Caracteristicile de topire ale cuprului fără oxigen
Distinge strict, cuprul fără oxigen ar trebui împărțit în cupru obișnuit fără oxigen și cupru de înaltă puritate fără oxigen. Cuprul obișnuit fără oxigen poate fi topit într-un cuptor cu inducție cu miez de fier cu frecvență de putere, în timp ce cuprul fără oxigen de înaltă puritate ar trebui topit într-un cuptor cu inducție în vid.
Când se utilizează turnarea semi-continuă, procesul de rafinare a topiturii în cuptorul de topire și cuptorul de reținere poate fi independent de constrângerile de timp. Turnarea continuă este diferită. Calitatea cuprului topit nu depinde numai de calitatea de rafinare a cuptorului de topire și a cuptorului de reținere, dar, mai important, depinde și de stabilitatea întregului sistem și proces.
Pentru a preveni contaminarea topiturii, topirea cuprului fără oxigen, în general, nu utilizează aditivi pentru topire și rafinare. Suprafața bazinului topit este acoperită cu cărbune, iar atmosfera reducătoare formată este o atmosferă de topire utilizată în mod obișnuit.
Cuptoarele cu inducție pentru topirea cuprului fără oxigen ar trebui să aibă proprietăți bune de etanșare.
Topirea cuprului fără oxigen ar trebui să utilizeze ca materie primă cupru catodic de înaltă calitate. Pentru a topi cupru de înaltă puritate fără oxigen, cuprul catod de înaltă puritate trebuie utilizat ca materie primă. Dacă cuprul catodic este uscat și preîncălzit înainte de a intra în cuptor, umezeala sau aerul umed care poate fi adsorbit pe suprafața acestuia poate fi îndepărtat.
La topirea cuprului fără oxigen, grosimea stratului de cărbune care acoperă suprafața bazinului topit din cuptor ar trebui să fie dublă față de topirea cuprului pur obișnuit, iar cărbunele trebuie actualizat în timp.
Deși acoperirea cu cărbune are multe avantaje, cum ar fi conservarea căldurii, izolarea și reducerea aerului, are și anumite dezavantaje. De exemplu, cărbunele absoarbe cu ușurință aerul umed și chiar absoarbe direct umiditatea, devenind astfel un canal prin care cuprul lichid poate absorbi o cantitate mare de hidrogen.
Cărbunele sau monoxidul de carbon au un efect reducător asupra oxidului cupros, dar sunt complet neputincioși împotriva hidrogenului. Prin urmare, cărbunele trebuie selectat cu atenție și calcinat înainte de a fi adăugat în cuptor.
În timpul topirii, transferului, păstrării căldurii și întregului proces de turnare, protecția completă a topiturii este o condiție necesară pentru producerea de cupru fără oxigen. În multe linii de producție moderne de topire și turnare a cuprului fără oxigen, nu numai topirea, ci și uscarea și preîncălzirea încărcăturii, spălarea de transfer, camera de turnare etc. sunt complet protejate.
Unele linii moderne de producție de cupru fără oxigen la scară largă folosesc gazul generator ca gaz de protecție, în timp ce majoritatea generatoarelor de gaz utilizează gazul natural ca materie primă.
O metodă de fabricare a gazului de protecție folosită în mod obișnuit în străinătate este: mai întâi ardeți gazul natural cu conținut relativ scăzut de sulf și 94% până la 96% metan cu aer teoretic și folosiți oxid de nichel ca mediu pentru îndepărtarea hidrogenului. Gazul rezultat este compus în principal din compus din azot și acid carbonic. Apoi, gazul de acid carbonic este transformat în monoxid de carbon prin cărbune fierbinte, obținându-se un gaz fără oxigen care conține 20% până la 30% monoxid de carbon și restul fiind azot.
Pe lângă gazul generator, gaze precum azotul, monoxidul de carbon sau argonul sunt, de asemenea, utilizate ca materiale dielectrice pentru protecția sau rafinarea topiturii cuprului fără oxigen.
Topirea în vid ar trebui să fie cea mai bună alegere pentru topirea cuprului de înaltă calitate fără oxigen.
Topirea în vid nu numai că poate reduce foarte mult conținutul de oxigen, dar poate și reduce foarte mult conținutul de hidrogen și anumite alte elemente de impurități.
La topirea într-un cuptor cu inducție fără miez de frecvență medie cu vid, creuzetele de grafit și cuprul catod de înaltă puritate sau cuprul retopit care au fost rafinat de două ori sunt adesea folosite ca materii prime. Ambalat în cuptor împreună cu catodul de cupru, include și pulbere de grafit în fulgi pentru dezoxidare.
De fapt, dezoxidarea se realizează în principal prin carbonul din materialul creuzetului de grafit. Cantitatea de carbon consumată poate fi calculată. De exemplu, 1 kg de cupru consumă 100 g de carbon. Experiența arată că, cu cât conținutul de oxigen din lichidul de cupru este mai mare la început, cu atât reacția de dezoxidare are loc mai rapid în etapele incipiente ale topirii.
Cuprul fără oxigen obţinut prin topire în vid poate avea un conţinut de oxigen mai mic de 0.0005% şi un conţinut de hidrogen mai mic de 0,0001% până la 0,0003%. De fapt, numai atunci când cuprul este topit și turnat sub un anumit grad de vid, este posibil să se obțină piese turnate care sunt complet lipsite de oxigen și alte gaze. Prin urmare, gradul de vid al cuptorului cu vid utilizat pentru a produce materiale de cupru pentru tuburi electronice ar trebui să fie peste 10-6.
