Discuție despre problema aspirației cuprului
1. Dizolvarea gazului
Gazele care pot fi dizolvate în cupru sunt în principal hidrogen și oxigen. Gazele moleculare diatomice nu pot fi dizolvate direct în topiturile de metal. Procesul de dizolvare a gazului este: atomi adsorbiți pe suprafața metalului - atomi disociați în gaz elementar - difuzați în rețeaua metalică pentru a forma soluții solide și compuși. Hidrogenul și oxigenul sunt elemente dăunătoare în cupru. Ele nu numai că pot reduce performanța cuprului, dar pot duce și la apariția „boală a hidrogenului”. Lingourile de cupru conțin o anumită cantitate de oxigen, dar dacă se dizolvă oxigenul sau hidrogenul în exces, acesta va fi principala cauză a accidentelor de calitate a lingoului. Prin urmare, la topirea cuprului, trebuie luate măsuri pentru a bloca sursa de gaz și pentru a evita sau a minimiza contactul aerului, umidității, uleiului și diferiților poluanți cu topitura. Procesul de dizolvare a gazului este de a elimina starea de „adsorbție”, ceea ce face ca procesul de dizolvare să nu poată fi stabilit.
În anumite condiții de adsorbție, gradul de solubilitate a gazului în metal depinde în principal de:
(1) Forța de legare dintre gaz și metal.
Atomul de hidrogen al gazului elementar are cea mai mică rază și este un element extrem de reactiv. Poate fi dizolvat în aproape toate lichidele și solidele metalice. În multe metale, hidrogenul reprezintă 60% până la 90% din conținutul total de gaz, astfel încât absorbția metalelor este adesea numită „absorbție de hidrogen”. Oxigenul are, de asemenea, o afinitate puternică cu cuprul în lichid și există absorbție sau oxidare a oxigenului, astfel încât Cu2O se formează și se dizolvă în lichidul de cupru.
(2) Temperatura și timpul
Cu cât temperatura metalului este mai mare și cu cât timpul de contact dintre gaz și metal este mai lung, cu atât mai mult gaz va fi dizolvat. Numai prin continuarea creșterii temperaturii și metalul topit în sine are o presiune de vapori foarte mare, solubilitatea va scădea treptat.
(3) Viteza de difuzie a gazului în cuprul lichid
Cuptorul cu inducție a frecvenței puterii îmbunătățește foarte mult viteza de difuzie datorită efectului de agitare automată al forței electromagnetice.
(4) Relația dintre hidrogen și oxigen în cuprul topit
Relația dintre conținutul de hidrogen și oxigen din cuprul lichid este invers proporțională cu mai puțin oxigen și mai mult hidrogen, mai mult oxigen și mai puțin hidrogen. Acest lucru poate explica de ce TP2, care este complet deoxigenat, este mai sensibil la deteriorarea hidrogenului decât T2.
2. Topirea cuprului
Topirea cuptorului electric de cupru folosește cuprul electrolitic ca materie primă. Materialul de cupru electrolitic în sine conține gaz, iar starea sa de suprafață are un impact important asupra aspirației bazinului topit.
Cărbunele este adesea folosit ca acoperire și dezoxidant la topirea cuprului. Dezoxidarea sa se realizează doar pe suprafața în contact cu metalul lichid, deci se numește dezoxidant de suprafață. Pentru cuprul dezoxidat (cum ar fi TP1, TP2), în timp ce se folosește cărbune pentru dezoxidare, cuprul cu fosfor este folosit și pentru dezoxidarea finală înainte de a ieși din cuptor. Cuprul cu fosfor se poate scufunda în bazinul topit și se poate dizolva în întregul bazin topit și interacționează cu oxidarea metalului topit. Interacțiunea materialului, efectul de dezoxidare este semnificativ.
În cele două reacții de reducere a dezoxidării de mai sus se produc gaze și anume CO, CO2 și P2O5. Aceste produse gazoase pot aduce hidrogen cu ei pentru a scăpa de pe suprafața lichidului atunci când topitura crește. Dar în comparație cu deoxigenarea, această dehidrogenare este secundară sau limitată.
Cu toate acestea, cărbunele conține de fapt gaz și umiditate, în special cărbune care nu a fost calcinat bine. Prin urmare, este dificil să se evite oxidarea și absorbția hidrogenului în condiții de acoperire cu cărbune. În timpul topirii, oxidării și dehidrogenării, procesele de absorbție și dezoxidare a hidrogenului coexistă adesea. Întrebarea este care dintre ele este mai dominantă, partea benefică sau partea dăunătoare. Acest lucru necesită controlul condițiilor procesului pentru a favoriza avantajele și a evita dezavantajele.
3. Efectul gazului asupra turnării lingoului
În producția de rutină, bulele de pe materialele de cupru pot fi cauzate de extrudare sau turnare în lingouri și sunt defecte accidentale ale deșeurilor tehnice. Responsabilitatea calității pentru numărul de bule pe termen lung și anormal de mare constă în procesul anterior - turnare, care este cauzat de porii din lingoul de cupru.
Porii din lingoul de cupru sunt umpluți cu gaz. Porii mai mici pot fi presați împreună după procesare, dar pot fi expuși ca defecte de suprafață - decojirea în timpul etapelor ulterioare de prelucrare. Când există mulți pori în lingoul de cupru, vor exista pori mai mari în același timp. În acest moment, va apărea vezicule în secțiunile din mijloc și din spate ale semifabricatului de tub extrudat. Blistering-ul este distribuit în cea mai mare parte continuu de-a lungul direcției de extrudare și devine mai gravă spre capătul din spate (capătul rămas al extrudarii). , iar distribuția de barbotare în direcția circumferențială este neregulată. Cele cu vezicule severe nu pot fi reparate și pot fi doar casate, în timp ce cele cu vezicule mai ușoare vor fi reparate și apoi intrate în procesul de întindere. Cu toate acestea, peelingul și incluziunile sunt expuse în timpul întinderii, ceea ce are un impact mai mare asupra randamentului. La extrudarea semifabricatelor de tub mai mici cu etanșare cu apă, datorită intensității ridicate de răcire și a barbotației mici (gazul nu are timp să se adune și să se extindă), multe defecte, cum ar fi decojirea și incluziunile sunt expuse în timpul procesului de producție de laminare-trefilare la rece ulterioară și se termină tubul. A avut loc divizarea parțială. După recoacere, țeava trasă va prezenta o cantitate mare de vezicule asemănătoare erupțiilor cutanate. Diferența față de formarea de bule a țaglei extrudate este că bulele sunt în mare parte discontinue și mai mici. Bulele mari sunt ca boabele de orez, iar cele mici sunt ca vârfurile de ac. Nu sunt ușor de detectat cu ochiul liber. Trebuie să fie. O poți detecta simțind-o.
Formarea bulelor este rezultatul reagregării și expansiunii gazelor sub influența temperaturii și a timpului după comprimarea porilor.
Țeava finită (fără barbotare) are proprietăți slabe de rezistență la presiune, dilatare și aplatizare, reflectând pierderea plasticității materialului.
Un alt motiv pentru formarea de vezicule a tuburilor de cupru este acela că lingoul este o soluție solidă de cupru suprasaturată, care distorsionează rețeaua cristalină, provocând stres de tip al treilea și reducând plasticitatea. În timpul extrudarii sau recoacerii, din cauza schimbărilor de temperatură, hidrogenul precipită din interfețe, cum ar fi granițele sau incluziunile care se extind de-a lungul direcției de extrudare pentru a forma bule.
Aspirația cuprului face ca țagla de extrudare să bule. Caracteristica bulelor din țevile recoapte este că, practic, fiecare țeavă are bule, ceea ce duce la o scădere bruscă a randamentului și la casare în loturi. Acest lucru este foarte diferit de alte cauze de vezicule.
Sugestii privind măsurile de prevenire a aspirației
Conținutul excesiv de gaz în lingourile de cupru este cauzat de o combinație de factori precum operațiunile de producție care nu îndeplinesc cerințele procesului de topire și turnare a cuprului, precum și de materiile prime slabe, agenți de acoperire și gaze protectoare. Toți factorii nefavorabili ar trebui eliminați pe cât posibil pentru a se asigura că producția se bazează pe siguranță și calitate. Procesul de perfecționare și îmbunătățire arată că bazinul de topire (aspirația primară) are cel mai mare impact asupra aspirației. După ce această legătură este în principiu rezolvată, barbotarea țevii de cupru este redusă semnificativ (bulele sunt din ce în ce mai mici). Numai atunci când problemele de aspirație a aerului secundar, baza axului și garniturile sunt rezolvate în același timp, barbotarea țevii de cupru poate fi eliminată complet.
Cheia pentru prevenirea aspirației este blocarea „sursei de aer”. Principalele măsuri sunt:
(1) Cuprul electrolitic trebuie să respecte standardele; materialele reciclate din tuburile cu barbotare nu sunt folosite pentru a produce cupru roșu.
(2) Materialele de încărcare (materialele trebuie să fie „fără ulei, fără apă și neamestecate”) trebuie încărcate de mai multe ori și umplute complet pentru a elimina complet vaporii de apă adsorbiți de încărcare. Concentrați-vă pe umplerea cuptorului de 2 până la 3 ori și nu introduceți de prea multe ori.
(3) Cărbunele trebuie să fie uscat (se preferă cărbunele calcinat). *** Cărbunele trebuie adăugat imediat după încărcare, cu o grosime de acoperire de 100 mm ~ 150 mm pentru a îndeplini cerințele de prevenire a inhalării aerului, dezoxidării și păstrării căldurii.
(4) Ușa cuptorului trebuie să fie închisă la timp după ce încărcarea este topită.
(5) Clorura de calciu (agent de deshidratare) este instalată în uscătorul sistemului de generare a gazului și înlocuită la timp pentru a absorbi umiditatea din gaz. Hota de gaz trebuie acoperită corespunzător, iar gazul trebuie pornit cu 5 până la 10 minute înainte de descărcare pentru a elimina complet aerul original din hotă.
(6) Baza axului trebuie uscată și preîncălzită cu gaz. Utilizați uscat
Blocurile de cupru trebuie folosite ca bază, iar rumegușul nu trebuie folosit ca bază.
