Χαρακτηριστικά τήξης χαλκού χωρίς οξυγόνο
Αυστηρά διάκριση, ο χαλκός χωρίς οξυγόνο πρέπει να χωρίζεται σε συνηθισμένο χαλκό χωρίς οξυγόνο και σε χαλκό χωρίς οξυγόνο υψηλής καθαρότητας. Ο συνηθισμένος χαλκός χωρίς οξυγόνο μπορεί να λιώσει σε επαγωγικό κλίβανο με πυρήνα σιδήρου με συχνότητα ισχύος, ενώ ο χαλκός χωρίς οξυγόνο υψηλής καθαρότητας θα πρέπει να λιώσει σε έναν επαγωγικό κλίβανο κενού.
Όταν χρησιμοποιείται ημισυνεχής χύτευση, η διαδικασία εξευγενισμού του τήγματος στον κλίβανο τήξης και στον κλίβανο συγκράτησης μπορεί να είναι ανεξάρτητη από χρονικούς περιορισμούς. Το συνεχές casting είναι διαφορετικό. Η ποιότητα του λιωμένου χαλκού δεν εξαρτάται μόνο από την ποιότητα ραφιναρίσματος του κλιβάνου τήξης και του κλιβάνου συγκράτησης, αλλά το πιο σημαντικό, εξαρτάται επίσης από τη σταθερότητα ολόκληρου του συστήματος και της διαδικασίας.
Προκειμένου να αποφευχθεί η μόλυνση του τήγματος, η τήξη χαλκού χωρίς οξυγόνο γενικά δεν χρησιμοποιεί πρόσθετα για την τήξη και τον εξευγενισμό. Η επιφάνεια της λιωμένης πισίνας καλύπτεται με κάρβουνο και η αναγωγική ατμόσφαιρα που σχηματίζεται είναι μια συνήθως χρησιμοποιούμενη ατμόσφαιρα τήξης.
Οι επαγωγικοί κλίβανοι για την τήξη χαλκού χωρίς οξυγόνο πρέπει να έχουν καλές ιδιότητες σφράγισης.
Η τήξη χαλκού χωρίς οξυγόνο θα πρέπει να χρησιμοποιεί καθοδικό χαλκό υψηλής ποιότητας ως πρώτη ύλη. Για την τήξη του χαλκού χωρίς οξυγόνο υψηλής καθαρότητας, θα πρέπει να χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη ο καθοδικός χαλκός υψηλής καθαρότητας. Εάν ο καθοδικός χαλκός στεγνώσει και προθερμανθεί πριν εισέλθει στον κλίβανο, μπορεί να αφαιρεθεί η υγρασία ή ο υγρός αέρας που μπορεί να προσροφηθεί στην επιφάνειά του.
Κατά την τήξη χαλκού χωρίς οξυγόνο, το πάχος του στρώματος ξυλάνθρακα που καλύπτει την επιφάνεια της λιωμένης δεξαμενής στον κλίβανο θα πρέπει να είναι διπλάσιο από εκείνο της τήξης του συνηθισμένου καθαρού χαλκού και το κάρβουνο πρέπει να ενημερωθεί εγκαίρως.
Αν και η επικάλυψη με ξυλάνθρακα έχει πολλά πλεονεκτήματα, όπως η διατήρηση της θερμότητας, η απομόνωση και η μείωση του αέρα, έχει επίσης ορισμένα μειονεκτήματα. Για παράδειγμα, ο ξυλάνθρακας απορροφά εύκολα τον υγρό αέρα και μάλιστα απορροφά άμεσα την υγρασία, μετατρέποντας έτσι ένα κανάλι μέσω του οποίου ο υγρός χαλκός μπορεί να απορροφήσει μεγάλη ποσότητα υδρογόνου.
Ο άνθρακας ή το μονοξείδιο του άνθρακα έχουν μειωτική επίδραση στο οξείδιο του χαλκού, αλλά είναι εντελώς αναποτελεσματικά έναντι του υδρογόνου. Επομένως, ο ξυλάνθρακας πρέπει να επιλέγεται προσεκτικά και να φρύσσεται πριν προστεθεί στον κλίβανο.
Κατά τη διάρκεια της τήξης, μεταφοράς, διατήρησης της θερμότητας και ολόκληρης της διαδικασίας χύτευσης, η πλήρης προστασία του τήγματος είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την παραγωγή χαλκού χωρίς οξυγόνο. Σε πολλές σύγχρονες γραμμές παραγωγής χαλκού τήξης και χύτευσης χωρίς οξυγόνο, προστατεύονται πλήρως όχι μόνο η τήξη, αλλά και η ξήρανση και προθέρμανση της γόμωσης, το πλυντήριο μεταφοράς, ο θάλαμος έκχυσης κ.λπ.
Ορισμένες σύγχρονες γραμμές παραγωγής χαλκού μεγάλης κλίμακας χωρίς οξυγόνο χρησιμοποιούν αέριο γεννήτριας ως προστατευτικό αέριο, ενώ οι περισσότερες γεννήτριες αερίου χρησιμοποιούν φυσικό αέριο ως πρώτη ύλη.
Μια μέθοδος παραγωγής προστατευτικού αερίου που χρησιμοποιείται συνήθως στο εξωτερικό είναι: πρώτα να καίγεται φυσικό αέριο με σχετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε θείο και 94% έως 96% μεθάνιο με θεωρητική αξία αέρα και να χρησιμοποιείται οξείδιο του νικελίου ως μέσο για την απομάκρυνση του υδρογόνου. Το αέριο που προκύπτει αποτελείται κυρίως από αέριο Αποτελούμενο από άζωτο και ανθρακικό οξύ. Στη συνέχεια, το αέριο ανθρακικού οξέος μετατρέπεται σε μονοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιώντας ζεστό άνθρακα για να ληφθεί ένα αέριο χωρίς οξυγόνο που περιέχει 20% έως 30% μονοξείδιο του άνθρακα και το υπόλοιπο είναι άζωτο.
Εκτός από το αέριο της γεννήτριας, αέρια όπως το άζωτο, το μονοξείδιο του άνθρακα ή το αργό χρησιμοποιούνται επίσης ως διηλεκτρικά υλικά για προστασία από τήγμα χαλκού χωρίς οξυγόνο ή διύλιση.
Η τήξη υπό κενό πρέπει να είναι η καλύτερη επιλογή για την τήξη χαλκού υψηλής ποιότητας χωρίς οξυγόνο.
Η τήξη υπό κενό μπορεί όχι μόνο να μειώσει σημαντικά την περιεκτικότητα σε οξυγόνο, αλλά επίσης να μειώσει σημαντικά την περιεκτικότητα σε υδρογόνο και ορισμένα άλλα στοιχεία ακαθαρσίας.
Κατά την τήξη σε επαγωγικό κλίβανο χωρίς πυρήνα μέσης συχνότητας κενού, χωνευτήρια γραφίτη και καθοδικός χαλκός υψηλής καθαρότητας ή επαναλειωμένος χαλκός που έχουν εξευγενιστεί δύο φορές χρησιμοποιούνται συχνά ως πρώτες ύλες. Συσκευασμένο στον κλίβανο μαζί με την κάθοδο χαλκού, περιλαμβάνει επίσης σκόνη νιφάδων γραφίτη για αποξείδωση.
Στην πραγματικότητα, η αποξείδωση πραγματοποιείται κυρίως μέσω του άνθρακα στο υλικό του χωνευτηρίου γραφίτη. Η ποσότητα του άνθρακα που καταναλώνεται μπορεί να υπολογιστεί. Για παράδειγμα, 1 κιλό χαλκού καταναλώνει 100 γραμμάρια άνθρακα. Η εμπειρία δείχνει ότι όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο υγρό χαλκού στην αρχή, τόσο πιο γρήγορα προχωρά η αντίδραση αποξείδωσης στα αρχικά στάδια της τήξης.
Ο χαλκός χωρίς οξυγόνο που λαμβάνεται μέσω τήξης υπό κενό μπορεί να έχει περιεκτικότητα σε οξυγόνο χαμηλότερη από 0.0005% και περιεκτικότητα σε υδρογόνο μικρότερη από 0,0001% έως 0,0003%. Στην πραγματικότητα, μόνο όταν ο χαλκός τήκεται και χυτεύεται υπό έναν ορισμένο βαθμό κενού, είναι δυνατό να ληφθούν χυτά που είναι εντελώς απαλλαγμένα από οξυγόνο και άλλα αέρια. Επομένως, ο βαθμός κενού του κλιβάνου κενού που χρησιμοποιείται για την παραγωγή χάλκινων υλικών για ηλεκτρονικούς σωλήνες θα πρέπει να είναι πάνω από 10-6.
