Обговорення проблеми всмоктування міді
1. Розчинення газу
Гази, які можуть бути розчинені в міді, - це головним чином водень і кисень. Двоатомні молекулярні гази не можуть бути безпосередньо розчинені в розплавах металів. Процес розчинення газу полягає в наступному: атоми, адсорбовані на поверхні металу - атоми, роз'єднані в елементарний газ - дифундують в металеву решітку з утворенням твердих розчинів і сполук. Водень і кисень є шкідливими елементами в міді. Вони можуть не тільки знизити продуктивність міді, а й призвести до виникнення «водневої хвороби». Мідні злитки містять певну кількість кисню, але якщо розчиняється надмірна кількість кисню або водню, це буде основною причиною аварій якості зливків. Тому при виплавці міді необхідно вжити заходів, щоб перекрити джерело газу та уникнути або звести до мінімуму контакт повітря, вологи, масла та різних забруднюючих речовин з розплавом. Процес розчинення газу полягає в тому, щоб усунути стан «адсорбції», що робить процес розчинення неможливим для встановлення.
За певних умов адсорбції ступінь розчинності газу в металі в основному залежить від:
(1) Сила зв’язку між газом і металом.
Атом водню елементарного газу має найменший радіус і є надзвичайно реакційноздатним елементом. Він може бути розчинений майже у всіх металевих рідинах і твердих речовинах. У багатьох металах водень становить від 60% до 90% загального вмісту газу, тому поглинання металу часто називають «поглинанням водню». Кисень також має сильну спорідненість з міддю в рідині, і відбувається поглинання або окислення кисню, тому Cu2O утворюється та розчиняється в мідній рідині.
(2) Температура і час
Чим вища температура металу і чим довший час контакту між газом і металом, тим більше газу буде розчинено. Лише якщо продовжувати підвищувати температуру, а сам розплавлений метал має дуже високий тиск пари, розчинність поступово зменшуватиметься.
(3) Швидкість дифузії газу в рідкій міді
Індукційна піч потужності значно підвищує швидкість дифузії завдяки ефекту автоматичного перемішування електромагнітної сили.
(4) Співвідношення між воднем і киснем у розплавленій міді
Співвідношення між вмістом водню і кисню в рідкій міді обернено пропорційне меншому вмісту кисню і більшому вмісту водню, більшому вмісту кисню і меншому вмісту водню. Це може пояснити, чому TP2, який повністю деоксигенований, більш чутливий до водневого пошкодження, ніж T2.
2. Виплавка міді
Виплавка міді в електропечі використовує електролітичну мідь як сировину. Сам електролітичний мідний матеріал містить газ, і стан його поверхні має важливий вплив на всмоктування розплавленої ванни.
Деревне вугілля часто використовують як покриття і розкислювач при виплавці міді. Його розкислення відбувається тільки на поверхні, що контактує з рідким металом, тому його називають поверхневим розкислювачем. Для розкисленої міді (такої як TP1, TP2), при використанні деревного вугілля для розкислення, фосфорна мідь також використовується для остаточного розкислення перед виходом з печі. Фосфорна мідь може занурюватися в резервуар розплаву і розчинятися у всій басейні розплаву, а також взаємодіяти з окисленням у розплавленому металі. Матеріальна взаємодія, ефект розкислення значний.
У двох наведених вище реакціях відновлення розкислення утворюються гази, а саме CO, CO2 і P2O5. Ці газоподібні продукти можуть приносити з собою водень, щоб вийти з поверхні рідини, коли розплав піднімається. Але порівняно з деоксигенацією це дегідрування є вторинним або обмеженим.
Однак деревне вугілля насправді містить газ і вологу, особливо деревне вугілля, яке не було добре прожарене. Тому важко уникнути окислення та поглинання водню в умовах покриття деревним вугіллям. Під час плавлення, окислення та дегідрування процеси поглинання водню та розкислення часто співіснують. Питання в тому, яка з них є більш домінуючою, корисна чи шкідлива сторона. Це вимагає контролю умов процесу, щоб віддати переваги та уникнути недоліків.
3. Вплив газу на злиток
У звичайному виробництві бульбашки на мідних матеріалах можуть виникати внаслідок екструзії або лиття в зливки, і це випадкові дефекти технічних відходів. Відповідальність за якість за тривалий час і аномально велику кількість бульбашок лежить на попередньому процесі - лиття, яке спричинене порами в мідному зливку.
Пори в мідному зливку заповнені газом. Менші пори можуть бути стиснуті разом після обробки, але можуть виявитися як поверхневі дефекти - відшарування під час наступних етапів обробки. Коли в мідному зливку багато пор, одночасно будуть і більші пори. У цей час у середній і задній частинах екструдованої трубчастої заготовки з’являться пухирі. Пухирі здебільшого розподіляються безперервно вздовж напрямку екструзії та стають більш серйозними до заднього кінця (кінець екструзії, що залишився). , а розподіл бульбашок в окружному напрямку нерівномірний. Ті, у яких утворилися сильні пухирі, не можна відремонтувати, їх можна лише знищити, тоді як ті, у яких пухирі м’якшого ступеня, будуть відремонтовані, а потім введено в процес розтягування. Однак при розтягуванні оголюються лущення і включення, що більше впливає на врожайність. Під час екструдування трубних заготовок меншого розміру з водяним затвором через високу інтенсивність охолодження та невеликі бульбашки (газ не встигає зібратися та розширитися) багато дефектів, таких як відшарування та включення, виявляються під час подальшого виробничого процесу холодної прокатки та волочіння, а також трубка закінчується. Відбулося часткове розщеплення. Після відпалу на намальованій трубі буде видно велику кількість пухирів, схожих на висип. Відмінність від формування пухирців екструдованої заготовки полягає в тому, що бульбашки здебільшого несуцільні та менші. Великі бульбашки схожі на рисові зерна, а маленькі – на кінчики голок. Їх нелегко виявити неозброєним оком. Це має бути Ви можете виявити це, відчувши це.
Утворення бульбашок є результатом реагрегації та розширення газу під впливом температури та часу після стиснення пор.
Готова труба (без бульбашок) має низьку стійкість до тиску, властивості розширення та сплющення, що відображає втрату пластичності матеріалу.
Інша причина утворення пухирів на мідних трубках полягає в тому, що злиток є перенасиченим твердим розчином міді, який спотворює кристалічну решітку, викликаючи напругу третього типу та знижуючи пластичність. Під час екструзії або відпалу через зміни температури водень виділяється на поверхнях розділу, таких як межі зерен або включення, що простягаються вздовж напрямку екструзії, утворюючи бульбашки.
Всмоктування міді викликає пузиріння екструзійної заготовки. Характеристика бульбашок у відпалених трубах полягає в тому, що в основному кожна труба має бульбашки, що призводить до різкого падіння продуктивності та утилізації партій. Це дуже відрізняється від інших причин утворення пухирів.
Пропозиції щодо заходів щодо запобігання аспірації
Надмірний вміст газу в мідних злитках спричинений сукупністю таких факторів, як виробничі операції, які не відповідають вимогам процесу плавлення та лиття міді, а також погана сировина, покривні речовини та захисні гази. Необхідно максимально усунути всі несприятливі фактори, щоб забезпечити безпеку та якість виробництва. Процес удосконалення та вдосконалення показує, що розплавлена ванна (первинне всмоктування) має найбільший вплив на всмоктування. Після того, як ця ланка в основному вирішена, бульбашки мідної труби значно зменшуються (бульбашок стає менше і менше). Лише тоді, коли проблеми із всмоктуванням вторинного повітря, основою шпинделя та прокладкою вирішені одночасно, можна повністю усунути пузиріння мідної труби.
Ключ до запобігання аспірації – перекрити «джерело повітря». Основними заходами є:
(1) Електролітична мідь повинна відповідати стандартам; перероблені матеріали з барботажних труб не використовуються для виробництва червоної міді.
(2) Завантажувальні матеріали (матеріали повинні бути «безмасляними, безводними та не змішаними») повинні бути завантажені кілька разів і повністю заповнені, щоб повністю видалити водяну пару, адсорбовану зарядом. Зосередьтеся на тому, щоб наповнювати піч 2-3 рази, і не ставте занадто багато разів.
(3) Деревне вугілля має бути сухим (бажано прожарене деревне вугілля). ***Деревне вугілля необхідно додавати одразу після завантаження, товщиною покриття 100–150 мм, щоб відповідати вимогам запобігання вдиханню повітря, розкисленню та збереженню тепла.
(4) Дверцята печі повинні бути закриті вчасно після розплавлення шихти.
(5) Хлорид кальцію (зневоднювач) встановлюється в осушувачі системи газогенерації та замінюється вчасно для поглинання вологи в газі. Газову кришку слід належним чином накрити, а газ слід увімкнути за 5-10 хвилин до викиду, щоб повністю видалити вихідне повітря з кришки.
(6) Основу шпинделя слід висушити та попередньо нагріти газом. Використовуйте сухим
За основу слід взяти мідні блоки, а за основу не використовувати тирсу.
