Đặc tính nấu chảy của đồng không có oxy
Phân biệt nghiêm ngặt, đồng không có oxy nên được chia thành đồng không có oxy thông thường và đồng không có oxy có độ tinh khiết cao. Đồng không có oxy thông thường có thể được nấu chảy trong lò cảm ứng lõi sắt tần số điện, trong khi đồng không có oxy có độ tinh khiết cao nên được nấu chảy trong lò cảm ứng chân không.
Khi sử dụng phương pháp đúc bán liên tục, quá trình tinh luyện chất nóng chảy trong lò nấu chảy và lò giữ có thể không phụ thuộc vào hạn chế về thời gian. Đúc liên tục là khác nhau. Chất lượng đồng nóng chảy không chỉ phụ thuộc vào chất lượng luyện của lò luyện và lò giữ mà quan trọng hơn là nó còn phụ thuộc vào độ ổn định của toàn bộ hệ thống và quy trình.
Để ngăn chặn sự tan chảy bị ô nhiễm, quá trình nấu chảy đồng không có oxy thường không sử dụng bất kỳ chất phụ gia nào để nấu chảy và tinh chế. Bề mặt của bể nóng chảy được bao phủ bởi than củi và bầu không khí khử được hình thành là bầu không khí nấu chảy thường được sử dụng.
Lò nung cảm ứng để nấu chảy đồng không có oxy phải có đặc tính bịt kín tốt.
Luyện đồng không có oxy nên sử dụng đồng catốt chất lượng cao làm nguyên liệu. Để nấu chảy đồng không có oxy có độ tinh khiết cao, nên sử dụng đồng cathode có độ tinh khiết cao làm nguyên liệu thô. Nếu đồng cathode được sấy khô và nung nóng trước khi đưa vào lò nung, độ ẩm hoặc không khí ẩm có thể bị hấp phụ trên bề mặt của nó có thể được loại bỏ.
Khi nấu chảy đồng không có oxy, độ dày của lớp than bao phủ bề mặt bể nóng chảy trong lò phải gấp đôi so với nấu chảy đồng nguyên chất thông thường và than cần được cập nhật kịp thời.
Mặc dù phủ than có nhiều ưu điểm như giữ nhiệt, cách ly và khử không khí nhưng nó cũng có những nhược điểm nhất định. Ví dụ, than củi dễ dàng hấp thụ không khí ẩm và thậm chí hấp thụ trực tiếp độ ẩm, do đó trở thành kênh mà qua đó đồng lỏng có thể hấp thụ một lượng lớn hydro.
Than củi hoặc carbon monoxide có tác dụng khử oxit đồng, nhưng hoàn toàn không có tác dụng đối với hydro. Vì vậy, than củi cần được lựa chọn và nung cẩn thận trước khi cho vào lò.
Trong quá trình nấu chảy, chuyển giao, bảo quản nhiệt và toàn bộ quá trình đúc, việc bảo vệ hoàn toàn sự nóng chảy là điều kiện cần thiết để sản xuất đồng không có oxy. Trong nhiều dây chuyền sản xuất và luyện đồng không có oxy hiện đại, không chỉ quá trình nấu chảy mà cả quá trình sấy khô và gia nhiệt trước của chất nạp, máy rửa chuyển, buồng rót, v.v. đều được bảo vệ hoàn toàn.
Một số dây chuyền sản xuất đồng không có oxy quy mô lớn hiện đại sử dụng khí máy phát điện làm khí bảo vệ, trong khi hầu hết các máy tạo khí sử dụng khí tự nhiên làm nguyên liệu thô.
Một phương pháp sản xuất khí bảo vệ thường được sử dụng ở nước ngoài là: đầu tiên đốt khí tự nhiên có hàm lượng lưu huỳnh tương đối thấp và 94% đến 96% metan bằng không khí lý thuyết, sau đó sử dụng oxit niken làm môi trường để loại bỏ hydro. Khí thu được chủ yếu bao gồm khí nitơ và axit cacbonic. Sau đó, khí axit carbonic được chuyển thành carbon monoxide bằng cách sử dụng than nóng để thu được khí không chứa oxy chứa 20% đến 30% carbon monoxide và phần còn lại là nitơ.
Ngoài khí máy phát điện, các loại khí như nitơ, carbon monoxide hoặc argon cũng được sử dụng làm vật liệu điện môi để bảo vệ hoặc tinh chế đồng không có oxy.
Luyện chân không nên là lựa chọn tốt nhất để nấu chảy đồng không có oxy chất lượng cao.
Nóng chảy chân không không chỉ có thể làm giảm đáng kể hàm lượng oxy mà còn làm giảm đáng kể hàm lượng hydro và một số nguyên tố tạp chất khác.
Khi nấu chảy trong lò cảm ứng không lõi tần số trung bình chân không, nồi nấu bằng than chì và đồng cathode có độ tinh khiết cao hoặc đồng được nấu chảy lại đã được tinh chế hai lần thường được sử dụng làm nguyên liệu thô. Được đóng gói vào lò cùng với cực âm đồng, nó cũng bao gồm bột than chì dạng vảy để khử oxy.
Trên thực tế, quá trình khử oxy chủ yếu được thực hiện thông qua cacbon trong vật liệu nấu bằng than chì. Lượng carbon tiêu thụ có thể được tính toán. Ví dụ: 1 kg đồng tiêu tốn 100 g cacbon. Kinh nghiệm cho thấy rằng hàm lượng oxy trong chất lỏng đồng lúc đầu càng cao thì phản ứng khử oxy diễn ra càng nhanh trong giai đoạn đầu nấu chảy.
Đồng không chứa oxy thu được qua quá trình nấu chảy chân không có thể có hàm lượng oxy thấp hơn 0.0005% và hàm lượng hydro thấp hơn 0,0001% đến 0,0003%. Trên thực tế, chỉ khi đồng được nấu chảy và đúc trong một mức độ chân không nhất định thì mới có thể thu được vật đúc hoàn toàn không chứa oxy và các loại khí khác. Vì vậy, độ chân không của lò chân không dùng để sản xuất vật liệu đồng cho ống điện tử phải trên 10-6.
