Značilnosti taljenja bakra brez kisika
Strogo ločite, baker brez kisika je treba razdeliti na navaden baker brez kisika in baker brez kisika visoke čistosti. Navadni baker brez kisika je mogoče taliti v indukcijski peči z železnim jedrom z visoko frekvenco, medtem ko je treba baker brez kisika visoke čistosti taliti v vakuumski indukcijski peči.
Pri uporabi polkontinuiranega litja je lahko postopek rafiniranja taline v talilni in zadrževalni peči neodvisen od časovnih omejitev. Kontinuirano litje je drugačno. Kakovost staljenega bakra ni odvisna samo od kakovosti rafiniranja talilne peči in hranilne peči, ampak kar je še pomembneje, odvisna je tudi od stabilnosti celotnega sistema in procesa.
Da bi preprečili onesnaženje taline, taljenje bakra brez kisika na splošno ne uporablja nobenih dodatkov za taljenje in rafiniranje. Površina bazena staline je prekrita z ogljem, nastala redukcijska atmosfera pa je običajno uporabljena atmosfera taljenja.
Indukcijske peči za taljenje bakra brez kisika morajo imeti dobre tesnilne lastnosti.
Taljenje bakra brez kisika mora kot surovino uporabljati visokokakovosten katodni baker. Za taljenje bakra brez kisika visoke čistosti je treba kot surovino uporabiti katodni baker visoke čistosti. Če katodni baker pred vstopom v peč posušimo in predhodno segrejemo, lahko odstranimo vlago ali vlažen zrak, ki se lahko adsorbira na njegovi površini.
Pri taljenju bakra brez kisika mora biti debelina plasti oglja, ki prekriva površino bazena staljene peči v peči, dvakrat večja od debeline taljenja navadnega čistega bakra, oglje pa je treba pravočasno posodobiti.
Čeprav ima obloga z ogljem številne prednosti, kot so ohranjanje toplote, zračna izolacija in redukcija, ima tudi določene pomanjkljivosti. Na primer, oglje zlahka absorbira vlažen zrak in celo neposredno absorbira vlago ter tako postane kanal, skozi katerega lahko tekoči baker absorbira veliko količino vodika.
Oglje ali ogljikov monoksid imata redukcijski učinek na bakrov oksid, vendar sta popolnoma neučinkovita proti vodiku. Zato je treba oglje pred dodajanjem v kurišče skrbno izbrati in kalcinirati.
Med taljenjem, prenosom, ohranjanjem toplote in celotnim postopkom litja je popolna zaščita taline nujen pogoj za proizvodnjo bakra brez kisika. V številnih sodobnih proizvodnih linijah za taljenje in ulivanje bakra brez kisika so popolnoma zaščiteni ne samo taljenje, ampak tudi sušenje in predgretje polnila, pralnik za prenos, komora za vlivanje itd.
Nekatere sodobne velike proizvodne linije za baker brez kisika uporabljajo generatorski plin kot zaščitni plin, medtem ko večina plinskih generatorjev uporablja zemeljski plin kot surovino.
Metoda izdelave zaščitnega plina, ki se običajno uporablja v tujini, je: najprej zažgemo zemeljski plin z relativno nizko vsebnostjo žvepla in 94 % do 96 % metana s teoretično vrednostjo zraka in uporabimo nikljev oksid kot medij za odstranitev vodika. Nastali plin je v glavnem sestavljen iz dušika in ogljikovega kislinskega plina. Nato se plin ogljikova kislina spremeni v ogljikov monoksid z uporabo vročega oglja, da dobimo plin brez kisika, ki vsebuje 20 % do 30 % ogljikovega monoksida, preostanek pa je dušik.
Poleg generatorskega plina se kot dielektrični materiali za zaščito ali rafinacijo bakra brez kisika uporabljajo tudi plini, kot so dušik, ogljikov monoksid ali argon.
Vakuumsko taljenje bi moralo biti najboljša izbira za taljenje visokokakovostnega bakra brez kisika.
Vakuumsko taljenje lahko ne le močno zmanjša vsebnost kisika, ampak tudi močno zmanjša vsebnost vodika in nekaterih drugih nečistoč.
Pri taljenju v vakuumski srednjefrekvenčni indukcijski peči brez jedra se kot surovine pogosto uporabljajo grafitni lončki in katodni baker visoke čistosti ali pretopljeni baker, ki je bil dvakrat rafiniran. Zapakiran v peč skupaj z bakreno katodo vključuje tudi kosmičast grafitni prah za deoksidacijo.
Pravzaprav se deoksidacija v glavnem izvaja preko ogljika v materialu grafitnega lončka. Količino porabljenega ogljika je mogoče izračunati. Na primer, 1 kg bakra porabi 100 g ogljika. Izkušnje kažejo, da večja kot je vsebnost kisika v bakreni tekočini na začetku, hitreje poteka reakcija deoksidacije v zgodnjih fazah taljenja.
Baker brez kisika, pridobljen z vakuumskim taljenjem, ima lahko vsebnost kisika nižjo od 0.0005 % in vsebnost vodika nižjo od 0,0001 % do 0,0003 %. Pravzaprav je mogoče dobiti ulitke, ki so popolnoma brez kisika in drugih plinov, šele ko se baker tali in uliva pod določeno stopnjo vakuuma. Zato mora biti stopnja vakuuma v vakuumski peči, ki se uporablja za proizvodnjo bakrenih materialov za elektronske cevi, nad 10-6.
