مناقشة حول مشكلة شفط النحاس
1. إذابة الغاز
الغازات التي يمكن إذابتها في النحاس هي بشكل رئيسي الهيدروجين والأكسجين. لا يمكن إذابة الغازات الجزيئية ثنائية الذرة مباشرة في ذوبان المعادن. عملية إذابة الغاز هي: ذرات ممتصة على سطح المعدن - ذرات متفككة إلى غاز عنصري - تنتشر في الشبكة المعدنية لتكوين محاليل ومركبات صلبة. الهيدروجين والأكسجين عناصر ضارة في النحاس. فهي لا تقلل من أداء النحاس فحسب، بل قد تؤدي أيضًا إلى حدوث "مرض الهيدروجين". تحتوي سبائك النحاس على كمية معينة من الأكسجين، ولكن إذا تم إذابة الأكسجين أو الهيدروجين الزائد، فسيكون ذلك هو السبب الرئيسي لحوادث جودة السبائك. ولذلك، عند صهر النحاس، يجب اتخاذ تدابير لمنع مصدر الغاز وتجنب أو تقليل ملامسة الهواء والرطوبة والزيت والملوثات المختلفة مع المصهور. تهدف عملية إذابة الغاز إلى التخلص من حالة "الامتزاز"، مما يجعل عملية الذوبان غير قابلة للإنشاء.
في ظل ظروف امتزاز معينة، تعتمد درجة ذوبان الغاز في المعدن بشكل أساسي على:
(1) قوة الربط بين الغاز والمعدن.
ذرة الهيدروجين في الغاز العنصري لها أصغر نصف قطر وهي عنصر شديد التفاعل. يمكن إذابته في جميع السوائل المعدنية والمواد الصلبة تقريبًا. في العديد من المعادن، يمثل الهيدروجين 60% إلى 90% من إجمالي محتوى الغاز، لذلك غالبًا ما يسمى امتصاص المعدن "امتصاص الهيدروجين". للأكسجين أيضًا صلة قوية بالنحاس في السائل، وهناك امتصاص للأكسجين أو أكسدة، لذلك يتكون Cu2O ويذوب في سائل النحاس.
(2) درجة الحرارة والوقت
كلما ارتفعت درجة حرارة المعدن وزاد وقت الاتصال بين الغاز والمعدن، سيتم إذابة المزيد من الغاز. فقط من خلال الاستمرار في زيادة درجة الحرارة ويكون لدى المعدن المنصهر نفسه ضغط بخار مرتفع جدًا، سوف تنخفض قابلية الذوبان تدريجيًا.
(3) سرعة انتشار الغاز في النحاس السائل
فرن الحث بتردد الطاقة يعزز بشكل كبير سرعة الانتشار بسبب تأثير التحريك التلقائي للقوة الكهرومغناطيسية.
(4) العلاقة بين الهيدروجين والأكسجين في النحاس المنصهر
العلاقة بين محتوى الهيدروجين والأكسجين في النحاس السائل تتناسب عكسيا مع كمية أقل من الأكسجين وهيدروجين أكثر، المزيد من الأكسجين وهيدروجين أقل. يمكن أن يفسر هذا سبب كون TP2، الذي تم نزع الأكسجين منه بالكامل، أكثر حساسية لأضرار الهيدروجين من T2.
2. صهر النحاس
يستخدم صهر الفرن الكهربائي للنحاس النحاس المُحلل كهربائيًا كمواد خام. تحتوي مادة النحاس الإلكتروليتية نفسها على غاز، وحالة سطحها لها تأثير مهم على امتصاص البركة المنصهرة.
غالبًا ما يستخدم الفحم كغطاء ومزيل للأكسدة عند صهر النحاس. تتم عملية إزالة الأكسدة فقط على السطح الملامس للمعدن السائل، لذلك يطلق عليه اسم مزيل الأكسدة السطحي. بالنسبة للنحاس منزوع الأكسدة (مثل TP1، TP2)، أثناء استخدام الفحم لإزالة الأكسدة، يتم استخدام نحاس الفوسفور أيضًا لإزالة الأكسدة النهائية قبل الخروج من الفرن. يمكن أن يغوص النحاس الفوسفوري في البركة المنصهرة ويذوب في البركة المنصهرة بأكملها، ويتفاعل مع الأكسدة في المعدن المنصهر. التفاعل المادي، وتأثير إزالة الأكسدة كبير.
في تفاعلي تقليل الأكسدة المذكورين أعلاه، يتم إنتاج الغازات، وهي CO وCO2 وP2O5. يمكن لمنتجات الغاز هذه إحضار الهيدروجين معها للهروب من السطح السائل عندما يرتفع المنصهر. ولكن بالمقارنة مع نزع الأكسجين، فإن نزع الهيدروجين هذا يكون ثانويًا أو محدودًا.
ومع ذلك، يحتوي الفحم في الواقع على غاز ورطوبة، خاصة الفحم الذي لم يتم تكليسه جيدًا. ولذلك، فمن الصعب تجنب الأكسدة وامتصاص الهيدروجين في ظل ظروف تغطية الفحم. أثناء الصهر والأكسدة ونزع الهيدروجين، غالبًا ما تتعايش عمليات امتصاص الهيدروجين وإزالة الأكسدة. والسؤال هو أيهما أكثر هيمنة، الجانب النافع أم الجانب الضار. وهذا يتطلب التحكم في ظروف العملية لصالح المزايا وتجنب العيوب.
3. تأثير الغاز على صب السبيكة
في الإنتاج الروتيني، يمكن أن تنتج الفقاعات الموجودة على المواد النحاسية عن طريق البثق أو صب السبائك، وهي عبارة عن عيوب عرضية في النفايات التقنية. تقع مسؤولية الجودة على المدى الطويل والعدد الكبير بشكل غير طبيعي من الفقاعات في العملية السابقة - الصب، والتي تنتج عن المسام الموجودة في سبيكة النحاس.
تمتلئ المسام الموجودة في سبيكة النحاس بالغاز. يمكن ضغط المسام الصغيرة معًا بعد المعالجة، ولكن قد تتعرض لعيوب سطحية - تتقشر أثناء خطوات المعالجة اللاحقة. عندما يكون هناك العديد من المسام في سبيكة النحاس، سيكون هناك مسام أكبر في نفس الوقت. في هذا الوقت، سوف تحدث تقرحات في الأجزاء الوسطى والخلفية من الأنبوب الفارغ. يتم توزيع التقرحات في الغالب بشكل مستمر على طول اتجاه البثق وتصبح أكثر خطورة باتجاه الطرف الخلفي (النهاية المتبقية من البثق). ، ويكون توزيع الفقاعات في الاتجاه المحيطي غير منتظم. لا يمكن إصلاح أولئك الذين يعانون من تقرحات شديدة ولا يمكن إصلاحهم إلا كشطها، في حين سيتم إصلاح أولئك الذين يعانون من بثور أكثر اعتدالًا ومن ثم إدخالهم في عملية التمدد. ومع ذلك، أثناء التمدد، يتم الكشف عن التقشير والشوائب، مما له تأثير أكبر على المحصول. عند بثق الفراغات الأنبوبية الصغيرة بختم الماء، نظرًا لكثافة التبريد العالية والفقاعات الصغيرة (ليس لدى الغاز وقت للتجمع والتوسع)، يتم الكشف عن العديد من العيوب مثل التقشير والشوائب أثناء عملية إنتاج السحب بالدرفلة على البارد اللاحقة، و ينتهي الأنبوب. حدث انقسام جزئي. بعد التلدين، الأنبوب المسحوب سيظهر كمية كبيرة من التقرحات الشبيهة بالطفح الجلدي. الفرق عن تقرحات الخام المبثوق هو أن الفقاعات في الغالب متقطعة وأصغر. الفقاعات الكبيرة تشبه حبات الأرز والصغيرة تشبه رؤوس الإبرة. ليس من السهل اكتشافها بالعين المجردة. يجب أن تتمكن من اكتشافه من خلال الشعور به.
يكون تكوين الفقاعات نتيجة إعادة تجميع الغاز وتمدده تحت تأثير درجة الحرارة والوقت بعد ضغط المسام.
الأنبوب النهائي (بدون فقاعات) لديه مقاومة ضعيفة للضغط، وخصائص التمدد والتسطيح، مما يعكس فقدان اللدونة للمادة.
سبب آخر لتقرحات الأنابيب النحاسية هو أن السبيكة عبارة عن محلول نحاسي صلب مفرط التشبع، مما يشوه الشبكة البلورية، مما يسبب إجهادًا من النوع الثالث ويقلل اللدونة. أثناء البثق أو التلدين، بسبب التغيرات في درجات الحرارة، يترسب الهيدروجين من الأسطح البينية مثل حدود الحبوب أو الشوائب الممتدة على طول اتجاه البثق لتكوين فقاعات.
يؤدي امتصاص النحاس إلى ظهور فقاعات في قالب البثق. إن خاصية الفقاعات في الأنابيب الملدنة هي أن كل أنبوب يحتوي على فقاعات، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في الإنتاج والتخريب على دفعات. وهذا يختلف تمامًا عن الأسباب الأخرى للتقرحات.
اقتراحات بشأن تدابير لمنع الطموح
يحدث المحتوى الزائد من الغاز في سبائك النحاس بسبب مجموعة من العوامل، مثل عمليات الإنتاج التي لا تلبي متطلبات عملية صهر وصب النحاس، بالإضافة إلى المواد الخام الرديئة وعوامل التغطية والغازات الواقية. وينبغي القضاء على جميع العوامل غير المواتية قدر الإمكان لضمان أن الإنتاج يعتمد على السلامة والجودة. تظهر عملية الإتقان والتحسين أن البركة المنصهرة (الشفط الأولي) لها التأثير الأكبر على الشفط. بعد حل هذا الارتباط بشكل أساسي، يتم تقليل فقاعات الأنابيب النحاسية بشكل كبير (الفقاعات أقل وأصغر). فقط عندما يتم حل مشاكل شفط الهواء الثانوي وقاعدة المغزل والحشية في نفس الوقت، يمكن التخلص تمامًا من فقاعات الأنابيب النحاسية.
المفتاح لمنع الطموح هو منع "مصدر الهواء". التدابير الرئيسية هي:
(1) يجب أن يتوافق النحاس الكهربائي مع المعايير؛ لا يتم استخدام المواد المعاد تدويرها من أنابيب الفقاعات لإنتاج النحاس الأحمر.
(2) يجب تحميل المواد (يجب أن تكون المواد "خالية من الزيت، وخالية من الماء، وغير مختلطة") عدة مرات وملؤها بالكامل للتخلص تمامًا من بخار الماء الذي تمتصه الشحنة. ركز على ملء الفرن من 2 إلى 3 مرات، ولا تقم بملء الفرن أكثر من اللازم.
(3) يجب أن يكون الفحم جافاً (يفضل الفحم المكلس). ***يجب إضافة الفحم فورًا بعد التحميل، بسماكة تغطية تتراوح من 100 مم إلى 150 مم لتلبية متطلبات منع استنشاق الهواء وإزالة الأكسدة والحفاظ على الحرارة.
(4) يجب إغلاق باب الفرن في الوقت المناسب بعد ذوبان الشحنة.
(5) يتم تركيب كلوريد الكالسيوم (عامل التجفيف) في مجفف نظام توليد الغاز واستبداله في الوقت المناسب لامتصاص الرطوبة في الغاز. يجب تغطية غطاء الغاز بشكل صحيح، ويجب تشغيل الغاز قبل 5 إلى 10 دقائق من تفريغه لإزالة الهواء الأصلي الموجود في الغطاء بالكامل.
(6) يجب تجفيف قاعدة المغزل وتسخينها بالغاز. استخدم جافًا
يجب استخدام الكتل النحاسية كقاعدة، ولا ينبغي استخدام نشارة الخشب كقاعدة.
