Perbedaan antara kinerja batang tembaga oksigen rendah dan batang tembaga bebas oksigen
Batang tembaga merupakan bahan baku utama industri kabel. Terdapat dua metode produksi utama: pengecoran dan penggulungan kontinu dan pengecoran kontinu ke atas. Terdapat banyak metode untuk memproduksi batang tembaga rendah oksigen dengan pengecoran dan penggulungan kontinu. Karakteristiknya adalah setelah logam dicairkan dalam tungku vertikal, cairan tembaga melewati tungku isolasi, saluran, dan tundish, dan memasuki rongga cetakan tertutup dari pipa tuang. Didinginkan dengan intensitas pendinginan yang besar untuk membentuk billet cor, lalu digulung beberapa kali. Batang tembaga rendah oksigen yang dihasilkan merupakan struktur yang diproses secara panas. Struktur pengecoran asli telah rusak, dan kandungan oksigen umumnya antara 200 dan 400 ppm. Batang tembaga bebas oksigen pada dasarnya semuanya diproduksi di Tiongkok dengan pengecoran kontinu ke atas. Setelah logam dicairkan dalam tungku induksi, logam tersebut dicor melalui cetakan grafit, lalu digulung dingin atau diproses dingin. Batang tembaga bebas oksigen yang dihasilkan merupakan struktur pengecoran dengan kandungan oksigen umumnya di bawah 20 ppm. Karena proses pembuatannya berbeda, terdapat perbedaan besar dalam banyak aspek seperti struktur organisasi, distribusi kandungan oksigen, bentuk dan distribusi pengotor.
1. Menggambar kinerja
Kinerja penarikan batang tembaga terkait dengan banyak faktor, seperti kandungan pengotor, kandungan dan distribusi oksigen, kontrol proses, dll. Kinerja penarikan batang tembaga dianalisis dari aspek-aspek di atas.
1. Pengaruh metode peleburan terhadap pengotor seperti S
Produksi pengecoran dan penggulungan kontinyu batang tembaga terutama melelehkan batang tembaga melalui pembakaran gas. Selama proses pembakaran, beberapa kotoran dapat dikurangi sampai batas tertentu melalui oksidasi dan penguapan. Oleh karena itu, metode pengecoran dan penggulungan kontinyu memiliki persyaratan bahan baku yang relatif rendah. Dalam produksi batang tembaga bebas oksigen, karena tungku induksi digunakan untuk peleburan, "patina" dan "biji tembaga" pada permukaan tembaga elektrolit pada dasarnya dicairkan menjadi cairan tembaga. Di antara mereka, S yang dicairkan memiliki pengaruh besar pada plastisitas batang tembaga bebas oksigen dan akan meningkatkan tingkat kerusakan penarikan kawat.
2. Masuknya kotoran pada saat pengecoran
Selama proses produksi, proses pengecoran dan penggulungan kontinyu perlu memindahkan cairan tembaga melalui tungku isolasi, saluran, dan tundish, yang relatif mudah menyebabkan terkelupasnya bahan tahan api. Selama proses penggulungan, cairan tembaga harus melewati rol, yang menyebabkan besi jatuh, yang akan menyebabkan inklusi eksternal pada batang tembaga. Penggulungan oksida pada dan di bawah kulit selama penggulungan panas akan berdampak buruk pada penarikan kawat batang rendah oksigen. Proses produksi metode pengecoran kontinyu ke atas relatif singkat. Cairan tembaga diselesaikan oleh aliran terendam dalam tungku sambungan, yang berdampak kecil pada bahan tahan api. Kristalisasi dilakukan dalam cetakan grafit, sehingga lebih sedikit sumber polusi yang mungkin dihasilkan dalam proses dan lebih sedikit peluang bagi kotoran untuk masuk.
O, S, dan P merupakan unsur yang menghasilkan senyawa dengan tembaga. Dalam tembaga cair, oksigen dapat terlarut sebagian, tetapi ketika tembaga mengembun, oksigen hampir tidak larut dalam tembaga. Oksigen terlarut dalam keadaan cair mengendap sebagai tembaga=oksida tembaga eutektik dan terdistribusi pada batas butir. Munculnya tembaga-oksida tembaga eutektik secara signifikan mengurangi plastisitas tembaga.
Sulfur dapat larut dalam tembaga cair, tetapi pada suhu kamar, kelarutannya hampir berkurang hingga nol. Sulfur muncul di batas butir dalam bentuk kupro sulfida, yang secara signifikan mengurangi plastisitas tembaga.
3. Bentuk distribusi dan pengaruh oksigen dalam batang tembaga rendah oksigen dan batang tembaga bebas oksigen
Kandungan oksigen memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kinerja penarikan kawat pada batang tembaga rendah oksigen. Ketika kandungan oksigen meningkat ke nilai optimal, tingkat putusnya kawat pada batang tembaga adalah yang terendah. Hal ini karena oksigen bertindak sebagai pemulung dalam proses bereaksi dengan sebagian besar kotoran. Oksigen sedang juga kondusif untuk menghilangkan hidrogen dari cairan tembaga, menghasilkan luapan uap air, dan mengurangi pembentukan pori-pori. Kandungan oksigen yang optimal memberikan kondisi terbaik untuk proses penarikan kawat.
Distribusi oksida batang tembaga rendah oksigen: Pada tahap awal pemadatan dalam pengecoran kontinyu, laju pembuangan panas dan pendinginan seragam merupakan faktor utama yang menentukan distribusi oksida batang tembaga. Pendinginan yang tidak merata akan menyebabkan perbedaan penting dalam struktur internal batang tembaga, tetapi dalam pemrosesan panas berikutnya, kristal kolom biasanya akan hancur, membuat partikel oksida tembaga halus dan terdistribusi secara merata. Situasi umum yang disebabkan oleh agregasi partikel oksida adalah pecahnya bagian tengah. Selain pengaruh distribusi partikel oksida, batang tembaga dengan partikel oksida yang lebih kecil menunjukkan karakteristik penarikan kawat yang lebih baik, dan partikel Cu2O yang lebih besar cenderung menyebabkan titik konsentrasi tegangan dan kerusakan.
Kandungan oksigen dari tembaga bebas oksigen melebihi standar, batang tembaga menjadi rapuh, perpanjangan menurun, port pola peregangan tampak merah tua, dan struktur kristal longgar. Ketika kandungan oksigen melebihi 8ppm, kinerja proses memburuk, yang dimanifestasikan sebagai peningkatan yang signifikan dalam tingkat batang dan kawat yang patah selama pengecoran dan peregangan. Ini karena oksigen dapat bereaksi dengan tembaga untuk membentuk fase rapuh dari oksida tembaga, membentuk eutektik tembaga-oksida tembaga, yang didistribusikan di batas dengan struktur jaringan. Fase rapuh ini memiliki kekerasan tinggi dan akan terpisah dari badan tembaga selama deformasi dingin, yang mengakibatkan penurunan sifat mekanis batang tembaga dan mudah patah dalam pemrosesan selanjutnya. Kandungan oksigen yang tinggi juga dapat menyebabkan penurunan konduktivitas batang tembaga bebas oksigen. Oleh karena itu, proses pengecoran kontinyu ke atas dan kualitas produk harus dikontrol secara ketat.
4. Efek Hidrogen
Dalam pengecoran kontinyu ke atas, kandungan oksigen dikontrol pada level rendah, dan efek samping oksida sangat berkurang, tetapi efek hidrogen menjadi masalah yang lebih signifikan. Setelah penghisapan, terjadi reaksi kesetimbangan dalam lelehan: H2O(g)=[O]+2[H];
Gas dan kelonggaran terbentuk oleh presipitasi dan agregasi hidrogen dari larutan jenuh selama proses kristalisasi. Hidrogen yang diendapkan sebelum kristalisasi dapat mereduksi oksida tembaga untuk menghasilkan gelembung air. Karena karakteristik pengecoran ke atas adalah kristalisasi cairan tembaga dari atas ke bawah, bentuk cairan yang terbentuk kira-kira berbentuk kerucut. Gas yang dilepaskan sebelum cairan tembaga mengkristal diblokir dalam struktur pemadatan selama proses pengapungan, dan pori-pori terbentuk di batang cor selama kristalisasi. Ketika kandungan gas dari timah ke atas kecil, hidrogen yang dilepaskan ada di batas butir, membentuk kelonggaran; ketika kandungan gas tinggi, ia berkumpul menjadi pori-pori. Oleh karena itu, pori-pori dan kelonggaran dibentuk oleh hidrogen dan uap air.
Hidrogen berasal dari berbagai mata rantai proses dalam proses produksi timbal ke atas, seperti "patina" dari bahan baku tembaga elektrolit, bahan pembantu arang**, lingkungan iklim**, dan kristalisasi grafit tidak dikeringkan. Oleh karena itu, permukaan cairan tembaga dalam tungku peleburan harus ditutup dengan arang panggang, dan tembaga elektrolit harus mencoba menghilangkan "patina", "biji tembaga" dan "telinga", yang sangat penting untuk meningkatkan kualitas batang tembaga bebas oksigen.
Dalam proses pengecoran dan penggulungan kontinyu, kontrol kadar oksigen yang moderat sering digunakan untuk mengendalikan hidrogen. Cu2O+ H2= 2Cu+ H2O
Karena cairan tembaga mengkristal dari bawah ke atas selama proses pengecoran, uap air yang dihasilkan oleh oksigen dan hidrogen dalam cairan tembaga dapat dengan mudah mengapung dan mengalir, dan sebagian besar hidrogen dalam cairan tembaga dapat dihilangkan secara efektif, sehingga dampaknya pada batang tembaga kecil.
