Oksijensiz bakırın eritme özellikleri
Kesinlikle ayırt edin, oksijensiz bakır, sıradan oksijensiz bakır ve yüksek saflıkta oksijensiz bakır olarak bölünmelidir. Sıradan oksijensiz bakır, güç frekanslı demir çekirdekli indüksiyon ocağında eritilebilirken, yüksek saflıkta oksijensiz bakır, vakumlu indüksiyon ocağında eritilmelidir.
Yarı sürekli döküm kullanıldığında, eritme fırını ve bekletme fırınındaki eriyiğin rafinasyon prosesi, zaman kısıtlamalarından bağımsız olabilir. Sürekli döküm farklıdır. Erimiş bakırın kalitesi yalnızca izabe fırını ve bekletme fırınının rafinasyon kalitesine değil, daha da önemlisi tüm sistemin ve prosesin stabilitesine de bağlıdır.
Eriyiğin kirlenmesini önlemek için, oksijensiz bakır eritme işleminde genellikle eritme ve rafinasyon için herhangi bir katkı maddesi kullanılmaz. Erimiş havuzun yüzeyi kömürle kaplıdır ve oluşan indirgeyici atmosfer yaygın olarak kullanılan bir eritme atmosferidir.
Oksijensiz bakırın eritilmesine yönelik indüksiyon fırınları iyi sızdırmazlık özelliklerine sahip olmalıdır.
Oksijensiz bakırın eritilmesinde hammadde olarak yüksek kaliteli katot bakır kullanılmalıdır. Yüksek saflıkta oksijensiz bakırın eritilmesi için yüksek saflıkta katot bakırın hammadde olarak kullanılması gerekir. Katot bakırı fırına girmeden önce kurutulur ve ısıtılırsa yüzeyinde adsorbe edilebilecek nem veya nemli hava giderilebilir.
Oksijensiz bakırın eritilmesi sırasında, fırında erimiş havuzun yüzeyini kaplayan kömür tabakasının kalınlığı, sıradan saf bakırın eritilmesinin iki katı olmalı ve kömürün zamanla güncellenmesi gerekir.
Kömür kaplamanın ısıyı koruma, hava izolasyonu ve azaltımı gibi birçok avantajı olmasına rağmen bazı dezavantajları da vardır. Örneğin kömür, nemli havayı kolayca emer ve hatta nemi doğrudan emer, böylece sıvı bakırın büyük miktarda hidrojeni emebileceği bir kanal haline gelir.
Kömür veya karbon monoksitin bakır oksit üzerinde azaltıcı etkisi vardır, ancak hidrojene karşı tamamen etkisizdir. Bu nedenle kömürün fırına eklenmeden önce özenle seçilmesi ve kalsine edilmesi gerekmektedir.
Eritme, aktarma, ısı koruma ve tüm döküm prosesi sırasında eriyiğin tamamen korunması, oksijensiz bakır üretimi için gerekli bir koşuldur. Birçok modern oksijensiz bakır ergitme ve döküm üretim hattında, yalnızca ergitme değil, aynı zamanda şarjın kurutulması ve ön ısıtılması, transfer oluğu, dökme odası vb. de tamamen korunur.
Bazı modern büyük ölçekli oksijensiz bakır üretim hatları koruyucu gaz olarak jeneratör gazını kullanırken çoğu gaz jeneratörü hammadde olarak doğal gazı kullanır.
Yurt dışında yaygın olarak kullanılan koruyucu gaz üretme yöntemi şu şekildedir: öncelikle nispeten düşük kükürt içeriğine sahip doğal gazı ve %94 ila %96 metanı teorik havayla yakmak ve hidrojeni uzaklaştırmak için ortam olarak nikel oksit kullanmak. Ortaya çıkan gaz esas olarak nitrojen ve karbonik asit gazından oluşur. Daha sonra karbonik asit gazı sıcak kömür kullanılarak karbon monoksite dönüştürülerek %20 ila %30 karbon monoksit ve geri kalanı nitrojen içeren oksijensiz bir gaz elde edilir.
Jeneratör gazının yanı sıra nitrojen, karbon monoksit veya argon gibi gazlar da oksijensiz bakır eriyiğinin korunması veya rafine edilmesi için dielektrik malzeme olarak kullanılır.
Yüksek kaliteli oksijensiz bakırın eritilmesi için vakumlu eritme en iyi seçim olmalıdır.
Vakumla eritme, yalnızca oksijen içeriğini büyük ölçüde azaltmakla kalmaz, aynı zamanda hidrojen ve diğer bazı safsızlık elementlerinin içeriğini de büyük ölçüde azaltır.
Vakumlu orta frekanslı çekirdeksiz indüksiyon ocağında eritirken, grafit potalar ve yüksek saflıkta katot bakır veya iki kez rafine edilmiş yeniden eritilmiş bakır genellikle hammadde olarak kullanılır. Bakır katotla birlikte fırına paketlenen bu ürün aynı zamanda deoksidasyon için pul grafit tozu da içerir.
Aslında deoksidasyon esas olarak grafit pota malzemesindeki karbon aracılığıyla gerçekleştirilir. Tüketilen karbon miktarı hesaplanabilir. Örneğin 1 kg bakır 100 g karbon tüketir. Deneyimler, başlangıçta bakır sıvısındaki oksijen içeriği ne kadar yüksek olursa, eritmenin ilk aşamalarında deoksidasyon reaksiyonunun o kadar hızlı ilerlediğini göstermektedir.
Vakumlu eritme yoluyla elde edilen oksijensiz bakır, 0.00%05'ten daha düşük bir oksijen içeriğine ve %0,0001 ila %0,0003'ten daha düşük bir hidrojen içeriğine sahip olabilir. Aslında bakırın belirli bir derecede vakum altında eritilip dökülmesiyle oksijen ve diğer gazlardan tamamen arınmış dökümler elde etmek mümkündür. Bu nedenle elektronik tüpler için bakır malzeme üretmek amacıyla kullanılan vakum fırınının vakum derecesinin 10-6'nin üzerinde olması gerekir.
