Дискусија о проблему апсорпције гаса бакра, укључујући растварање гаса, топљење бакра, утицај гаса на инготе итд.
1. Растварање гаса
Гасови који се могу растворити у бакру су углавном водоник и кисеоник. Двоатомски молекуларни гасови се не могу директно растворити у топљењу метала. Процес растварања гаса је: атоми адсорбовани на површини метала - атоми дисоцирани у елементарни гас - дифундују у металну решетку и формирају чврсте растворе и једињења. Водоник и кисеоник су штетни елементи у бакру. Они не само да могу да смање перформансе бакра, већ могу довести и до појаве „болести водоника“. Инготи бакра садрже одређену количину кисеоника, али ако се раствори вишак кисеоника или водоника, то ће бити главни узрок несрећа у квалитету ингота. Због тога се приликом топљења бакра морају предузети мере да се блокира извор гаса и избегне или минимизира контакт ваздуха, влаге, уља и разних загађивача са талином. Процес растварања гаса је да елиминише стање "адсорпције", чиме се процес растварања не може успоставити.
Под одређеним условима адсорпције, степен растворљивости гаса у металу углавном зависи од:
(1) Сила везивања између гаса и метала.
Атом водоника елементарног гаса има најмањи радијус и изузетно је реактиван елемент. Може се растворити у скоро свим металним течностима и чврстим материјама. У многим металима, водоник чини 60% до 90% укупног садржаја гаса, па се апсорпција метала често назива „апсорпција водоника“. Кисеоник такође има јак афинитет са бакром у течности, а постоји и апсорпција кисеоника или оксидација, па се Цу2О формира и раствара у бакарној течности.
(2) Температура и време
Што је већа температура метала и што је дуже време контакта између гаса и метала, то ће се више гаса растворити. Само ако наставимо да повећавамо температуру и сам растопљени метал има веома висок притисак паре, растворљивост ће се постепено смањивати.
(3) Брзина дифузије гаса у течном бакру
Индукциона пећ са фреквенцијом снаге значајно повећава брзину дифузије због ефекта аутоматског мешања електромагнетне силе.
(4) Однос између водоника и кисеоника у растопљеном бакру
Однос између садржаја водоника и кисеоника у течном бакру обрнуто је пропорционалан мањем кисеонику и више водоника, више кисеоника и мање водоника. Ово може објаснити зашто је ТП2, који је потпуно деоксигенисан, осетљивији на оштећење водоника од Т2.
2. Топљење бакра
Топљење у електричној пећи бакра користи електролитички бакар као сировину. Сам материјал електролитичког бакра садржи гас, а његово површинско стање има важан утицај на усисавање растопљеног базена.
Угаљ се често користи као покривач и деоксидатор приликом топљења бакра. Његова деоксидација се врши само на површини која је у контакту са течним металом, па се назива површински деоксидатор. За деоксидисани бакар (као што су ТП1, ТП2), док се за деоксидацију користи дрвени угаљ, фосфорни бакар се такође користи за коначну деоксидацију пре него што изађе из пећи. Фосфорни бакар може да потоне у растопљени базен и да се раствори у целом растопљеном базену, и ступа у интеракцију са оксидацијом у растопљеном металу. Интеракција материјала, ефекат деоксидације је значајан.
У горње две реакције редукције деоксидације настају гасови, односно ЦО, ЦО2 и П2О5. Ови гасовити производи могу донети водоник са собом да побегне са површине течности на путу према горе из растопа. Али у поређењу са деоксигенацијом, ова дехидрогенација је секундарна или ограничена.
Међутим, дрвени угаљ заправо садржи гас и влагу, посебно угаљ који није добро калцинисан. Због тога је тешко избећи оксидацију и апсорпцију водоника под условима покривања угљем. Током топљења, оксидације и дехидрогенације, процеси апсорпције и деоксидације водоника често коегзистирају. Питање је која је доминантнија, корисна или штетна страна. Ово захтева контролу услова процеса да би се фаворизовали предности и избегли недостаци.
3. Утицај гаса на ливење ингота
У рутинској производњи, мехурићи на бакарним материјалима могу бити узроковани екструзијом или ливењем ингота и представљају случајне дефекте техничког отпада. Одговорност за квалитет за дуготрајан и ненормално велики број мехурића лежи у претходном процесу - ливењу, које је узроковано порама у инготу бакра.
Поре у инготу бакра су испуњене гасом. Мање поре се могу стиснути заједно након обраде, али могу бити изложене као површински дефекти – љуштење током наредних корака обраде. Када у бакарном инготу има много пора, истовремено ће бити и веће поре. У овом тренутку ће се појавити пликови у средњем и задњем делу празне екструдиране цеви. Мехурићи се углавном континуирано дистрибуирају дуж правца екструзије и постају озбиљнији према задњем крају (преостали крај екструзије). , а дистрибуција мехурића у ободном правцу је неправилна. Они са јаким пликовима не могу се поправити и могу се само раскинути, док ће они са блажим пликовима бити поправљени и потом ушли у процес истезања. Међутим, љуштење и инклузије су изложени током истезања, што има већи утицај на принос. Приликом екструдирања мањих отвора цеви са воденим заптивачем, због високог интензитета хлађења и малог мехурића (гас нема времена да се скупи и прошири), многи дефекти као што су љуштење и инклузије су изложени током накнадног процеса производње хладног ваљања-вучења, и цев се завршава. Дошло је до делимичног раздвајања. Након жарења, извучена цев ће показати велику количину пликова налик осипу. Разлика у односу на мјехуриће екструдиране гредице је у томе што су мехурићи углавном дисконтинуирани и мањи. Велики мехурићи су као зрна пиринча, а мали као врхови игле. Није их лако открити голим оком и потребно је да их откријете тако што ћете их осетити.
Формирање мехурића је резултат реагрегације и експанзије гаса под утицајем температуре и времена након компресије пора.
Готова цев (без пликова) има слабу отпорност на притисак, својства експанзије и спљоштења, што одражава губитак пластичности материјала.
Други разлог за стварање мехурића на бакарним цевима је тај што је ингот презасићени чврсти раствор бакра, који искривљује кристалну решетку, изазивајући стрес трећег типа и смањујући пластичност. Током екструзије или жарења, услед температурних промена, водоник се таложи са интерфејса као што су границе зрна или инклузије које се протежу дуж правца екструзије и формирају мехуриће.
Усисавање бакра изазива стварање мехурића екструзионе гредице. Карактеристика мехурића у жареним цевима је да у основи свака цев има мехуриће, што доводи до оштрог пада приноса и отпада у серијама. Ово се веома разликује од других узрока настанка пликова.
Предлози о мерама за спречавање аспирације
Прекомерни садржај гаса у инготима бакра узрокован је комбинацијом фактора као што су производне операције које не испуњавају захтеве процеса топљења и ливења бакра, као и лоших сировина, средстава за покривање и заштитних гасова. Све неповољне факторе треба елиминисати што је више могуће како би се осигурало да се производња заснива на безбедности и квалитету. Процес усавршавања и побољшања показује да растопљени базен (примарни усис) има највећи утицај на усисавање. Након што је ова карика у основи решена, бубрење бакарне цеви се значајно смањује (мехурићи су све мањи). Тек када се проблеми са усисом секундарног ваздуха, основом вретена и заптивком реше истовремено, може се потпуно елиминисати бубрење бакарне цеви.
Кључ за спречавање аспирације је блокирање "извора ваздуха". Главне мере су:
(1) Електролитички бакар мора бити у складу са стандардима; рециклирани материјали из цеви са мехурићем се не користе за производњу црвеног бакра.
(2) Материјали за пуњење (материјали треба да буду „без уља, воде и немешани“) морају се пунити више пута и потпуно напунити да би се потпуно елиминисала водена пара адсорбована пуњењем. Концентришите се на пуњење пећи 2 до 3 пута и немојте стављати превише пута.
(3) Угаљ мора бити сув (пожељан је калцинисани угаљ). ***Дувени угаљ се мора додати одмах након пуњења, са дебљином покривача од 100мм~150мм како би се испунили захтеви за спречавање удисања ваздуха, деоксидације и очувања топлоте.
(4) Врата пећи морају бити затворена на време након што се пуњење истопи.
(5) Калцијум хлорид (средство за дехидратацију) се уграђује у сушач система за производњу гаса и замењује на време да апсорбује влагу у гасу. Хауба за гас треба да буде правилно покривена, а гас треба укључити 5 до 10 минута пре пражњења да би се у потпуности уклонио оригинални ваздух из хаубе.
(6) База вретена треба да се осуши и претходно загреје гасом, и
Бакарне блокове треба користити као подлогу, а пиљевину не треба користити као подлогу.
