Uma análise aprofundada do cobre em cabos. Que tipo de cobre é bom?
Introdução: Devido aos diferentes processos de produção de barras de cobre, o teor de oxigênio e a aparência das barras de cobre produzidas são diferentes. As barras de cobre produzidas pela Shangying têm um teor de oxigênio inferior a 10 ppm com tecnologia adequada, que são chamadas de barras de cobre sem oxigênio; as barras de cobre produzidas por fundição contínua são laminadas a quente sob condições de proteção, e o teor de oxigênio está na faixa de 200-500ppm, mas às vezes até mais de 700ppm. Geralmente, o cobre produzido por este método tem uma aparência brilhante. As hastes de cobre com baixo teor de oxigênio são às vezes chamadas de hastes polidas.
Haste de cobre sem oxigênio
O vergalhão de cobre é a principal matéria-prima da indústria de cabos. Existem dois métodos principais de produção - fundição contínua e laminação e fundição contínua ascendente. Existem muitos métodos de produção para fundição contínua e laminação de barras de cobre com baixo teor de oxigênio. A característica é que depois que o metal é derretido no forno de cuba, o líquido de cobre passa pelo forno de retenção, rampa, distribuidor e entra na cavidade fechada do molde a partir do tubo de vazamento. A intensidade de resfriamento é usada para resfriar e formar uma placa fundida, que é então laminada em múltiplas passagens. A barra de cobre com baixo teor de oxigênio produzida possui uma estrutura processada a quente. A estrutura original da fundição foi quebrada e o teor de oxigênio está geralmente entre 200 e 400 ppm. As barras de cobre isentas de oxigênio são produzidas basicamente na China usando o método de fundição contínua ascendente. Depois que o metal é derretido em um forno de indução, ele é continuamente fundido em moldes de grafite e depois laminado ou trabalhado a frio. As barras de cobre isentas de oxigênio produzidas possuem estrutura fundida e contêm oxigênio. A quantidade é geralmente inferior a 20 ppm. Devido aos diferentes processos de fabricação, existem grandes diferenças em muitos aspectos, como estrutura organizacional, distribuição do conteúdo de oxigênio, forma e distribuição de impurezas, etc.
1. Desempenho de desenho
O desempenho de trefilação de barras de cobre está relacionado a muitos fatores, como conteúdo de impurezas, conteúdo e distribuição de oxigênio, controle de processo, etc. A seguir está uma análise do desempenho de trefilação de barras de cobre a partir dos aspectos acima.
1. A influência do método de fusão em impurezas como S
A fundição e laminação contínuas para produzir barras de cobre derretem principalmente as barras de cobre por meio da combustão de gás. Durante o processo de combustão, por meio de oxidação e volatilização, algumas impurezas podem ser reduzidas até certo ponto na entrada do líquido de cobre. Portanto, o método de fundição e laminação contínua tem requisitos relativamente altos de matéria-prima. Mais baixo. A fundição contínua superior produz barras de cobre isentas de oxigênio. Como o forno de indução é usado para fusão, a “pátina” e os “grãos de cobre” na superfície do cobre eletrolítico são basicamente fundidos no cobre líquido. O S derretido tem grande influência na plasticidade da barra de cobre isenta de oxigênio e aumentará a taxa de quebra da trefilação.
2. A entrada de impurezas durante o processo de fundição
Durante o processo de produção, o processo de fundição e laminação contínua requer a transferência de cobre fundido através de fornos de retenção, rampas e distribuidores, o que é relativamente fácil de causar o descascamento do material refratário. Durante o processo de laminação, ele precisa passar pelos rolos, fazendo com que o ferro caia e danifique as hastes de cobre. Causa inclusões externas. A rolagem de óxidos sobre e sob a pele durante a laminação a quente terá um efeito adverso na trefilação das hastes hipóxicas. O processo de produção do método de fundição contínua ascendente é curto. O líquido de cobre é completado através do fluxo submersível no forno combinado, que tem pouco impacto nos materiais refratários. A cristalização é realizada no molde de grafite, portanto há menos fontes de poluição e impurezas que podem ser geradas no processo. Existem menos oportunidades de entrada.
O, S e P são elementos que produzem compostos com cobre. No cobre fundido, o oxigênio pode se dissolver parcialmente, mas quando o cobre se condensa, o oxigênio dificilmente se dissolve no cobre. O oxigênio dissolvido no estado fundido precipita como cobre=óxido cuproso eutético e é distribuído nos limites dos grãos. O surgimento do óxido eutético cobre-cuproso reduz significativamente a plasticidade do cobre.
O enxofre pode ser dissolvido no cobre fundido, mas à temperatura ambiente sua solubilidade é reduzida a quase zero. Aparece nos limites dos grãos na forma de sulfeto cuproso, o que reduzirá significativamente a plasticidade do cobre.
3. Padrões e efeitos de distribuição de oxigênio em barras de cobre com baixo teor de oxigênio e barras de cobre sem oxigênio
O teor de oxigênio tem um impacto significativo no desempenho da trefilação de barras de cobre com baixo teor de oxigênio. Quando o teor de oxigênio aumenta para o valor ideal, a barra de cobre apresenta a menor taxa de quebra. Isso ocorre porque o oxigênio atua como um eliminador em sua reação com a maioria das impurezas. O oxigênio moderado também contribui para a remoção do hidrogênio do líquido de cobre, gerando vapor de água para transbordar e reduzindo a formação de poros. O teor ideal de oxigênio fornece as melhores condições para o processo de trefilação.
Distribuição de óxidos de barras de cobre com baixo teor de oxigênio: No estágio inicial de solidificação na fundição contínua, a taxa de dissipação de calor e o resfriamento uniforme são os principais fatores que determinam a distribuição de óxidos de barras de cobre. O resfriamento desigual causará diferenças essenciais na estrutura interna da barra de cobre, mas no processamento térmico subsequente, os cristais colunares geralmente serão destruídos, tornando as partículas de óxido cuproso refinadas e distribuídas uniformemente. Uma situação típica resultante da agregação de partículas de óxido é o rompimento central. Além da influência da distribuição de partículas de óxido, as hastes de cobre com partículas de óxido menores apresentam melhores características de trefilação, e partículas maiores de Cu2O causam facilmente pontos de concentração de tensão e quebra.
O teor de oxigênio do cobre livre de oxigênio excede o padrão, a haste de cobre torna-se quebradiça, o alongamento diminui, a porta esticada aparece em vermelho escuro e a estrutura cristalina está solta. Quando o teor de oxigênio excede 8 ppm, o desempenho do processo se deteriora, o que se manifesta em uma taxa extremamente alta de quebra de haste e de fio durante a fundição e trefilação. Isso ocorre porque o oxigênio pode formar uma fase frágil de óxido cuproso com o cobre, formando um óxido eutético cobre-cuproso, que é distribuído na fronteira em uma estrutura de rede. Esta fase frágil tem alta dureza e se separará do corpo de cobre durante a deformação a frio, fazendo com que as propriedades mecânicas da barra de cobre diminuam e causando facilmente fratura durante o processamento subsequente. O alto teor de oxigênio também pode fazer com que a condutividade das hastes de cobre isentas de oxigênio diminua. Portanto, o processo de fundição contínua ascendente e a qualidade do produto devem ser rigorosamente controlados.
4. A influência do hidrogênio
Na fundição contínua ascendente, o teor de oxigênio é controlado e os efeitos colaterais dos óxidos são bastante reduzidos, mas a influência do hidrogênio se torna um problema mais significativo. Há uma reação de equilíbrio no fundido após a inalação: H2O(g)=[O]+2[H];
Gás e porosidade são formados durante o processo de cristalização quando o hidrogênio precipita e se acumula na solução supersaturada. O hidrogênio precipitado antes da cristalização pode reduzir o óxido cuproso para gerar bolhas de água. Como a característica da fundição ascendente é a cristalização do cobre fundido de cima para baixo, o formato do líquido formado é aproximadamente cônico. O gás precipitado antes da cristalização do líquido de cobre é bloqueado na estrutura de solidificação durante o processo de flutuação e poros são formados na haste de fundição durante a cristalização. Quando o conteúdo ascendente de gás é pequeno, o hidrogênio precipitado existe nos limites dos grãos e forma porosidade; quando o teor de gás é alto, ele se acumula nos poros. Portanto, os poros e a porosidade são formados tanto pelo hidrogênio quanto pelo vapor d'água.
O hidrogênio vem de vários elos de processo no processo de produção a montante, como a "pátina" da matéria-prima cobre eletrolítico, o material auxiliar carvão**, o ambiente climático** e o cristalizador de grafite não está seco, etc. a superfície do líquido de cobre no forno de fusão deve ser coberta com carvão cozido, e o cobre eletrolítico deve tentar remover "pátina", "grãos de cobre" e "orelhas", o que é muito importante para melhorar a qualidade do oxigênio livre hastes de cobre.
No processo de fundição e laminação contínua, o hidrogênio é frequentemente controlado controlando moderadamente o teor de oxigênio. Cu2O+ H2= 2Cu+ H2O
Como o cobre fundido cristaliza de baixo para cima durante o processo de fundição, o vapor d'água gerado pelo oxigênio e hidrogênio no cobre fundido pode facilmente flutuar e escapar. A maior parte do hidrogênio no cobre fundido pode ser removida com eficácia, afetando assim a barra de cobre. menor.
