Característiques de fusió del coure lliure d'oxigen
Estrictament distingir, el coure lliure d'oxigen s'ha de dividir en coure sense oxigen ordinari i coure sense oxigen d'alta puresa. El coure normal sense oxigen es pot fondre en un forn d'inducció de nucli de ferro de freqüència elèctrica, mentre que el coure sense oxigen d'alta puresa s'ha de fondre en un forn d'inducció al buit.
Quan s'utilitza la fosa semicontinua, el procés de refinament de la fosa al forn de fusió i al forn de retenció pot ser independent de les limitacions de temps. La fosa contínua és diferent. La qualitat del coure fos no només depèn de la qualitat de refinat del forn de fosa i del forn de retenció, sinó que, el que és més important, també depèn de l'estabilitat de tot el sistema i procés.
Per evitar que la fosa es contamini, la fosa de coure sense oxigen generalment no utilitza cap additiu per a la fosa i el refinat. La superfície de la piscina fosa està coberta de carbó vegetal i l'atmosfera reductora formada és una atmosfera de fosa d'ús habitual.
Els forns d'inducció per a la fosa de coure sense oxigen han de tenir bones propietats de segellat.
La fusió de coure sense oxigen hauria d'utilitzar coure catòdic d'alta qualitat com a matèria primera. Per fondre coure sense oxigen d'alta puresa, s'ha d'utilitzar coure càtode d'alta puresa com a matèria primera. Si el coure del càtode s'asseca i s'escalfa abans d'entrar al forn, es pot eliminar la humitat o l'aire humit que es pugui adsorbir a la seva superfície.
Quan es fonen coure lliure d'oxigen, el gruix de la capa de carbó vegetal que cobreix la superfície de la piscina fosa al forn hauria de ser el doble que la de la fusió de coure pur ordinari i el carbó vegetal s'ha d'actualitzar a temps.
Tot i que la coberta de carbó té molts avantatges, com ara la conservació de la calor, l'aïllament i la reducció de l'aire, també té certs desavantatges. Per exemple, el carbó absorbeix fàcilment l'aire humit i fins i tot absorbeix directament la humitat, convertint-se així en un canal pel qual el coure líquid pot absorbir una gran quantitat d'hidrogen.
El carbó vegetal o el monòxid de carboni tenen un efecte reductor sobre l'òxid cuprós, però són completament ineficaços contra l'hidrogen. Per tant, el carbó vegetal s'ha de seleccionar i calcinar amb cura abans d'afegir-lo al forn.
Durant la fosa, transferència, conservació de la calor i tot el procés de fosa, la protecció completa de la fosa és una condició necessària per a la producció de coure lliure d'oxigen. En moltes línies de producció modernes de fosa i fosa de coure sense oxigen, no només la fosa, sinó també l'assecat i preescalfament de la càrrega, el rentat de transferència, la cambra d'abocament, etc. estan totalment protegits.
Algunes línies modernes de producció de coure sense oxigen a gran escala utilitzen gas generador com a gas protector, mentre que la majoria de generadors de gas utilitzen gas natural com a matèria primera.
Un mètode de fabricació de gas protector que s'utilitza habitualment a l'estranger és: primer cremar gas natural amb un contingut relativament baix de sofre i un 94% a un 96% de metà amb aire teòric, i utilitzar òxid de níquel com a mitjà per eliminar l'hidrogen. El gas resultant es compon principalment de compost de nitrogen i gas àcid carbònic. A continuació, el gas d'àcid carbònic es converteix en monòxid de carboni mitjançant l'ús de carbó calent per obtenir un gas lliure d'oxigen que conté del 20% al 30% de monòxid de carboni i la resta és nitrogen.
A més del gas del generador, gasos com el nitrogen, el monòxid de carboni o l'argó també s'utilitzen com a materials dielèctrics per a la protecció o el refinament de la fusió de coure sense oxigen.
La fosa al buit hauria de ser la millor opció per fondre coure sense oxigen d'alta qualitat.
La fusió al buit no només pot reduir molt el contingut d'oxigen, sinó que també pot reduir molt el contingut d'hidrogen i alguns altres elements d'impuresa.
Quan es fonen en un forn d'inducció sense nucli de freqüència mitjana al buit, sovint s'utilitzen com a matèries primeres gresols de grafit i coure catòdic d'alta puresa o coure refós que s'han refinat dues vegades. Envasat al forn juntament amb el càtode de coure, també inclou pols de grafit en escates per a la desoxidació.
De fet, la desoxidació es realitza principalment a través del carboni del material del gresol de grafit. Es pot calcular la quantitat de carboni consumida. Per exemple, 1 kg de coure consumeix 100 g de carboni. L'experiència demostra que com més gran sigui el contingut d'oxigen del líquid de coure al principi, més ràpid es produeix la reacció de desoxidació en les primeres etapes de la fosa.
El coure lliure d'oxigen obtingut mitjançant la fosa al buit pot tenir un contingut d'oxigen inferior al 0.0005% i un contingut d'hidrogen inferior al 0,0001% al 0,0003%. De fet, només quan el coure es fon i es col·loca sota un cert grau de buit, és possible obtenir peces de fosa totalment lliures d'oxigen i altres gasos. Per tant, el grau de buit del forn de buit utilitzat per produir materials de coure per a tubs electrònics hauria de ser superior a 10-6.
