Разликата между производителността на меден прът с ниско съдържание на кислород и безкислороден меден прът
Медната пръчка е основната суровина в кабелната индустрия. Има два основни производствени метода: непрекъснато леене и валцуване и непрекъснато леене нагоре. Има много методи за производство на медни пръти с ниско съдържание на кислород чрез непрекъснато леене и валцуване. Характеристиките са, че след като металът се разтопи във вертикалната пещ, медната течност преминава през изолационната пещ, улея и резервоара и навлиза в затворената кухина на формата от тръбата за изливане. Охлажда се с голяма интензивност на охлаждане, за да се образува лята заготовка, след което се валцува многократно. Произведената медна пръчка с ниско съдържание на кислород е горещо обработена структура. Оригиналната структура на отливката е нарушена и съдържанието на кислород обикновено е между 200 и 400 ppm. Безкислородните медни пръти основно се произвеждат в Китай чрез непрекъснато леене нагоре. След като металът се разтопи в индукционната пещ, той се отлива през графитна форма и след това се валцува студено или се обработва студено. Произведената безкислородна медна пръчка е леярска структура със съдържание на кислород обикновено под 20 ppm. Поради различните производствени процеси има големи разлики в много аспекти като организационна структура, разпределение на съдържанието на кислород, форма и разпределение на примесите.
1. Изпълнение на рисуване
Ефективността на изтегляне на медни пръти е свързана с много фактори, като съдържание на примеси, съдържание и разпределение на кислород, контрол на процеса и др. Ефективността на изтегляне на медни пръти се анализира от горните аспекти.
1. Влиянието на метода на топене върху примеси като S
Производството на непрекъснато леене и валцуване на медни пръти основно разтопява медните пръти чрез изгаряне на газ. По време на процеса на горене някои примеси могат да бъдат намалени до известна степен чрез окисляване и изпаряване. Следователно, методът на непрекъснато леене и валцуване има относително ниски изисквания към суровините. При производството на безкислородни медни пръти, тъй като индукционната пещ се използва за топене, "патината" и "медните зърна" на повърхността на електролитната мед основно се разтопяват в медната течност. Сред тях разтопеният S има голямо влияние върху пластичността на безкислородните медни пръти и ще увеличи степента на счупване при изтегляне на тел.
2. Навлизането на примеси по време на леене
По време на производствения процес процесът на непрекъснато леене и валцуване трябва да прехвърли медна течност през изолационната пещ, улея и резервоара, което е относително лесно да причини отлепване на огнеупорни материали. По време на процеса на валцуване, той трябва да премине през ролката, което води до падане на желязото, което ще причини външни включвания на медния прът. Валцоването на оксиди върху и под кожата по време на горещо валцуване ще има неблагоприятен ефект върху изтеглянето на телта на пръти с ниско съдържание на кислород. Производственият процес на метода за непрекъснато леене нагоре е сравнително кратък. Медната течност се допълва от потопения поток в общата пещ, което има малко въздействие върху огнеупорния материал. Кристализацията се извършва в графитната форма, така че има по-малко източници на замърсяване, които могат да се генерират в процеса, и по-малко възможности за навлизане на примеси.
O, S и P са елементи, които произвеждат съединения с медта. В разтопената мед кислородът може да бъде частично разтворен, но когато медта кондензира, кислородът е почти неразтворим в медта. Разтвореният кислород в разтопено състояние се утаява като меден=евтектичен меден оксид и се разпределя по границите на зърната. Появата на евтектика от медно-меден оксид значително намалява пластичността на медта.
Сярата може да се разтвори в разтопена мед, но при стайна температура нейната разтворимост е почти намалена до нула. Появява се на границите на зърната под формата на меден сулфид, което значително намалява пластичността на медта.
3. Форма на разпределение и влияние на кислорода в медни пръти с ниско съдържание на кислород и безкислородни медни пръти
Съдържанието на кислород има значителен ефект върху характеристиките на изтегляне на тел на медни пръти с ниско съдържание на кислород. Когато съдържанието на кислород се увеличи до оптималната стойност, скоростта на счупване на медния прът е най-ниска. Това е така, защото кислородът действа като чистач в процеса на реакция с повечето примеси. Умереният кислород също е благоприятен за отстраняване на водорода от медната течност, генериране на преливане на водна пара и намаляване на образуването на пори. Оптималното съдържание на кислород осигурява най-добрите условия за процеса на изтегляне на тел.
Разпределение на оксиди на медни пръти с ниско съдържание на кислород: В началния етап на втвърдяване при непрекъснато леене скоростта на разсейване на топлината и равномерно охлаждане са основните фактори, определящи разпределението на оксиди на медни пръти. Неравномерното охлаждане ще причини съществени разлики във вътрешната структура на медната пръчка, но при последваща гореща обработка колонните кристали обикновено ще бъдат унищожени, правейки частиците меден оксид фини и равномерно разпределени. Типичната ситуация, причинена от агрегацията на оксидни частици, е централно спукване. В допълнение към влиянието на разпределението на оксидните частици, медните пръти с по-малки оксидни частици показват по-добри характеристики за изтегляне на тел, а по-големите Cu2O частици са склонни да причинят точки на концентрация на напрежение и счупване.
Съдържанието на кислород в безкислородната мед надвишава стандарта, медната пръчка става крехка, удължението намалява, портът на разтягащия се модел изглежда тъмночервен и кристалната структура е разхлабена. Когато съдържанието на кислород надвиши 8ppm, производителността на процеса се влошава, което се проявява като значително увеличение на скоростта на счупени пръти и телове по време на леене и разтягане. Това е така, защото кислородът може да реагира с медта, за да образува крехка фаза от меден оксид, образувайки евтектика медно-меден оксид, която се разпределя в границата с мрежеста структура. Тази крехка фаза има висока твърдост и ще се отдели от медното тяло по време на студена деформация, което води до намаляване на механичните свойства на медния прът и лесно счупване при последваща обработка. Високото съдържание на кислород може също да доведе до намаляване на проводимостта на безкислородните медни пръти. Следователно процесът на непрекъснато леене нагоре и качеството на продукта трябва да бъдат строго контролирани.
4. Ефект на водорода
При непрекъснато леене нагоре съдържанието на кислород се контролира на ниско ниво и страничните ефекти на оксидите са значително намалени, но ефектът на водорода става по-значим проблем. След засмукване има равновесна реакция в стопилката: H2O(g)=[O]+2[H];
Газът и хлабавостта се образуват от утаяването и агрегацията на водород от пренаситения разтвор по време на процеса на кристализация. Водородът, утаен преди кристализация, може да редуцира медния оксид, за да генерира водни мехурчета. Тъй като характеристиката на леенето нагоре е кристализацията на медна течност отгоре надолу, формата на образуваната течност е приблизително конична. Газът, освободен преди медната течност да кристализира, се блокира в структурата на втвърдяване по време на плаващия процес и порите се образуват в отлятата пръчка по време на кристализацията. Когато съдържанието на газ във възходящия олово е малко, освободеният водород съществува на границата на зърното, образувайки хлабавост; когато съдържанието на газ е високо, той се събира в пори. Следователно порите и хлабавостта се образуват както от водород, така и от водна пара.
Водородът идва от различни технологични връзки в процеса на производство на олово нагоре, като "патината" на суровината електролитна мед, спомагателният материал въглен**, климатичната среда** и графитният кристализатор не е изсушен. Следователно повърхността на медната течност в топилната пещ трябва да бъде покрита с изпечен въглен, а електролитната мед трябва да се опита да премахне "патината", "медните зърна" и "ушите", което е много важно за подобряване на качеството на безкислородни медни пръти.
В процеса на непрекъснато леене и валцуване често се използва умерен контрол на съдържанието на кислород за контрол на водорода. Cu2O+ H2= 2Cu+ H2O
Тъй като медната течност кристализира отдолу нагоре по време на процеса на леене, водните пари, генерирани от кислород и водород в медната течност, могат лесно да изплуват и да избягат, а по-голямата част от водорода в медната течност може да бъде ефективно отстранен, така че въздействието върху медния прът е малко.
