Карактеристике топљења бакра без кисеоника
Строго разликовати, бакар без кисеоника треба поделити на обичан бакар без кисеоника и бакар без кисеоника високе чистоће. Обичан бакар без кисеоника може се топити у индукционој пећи са гвозденим језгром електричне фреквенције, док се бакар без кисеоника високе чистоће треба топити у вакуумској индукционој пећи.
Када се користи полу-континуирано ливење, процес рафинирања растопа у пећи за топљење и пећи за држање може бити независан од временских ограничења. Континуирано ливење је другачије. Квалитет растопљеног бакра не зависи само од квалитета рафинације пећи за топљење и пећи за држање, већ, што је још важније, зависи и од стабилности целог система и процеса.
Да би се спречило контаминирање растопа, топљење бакра без кисеоника углавном не користи никакве адитиве за топљење и рафинацију. Површина растопљеног базена је прекривена угљем и формирана редукциона атмосфера је уобичајена атмосфера топљења.
Индукционе пећи за топљење бакра без кисеоника треба да имају добра заптивна својства.
Топљење бакра без кисеоника треба да користи висококвалитетни катодни бакар као сировину. За топљење бакра без кисеоника високе чистоће, катодни бакар високе чистоће треба користити као сировину. Ако се катодни бакар осуши и загреје пре уласка у пећ, влага или влажан ваздух који се може адсорбовати на његовој површини се могу уклонити.
Приликом топљења бакра без кисеоника, дебљина слоја дрвеног угља који покрива површину растопљеног базена у пећи треба да буде двоструко већа од топљења обичног чистог бакра, а дрвени угаљ треба да се ажурира на време.
Иако облоге од дрвеног угља имају многе предности, као што су очување топлоте, ваздушна изолација и смањење, има и одређене недостатке. На пример, угаљ лако апсорбује влажан ваздух, па чак и директно апсорбује влагу, постајући тако канал кроз који течни бакар може да апсорбује велику количину водоника.
Угаљ или угљен моноксид имају редукцијски ефекат на бакров оксид, али су потпуно немоћни против водоника. Стога, дрвени угаљ треба пажљиво одабрати и калцинисати пре него што се дода у пећ.
Током топљења, преноса, очувања топлоте и целог процеса ливења, потпуна заштита растопа је неопходан услов за производњу бакра без кисеоника. У многим савременим производним линијама за топљење и ливење бакра без кисеоника, потпуно су заштићени не само топљење, већ и сушење и предгревање пуњења, пероница за трансфер, комора за изливање итд.
Неке модерне велике производне линије бакра без кисеоника користе генераторски гас као заштитни гас, док већина гасних генератора користи природни гас као сировину.
Метода производње заштитног гаса која се обично користи у иностранству је: прво сагорети природни гас са релативно ниским садржајем сумпора и 94% до 96% метана са теоретским ваздухом, и користити никл оксид као медијум за уклањање водоника. Добијени гас се углавном састоји од азота и гаса угљене киселине. Затим се гас угљене киселине претвара у угљен моноксид кроз врући угаљ, чиме се добија гас без кисеоника који садржи 20% до 30% угљен моноксида, а остатак је азот.
Поред генераторског гаса, гасови као што су азот, угљен моноксид или аргон се такође користе као диелектрични материјали за заштиту или рафинацију бакра без кисеоника.
Вакуумско топљење би требало да буде најбољи избор за топљење висококвалитетног бакра без кисеоника.
Вакуумско топљење не само да може значајно смањити садржај кисеоника, већ и значајно смањити садржај водоника и неких других елемената нечистоће.
Приликом топљења у вакуумској индукционој пећи без језгра средње фреквенције, графитни лончићи и катодни бакар високе чистоће или претопљени бакар који су два пута рафинисани често се користе као сировине. Упаковано у пећ заједно са бакарном катодом, такође укључује љуспичасти графитни прах за деоксидацију.
У ствари, деоксидација се углавном врши преко угљеника у графитном материјалу лончића. Количина утрошеног угљеника се може израчунати. На пример, 1 кг бакра троши 100 г угљеника. Искуство показује да што је већи садржај кисеоника у бакарној течности на почетку, то се брже одвија реакција деоксидације у раним фазама топљења.
Бакар без кисеоника добијен топљењем у вакууму може имати садржај кисеоника мањи од 0.0005% и садржај водоника мањи од 0,0001% до 0,0003%. У ствари, само када се бакар топи и излива под одређеним степеном вакуума, могуће је добити одлитке који су потпуно без кисеоника и других гасова. Према томе, степен вакуума вакуумске пећи која се користи за производњу бакарних материјала за електронске цеви треба да буде изнад 10-6.
