Características de fundición del cobre libre de oxígeno.
Estrictamente distinguido, el cobre libre de oxígeno debe dividirse en cobre libre de oxígeno ordinario y cobre libre de oxígeno de alta pureza. El cobre ordinario sin oxígeno se puede fundir en un horno de inducción con núcleo de hierro de frecuencia industrial, mientras que el cobre sin oxígeno de alta pureza se debe fundir en un horno de inducción al vacío.
Cuando se utiliza fundición semicontinua, el proceso de refinado de la masa fundida en el horno de fusión y en el horno de mantenimiento puede ser independiente de las limitaciones de tiempo. La colada continua es diferente. La calidad del cobre fundido no sólo depende de la calidad de refinación del horno de fundición y del horno de mantenimiento, sino que, lo que es más importante, también depende de la estabilidad de todo el sistema y el proceso.
Para evitar que la masa fundida se contamine, la fundición de cobre sin oxígeno generalmente no utiliza ningún aditivo para la fundición y el refinado. La superficie del baño fundido se cubre con carbón vegetal y la atmósfera reductora formada es una atmósfera de fundición comúnmente utilizada.
Los hornos de inducción para fundir cobre sin oxígeno deben tener buenas propiedades de sellado.
La fundición de cobre sin oxígeno debe utilizar cobre catódico de alta calidad como materia prima. Para fundir cobre libre de oxígeno de alta pureza, se debe utilizar cobre catódico de alta pureza como materia prima. Si el cobre catódico se seca y precalienta antes de entrar al horno, se puede eliminar la humedad o el aire húmedo que pueda estar adsorbido en su superficie.
Al fundir cobre sin oxígeno, el espesor de la capa de carbón que cubre la superficie del baño fundido en el horno debe ser el doble que el de la fundición de cobre puro ordinario, y el carbón debe actualizarse a tiempo.
Aunque la cobertura con carbón tiene muchas ventajas, como la conservación del calor, el aislamiento y la reducción del aire, también tiene ciertas desventajas. Por ejemplo, el carbón absorbe fácilmente el aire húmedo e incluso absorbe directamente la humedad, convirtiéndose así en un canal a través del cual el cobre líquido puede absorber una gran cantidad de hidrógeno.
El carbón vegetal o el monóxido de carbono tienen un efecto reductor sobre el óxido cuproso, pero son completamente ineficaces contra el hidrógeno. Por lo tanto, el carbón vegetal debe seleccionarse y calcinarse cuidadosamente antes de agregarlo al horno.
Durante el proceso de fundición, transferencia, preservación del calor y todo el proceso de fundición, la protección completa de la masa fundida es una condición necesaria para la producción de cobre libre de oxígeno. En muchas líneas modernas de producción de fundición y fundición de cobre sin oxígeno, no solo la fundición, sino también el secado y precalentamiento de la carga, la colada de transferencia, la cámara de vertido, etc., están completamente protegidos.
Algunas líneas modernas de producción de cobre libre de oxígeno a gran escala utilizan gas generador como gas protector, mientras que la mayoría de los generadores de gas utilizan gas natural como materia prima.
Un método de fabricación de gas protector comúnmente utilizado en el extranjero es: primero quemar gas natural con un contenido de azufre relativamente bajo y entre 94% y 96% de metano con aire teórico, y utilizar óxido de níquel como medio para eliminar el hidrógeno. El gas resultante está compuesto principalmente de nitrógeno y gas de ácido carbónico. Luego, el gas de ácido carbónico se convierte en monóxido de carbono utilizando carbón caliente para obtener un gas libre de oxígeno que contiene entre un 20% y un 30% de monóxido de carbono y el resto es nitrógeno.
Además del gas generador, también se utilizan gases como nitrógeno, monóxido de carbono o argón como materiales dieléctricos para la protección o el refinado del cobre fundido sin oxígeno.
La fundición al vacío debería ser la mejor opción para fundir cobre libre de oxígeno de alta calidad.
La fusión al vacío no sólo puede reducir en gran medida el contenido de oxígeno, sino también reducir en gran medida el contenido de hidrógeno y otros elementos impuros.
Cuando se funde en un horno de inducción sin núcleo de frecuencia media al vacío, a menudo se utilizan como materias primas crisoles de grafito y cobre catódico de alta pureza o cobre refundido que ha sido refinado dos veces. Empaquetado en el horno junto con el cátodo de cobre, también incluye polvo de grafito en escamas para la desoxidación.
De hecho, la desoxidación se lleva a cabo principalmente a través del carbono del material del crisol de grafito. Se puede calcular la cantidad de carbono consumido. Por ejemplo, 1 kg de cobre consume 100 g de carbono. La experiencia demuestra que cuanto mayor sea el contenido de oxígeno en el líquido de cobre al principio, más rápida será la reacción de desoxidación en las primeras etapas de la fundición.
El cobre libre de oxígeno obtenido mediante fundición al vacío puede tener un contenido de oxígeno inferior al 0.0005 % y un contenido de hidrógeno inferior al 0,0001 % al 0,0003 %. De hecho, sólo cuando el cobre se funde y se cuela bajo un cierto grado de vacío, es posible obtener piezas fundidas completamente libres de oxígeno y otros gases. Por lo tanto, el grado de vacío del horno de vacío utilizado para producir materiales de cobre para tubos electrónicos debe ser superior a 10-6.
