter einer Vielzahl von Metallchemien inert sein können. Sie funktionieren jedoch am besten mit einem neutralen Säuregehalt für die Schmelzmaterialien. Magnesit-Tiegel sind besser geeignet für basische Schmelzverbindungen und Zirkon-Silika-Tiegel für stark saure Verbindungen.
Tiegel unterliegen auch einer Belastung, wenn sie wiederholt erhitzt und abgekühlt werden. Dies wird als Thermoschock bezeichnet, und einige Metallverbindungen für die Tiegelwände handhaben dies besser als andere. Die angewendeten Temperaturen, die chemische Zusammensetzung des Schmelzguts und die Dauer der Verwendung eines Schmelztiegels sind wichtige Faktoren, die bei der Auswahl eines Modells berücksichtigt werden müssen, das den Anforderungen der Gießerei am besten entspricht.