Características de fundição de cobre livre de oxigênio
Distinguir estritamente, o cobre livre de oxigênio deve ser dividido em cobre livre de oxigênio comum e cobre livre de oxigênio de alta pureza. O cobre livre de oxigênio comum pode ser fundido em um forno de indução com núcleo de ferro de frequência de potência, enquanto o cobre livre de oxigênio de alta pureza deve ser fundido em um forno de indução a vácuo.
Ao usar fundição semicontínua, o processo de refino do fundido no forno de fusão e no forno de retenção pode ser independente de restrições de tempo. A fundição contínua é diferente. A qualidade do cobre fundido não depende apenas da qualidade de refino do forno de fundição e do forno de retenção, mas, mais importante, também depende da estabilidade de todo o sistema e processo.
Para evitar a contaminação do fundido, a fundição de cobre isento de oxigênio geralmente não utiliza nenhum aditivo para fundição e refino. A superfície da poça fundida é coberta com carvão e a atmosfera redutora formada é uma atmosfera de fundição comumente usada.
Os fornos de indução para fundição de cobre isento de oxigênio devem ter boas propriedades de vedação.
A fundição de cobre livre de oxigênio deve usar cobre catódico de alta qualidade como matéria-prima. Para fundir cobre livre de oxigênio de alta pureza, cobre catódico de alta pureza deve ser usado como matéria-prima. Se o cobre catódico for seco e pré-aquecido antes de entrar no forno, a umidade ou o ar úmido que pode estar adsorvido em sua superfície pode ser removido.
Ao fundir cobre livre de oxigênio, a espessura da camada de carvão que cobre a superfície da poça derretida no forno deve ser o dobro da espessura do cobre puro comum, e o carvão precisa ser atualizado a tempo.
Embora a cobertura de carvão tenha muitas vantagens, como preservação do calor, isolamento e redução do ar, ela também apresenta certas desvantagens. Por exemplo, o carvão absorve facilmente o ar úmido e até mesmo absorve diretamente a umidade, tornando-se assim um canal através do qual o cobre líquido pode absorver uma grande quantidade de hidrogênio.
O carvão ou o monóxido de carbono têm um efeito redutor sobre o óxido cuproso, mas são completamente impotentes contra o hidrogênio. Portanto, o carvão vegetal deve ser cuidadosamente selecionado e calcinado antes de ser adicionado ao forno.
Durante a fundição, transferência, preservação do calor e todo o processo de fundição, a proteção completa do fundido é condição necessária para a produção de cobre livre de oxigênio. Em muitas linhas modernas de fundição e produção de cobre sem oxigênio, não apenas a fundição, mas também a secagem e pré-aquecimento da carga, a lavagem de transferência, a câmara de vazamento, etc.
Algumas linhas modernas de produção de cobre livre de oxigênio em grande escala usam gás gerador como gás de proteção, enquanto a maioria dos geradores de gás usa gás natural como matéria-prima.
Um método de fabricação de gás de proteção comumente usado no exterior é: primeiro queimar gás natural com teor de enxofre relativamente baixo e 94% a 96% de metano com ar teórico e usar óxido de níquel como meio para remover o hidrogênio. O gás resultante é composto principalmente de gás nitrogênio e ácido carbônico. Em seguida, o gás ácido carbônico é transformado em monóxido de carbono através do carvão quente, obtendo-se um gás isento de oxigênio contendo 20% a 30% de monóxido de carbono e o restante sendo nitrogênio.
Além do gás gerador, gases como nitrogênio, monóxido de carbono ou argônio também são usados como materiais dielétricos para proteção ou refino de cobre fundido sem oxigênio.
A fundição a vácuo deve ser a melhor escolha para fundir cobre livre de oxigênio de alta qualidade.
A fusão a vácuo pode não apenas reduzir bastante o teor de oxigênio, mas também reduzir bastante o teor de hidrogênio e alguns outros elementos de impureza.
Ao fundir em um forno de indução sem núcleo de média frequência a vácuo, cadinhos de grafite e cobre catódico de alta pureza ou cobre refundido que foram refinados duas vezes são frequentemente usados como matéria-prima. Embalado no forno junto com o cátodo de cobre, também inclui pó de grafite em flocos para desoxidação.
Na verdade, a desoxidação é realizada principalmente através do carbono no material do cadinho de grafite. A quantidade de carbono consumida pode ser calculada. Por exemplo, 1 kg de cobre consome 100 g de carbono. A experiência mostra que quanto maior o teor de oxigênio no líquido de cobre no início, mais rápida será a reação de desoxidação nos estágios iniciais da fundição.
O cobre isento de oxigênio obtido por fundição a vácuo pode ter um teor de oxigênio inferior a 0.0005% e um teor de hidrogênio inferior a 0,0001% a 0,0003%. Na verdade, somente quando o cobre é fundido e fundido sob um certo grau de vácuo, é possível obter peças fundidas completamente isentas de oxigênio e outros gases. Portanto, o grau de vácuo do forno a vácuo usado para produzir materiais de cobre para tubos eletrônicos deve estar acima de 10-6.
