Bakırın emme problemi üzerine tartışma
1. Gazın çözünmesi
Bakırda çözünebilen gazlar esas olarak hidrojen ve oksijendir. Diatomik moleküler gazlar metal eriyiklerinde doğrudan çözülemez. Gazın çözünme süreci şu şekildedir: metal yüzeye adsorbe edilen atomlar - elementel gaza ayrışan atomlar - katı çözeltiler ve bileşikler oluşturmak üzere metal kafes içine yayılır. Hidrojen ve oksijen bakırın içindeki zararlı elementlerdir. Bunlar sadece bakırın performansını düşürmekle kalmaz, aynı zamanda "hidrojen hastalığının" ortaya çıkmasına da yol açabilir. Bakır külçeler belirli miktarda oksijen içerir ancak aşırı oksijen veya hidrojenin çözülmesi külçe kalitesindeki kazaların ana nedeni olacaktır. Bu nedenle bakırın eritilmesi sırasında gaz kaynağının engellenmesi ve hava, nem, yağ ve çeşitli kirleticilerin eriyik ile temasının önlenmesi veya en aza indirilmesi için önlemler alınmalıdır. Gazın çözünme işlemi, "adsorpsiyon" koşulunu ortadan kaldırarak çözünme işleminin kurulmasını imkansız hale getirir.
Belirli adsorpsiyon koşulları altında, gazın metal içindeki çözünürlük derecesi esas olarak aşağıdakilere bağlıdır:
(1) Gaz ve metal arasındaki bağlanma kuvveti.
Elementel gazın hidrojen atomu en küçük yarıçapa sahiptir ve son derece reaktif bir elementtir. Hemen hemen tüm metalik sıvı ve katılarda çözünebilir. Birçok metalde hidrojen, toplam gaz içeriğinin %60 ila %90'ını oluşturur, bu nedenle metal absorpsiyonuna genellikle "hidrojen absorpsiyonu" adı verilir. Oksijen ayrıca sıvıdaki bakır ile güçlü bir afiniteye sahiptir ve oksijen emilimi veya oksidasyonu vardır, dolayısıyla bakır sıvısında Cu2O oluşur ve çözülür.
(2)Sıcaklık ve zaman
Metalin sıcaklığı ne kadar yüksek olursa ve gaz ile metal arasındaki temas süresi ne kadar uzun olursa, o kadar fazla gaz çözülür. Ancak sıcaklığın arttırılmasına devam edilmesi ve erimiş metalin kendisinin çok yüksek bir buhar basıncına sahip olması durumunda çözünürlük yavaş yavaş azalacaktır.
(3) Sıvı bakırdaki gazın yayılma hızı
Güç frekanslı indüksiyon ocağı, elektromanyetik kuvvetin otomatik karıştırma etkisi nedeniyle difüzyon hızını büyük ölçüde artırır.
(4) Erimiş bakırda hidrojen ve oksijen arasındaki ilişki
Sıvı bakırdaki hidrojen ve oksijen içeriği arasındaki ilişki, daha az oksijen ve daha fazla hidrojen, daha fazla oksijen ve daha az hidrojen ile ters orantılıdır. Bu, tamamen oksijeni giderilmiş olan TP2'nin neden hidrojen hasarına karşı T2'den daha duyarlı olduğunu açıklayabilir.
2. Bakır eritme
Bakır elektrikli fırın eritme işleminde hammadde olarak elektrolitik bakır kullanılır. Elektrolitik bakır malzemenin kendisi gaz içerir ve yüzey durumu, erimiş havuzun emişi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.
Kömür genellikle bakırın eritilmesinde kaplama ve deoksidasyon maddesi olarak kullanılır. Deoksidasyonu yalnızca sıvı metalle temas halinde olan yüzeyde gerçekleştirilir, bu nedenle buna yüzey deoksidatörü denir. Deoksidize edilmiş bakır için (TP1, TP2 gibi), deoksidasyon için odun kömürü kullanılırken, fırından çıkmadan önce son deoksidasyon için fosfor bakır da kullanılır. Fosforlu bakır erimiş havuza batabilir ve erimiş havuzun tamamında çözünebilir ve erimiş metaldeki oksidasyonla etkileşime girebilir. Malzeme etkileşimi, deoksidasyon etkisi önemlidir.
Yukarıdaki iki deoksidasyon indirgeme reaksiyonunda CO, CO2 ve P2O5 gibi gazlar üretilir. Bu gaz ürünleri, eriyik yükseldiğinde sıvı yüzeyinden kaçmak için yanlarında hidrojen getirebilir. Ancak deoksijenasyonla karşılaştırıldığında bu dehidrojenasyon ikincil veya sınırlıdır.
Bununla birlikte, kömür aslında gaz ve nem içerir, özellikle de iyi kalsine edilmemiş kömür. Bu nedenle kömür kaplama koşulları altında oksidasyonu ve hidrojen emilimini önlemek zordur. Eritme, oksidasyon ve dehidrojenasyon sırasında, hidrojen emilimi ve deoksidasyon süreçleri sıklıkla bir arada bulunur. Sorun hangisinin daha baskın olduğu, faydalı tarafının mı yoksa zararlı tarafının mı olduğudur. Bu, avantajları desteklemek ve dezavantajları önlemek için proses koşullarının kontrol edilmesini gerektirir.
3. Gazın külçe dökümüne etkisi
Rutin üretimde, bakır malzemeler üzerindeki kabarcıklar ekstrüzyon veya külçe dökümünden kaynaklanabilir ve teknik atıklardan kaynaklanan kazara oluşan kusurlardır. Uzun vadeli ve anormal derecede fazla sayıda kabarcığın kalite sorumluluğu, bakır külçedeki gözeneklerin neden olduğu önceki döküm işleminde yatmaktadır.
Bakır külçedeki gözenekler gazla doludur. Daha küçük gözenekler işlemden sonra birbirine bastırılabilir, ancak sonraki işlem adımları sırasında yüzey kusurları (soyulma) olarak ortaya çıkabilir. Bakır külçede çok sayıda gözenek olduğunda aynı zamanda daha büyük gözenekler de olacaktır. Bu sırada, ekstrüzyonla çekilmiş tüpün orta ve arka kısımlarında kabarcıklanma meydana gelecektir. Kabarma çoğunlukla ekstrüzyon yönü boyunca sürekli olarak dağıtılır ve arka uca doğru (ekstrüzyonun geri kalan ucu) daha ciddi hale gelir. ve çevresel yönde kabarcıklanma dağılımı düzensizdir. Şiddetli kabarcıklanma olanlar onarılamaz ve sadece hurdaya çıkarılabilir, daha hafif kabarcıklar ise onarılıp ardından germe işlemine girilir. Ancak germe sırasında soyulmalar ve kalıntılar ortaya çıkar ve bu da verim üzerinde daha büyük bir etkiye sahiptir. Su sızdırmazlığı ile daha küçük tüp boşlukları ekstrüde edilirken, yüksek soğutma yoğunluğu ve küçük kabarcıklanma nedeniyle (gazın toplanması ve genleşmesi için zaman yoktur), sonraki soğuk haddeleme-çekme üretim işlemi sırasında soyulma ve kalıntılar gibi birçok kusur açığa çıkar ve tüp biter. Kısmi bölünme meydana geldi. Tavlamadan sonra çekilen boruda büyük miktarda kızarıklık benzeri kabarcıklanma görülecektir. Ekstrüde kütüğün kabarmasından farkı, kabarcıkların çoğunlukla süreksiz ve daha küçük olmasıdır. Büyük kabarcıklar pirinç taneleri gibidir, küçük olanlar ise iğne uçları gibidir. Çıplak gözle tespit edilmeleri kolay değildir. Olması gerekiyor Hissederek tespit edebilirsiniz.
Kabarcıkların oluşumu, gözenek sıkışmasından sonra sıcaklığın ve zamanın etkisi altında gazın yeniden toplanması ve genleşmesinin sonucudur.
Bitmiş boru (kabarcıksız), malzemenin plastiklik kaybını yansıtan zayıf basınç direncine, genleşme ve düzleşme özelliklerine sahiptir.
Bakır boruların kabarmasının bir başka nedeni de külçenin, kristal kafesi bozan, üçüncü tip gerilime neden olan ve plastisiteyi azaltan aşırı doymuş bir bakır katı çözeltisi olmasıdır. Ekstrüzyon veya tavlama sırasında sıcaklık değişimlerinden dolayı hidrojen, kabarcıklar oluşturmak üzere ekstrüzyon yönü boyunca uzanan tane sınırları veya kalıntılar gibi arayüzlerden çöker.
Bakırın emilmesi, ekstrüzyon kütüğünün kabarcıklanmasına neden olur. Tavlanmış borulardaki kabarcıkların özelliği, temelde her borunun kabarcıklara sahip olmasıdır, bu da verimde keskin bir düşüşe ve partiler halinde hurdaya çıkmasına neden olur. Bu diğer kabarma nedenlerinden çok farklıdır.
Aspirasyonu önlemeye yönelik önlemlere ilişkin öneriler
Bakır külçelerindeki aşırı gaz içeriği, bakır eritme ve döküm prosesinin gerekliliklerini karşılamayan üretim operasyonlarının yanı sıra zayıf hammadde, kaplama maddeleri ve koruyucu gazlar gibi faktörlerin birleşiminden kaynaklanmaktadır. Üretimin güvenlik ve kaliteye dayalı olması için tüm olumsuz faktörlerin mümkün olduğunca ortadan kaldırılması gerekir. Mükemmelleştirme ve iyileştirme süreci, eriyik havuzunun (birincil emme) emiş üzerinde en büyük etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Bu bağlantı temel olarak çözüldükten sonra, bakır borunun kabarcıklanması önemli ölçüde azalır (kabarcıklar daha az ve daha küçüktür). Ancak ikincil hava emişi, mil tabanı ve conta sorunları aynı anda çözüldüğünde bakır borudaki kabarcıklanma tamamen ortadan kaldırılabilir.
Aspirasyonu önlemenin anahtarı "hava kaynağını" engellemektir. Ana önlemler şunlardır:
(1) Elektrolitik bakır standartlara uygun olmalıdır; Kabarcıklı tüplerden elde edilen geri dönüştürülmüş malzemeler kırmızı bakır üretmek için kullanılmaz.
(2) Yükleme malzemeleri (malzemeler "yağsız, susuz ve karıştırılmamış" olmalıdır) birden çok kez yüklenmeli ve şarj tarafından emilen su buharını tamamen ortadan kaldırmak için tamamen doldurulmalıdır. Bir fırını 2 ila 3 kez doldurmaya odaklanın ve çok fazla doldurmayın.
(3) Kömür kuru olmalıdır (kalsine edilmiş kömür tercih edilir). *** Hava solumayı önleme, deoksidasyon ve ısı koruma gerekliliklerini karşılamak için kömür yüklemeden hemen sonra 100 mm ~ 150 mm kaplama kalınlığıyla eklenmelidir.
(4) Şarj eridikten sonra fırın kapısı zamanında kapatılmalıdır.
(5) Gaz üretim sisteminin kurutucusuna kalsiyum klorür (dehidrasyon maddesi) yerleştirilir ve gazdaki nemi emmek için zamanla değiştirilir. Gaz davlumbazı düzgün bir şekilde kapatılmalı ve davlumbazdaki orijinal havanın tamamen çıkması için gaz tahliyeden 5 ila 10 dakika önce açılmalıdır.
(6) Mil tabanı kurutulmalı ve gazla önceden ısıtılmalıdır. Kuru kullanın
Taban olarak bakır bloklar kullanılmalı, taban olarak talaş kullanılmamalıdır.
