無酸素銅の製錬特性

無酸素銅の製錬特性

無酸素銅は厳密に区別すると、通常の無酸素銅と高純度無酸素銅に分けられます。 一般的な無酸素銅は高周波鉄心誘導炉で製錬できますが、高純度の無酸素銅は真空誘導炉で製錬する必要があります。

半連続鋳造を使用すると、溶解炉と保持炉での溶湯の精製プロセスを時間の制約に依存せずに行うことができます。 連続鋳造は違います。 溶融銅の品質は、溶解炉および保持炉の精錬品質に依存するだけでなく、さらに重要なことに、システム全体およびプロセス全体の安定性にも依存します。

無酸素銅精錬では、溶湯の汚染を防ぐため、通常、製錬・精製時に添加剤を一切使用しません。 溶融池の表面は木炭で覆われており、形成される還元雰囲気は一般的に使用される製錬雰囲気です。

無酸素銅を精錬するための誘導炉は、良好なシール特性を備えている必要があります。

無酸素銅の製錬では、原料として高品質の陰極銅を使用する必要があります。 高純度の無酸素銅を製錬するには、高純度の陰極銅を原料として使用する必要があります。 陰極銅を炉に入れる前に乾燥させて予熱すると、その表面に吸着している可能性のある湿気や湿った空気を除去できます。

無酸素銅を製錬する場合、炉内の溶融池の表面を覆う木炭の層の厚さは、通常の純銅を製錬する場合の2倍にする必要があり、適時に木炭を更新する必要があります。

木炭被覆には、保温、空気の遮断、軽減など多くの利点がありますが、いくつかの欠点もあります。 例えば、木炭は湿った空気を容易に吸収し、さらには水分を直接吸収するため、液体の銅が大量の水素を吸収する経路となります。

木炭や一酸化炭素は亜酸化銅に対しては還元効果がありますが、水素に対しては全く効果がありません。 したがって、木炭は慎重に選択し、炉に加える前に焼成する必要があります。

精錬、移送、保温および鋳造プロセス全体において、溶湯を完全に保護することは、無酸素銅の製造に必要な条件です。 最新の無酸素銅の精錬および鋳造の生産ラインの多くでは、精錬だけでなく装入物の乾燥と予熱、移送洗浄機、注湯室なども完全に保護されています。

最新の大規模無酸素銅生産ラインの一部では保護ガスとして発生器ガスが使用されていますが、ほとんどのガス発生器は原料として天然ガスを使用しています。

海外で一般的に使用されている保護ガスの製造方法は、硫黄分が比較的少なくメタン含有率94～96％の天然ガスを理論値の空気で燃焼させ、媒体として酸化ニッケルを用いて水素を除去する方法である。 発生するガスは主に窒素と炭酸ガスから構成されます。 次に、熱した木炭を用いて炭酸ガスを一酸化炭素にし、一酸化炭素が２０％〜３０％、残りが窒素からなる無酸素ガスを得る。

発生器ガスに加えて、窒素、一酸化炭素、アルゴンなどのガスも、無酸素銅溶融物の保護または精製のための誘電体材料として使用されます。

高品質の無酸素銅を製錬するには、真空製錬が最適です。

真空溶解では、酸素含有量を大幅に削減できるだけでなく、水素やその他の特定の不純物元素の含有量も大幅に削減できます。

真空中周波コアレス誘導炉で製錬する場合、原料として黒鉛るつぼと高純度の陰極銅または二度精錬された再溶解銅がよく使用されます。 銅陰極と一緒に炉に詰められ、脱酸用の鱗片状黒鉛粉末も含まれています。

実際、脱酸素は主に黒鉛るつぼ材料内の炭素を通じて行われます。 消費される炭素の量を計算することができます。 たとえば、1 kg の銅は 100 g の炭素を消費します。 経験上、最初の銅液中の酸素含有量が高いほど、製錬の初期段階での脱酸反応がより速く進行します。

真空精錬によって得られる無酸素銅は、酸素含有量が 0.0005% 未満、水素含有量が 0.0001% ～ 0.0003% である場合があります。 実際、銅を一定の真空度で精錬および鋳造する場合にのみ、酸素やその他のガスを完全に含まない鋳物を得ることができます。 したがって、電子管用銅材料の製造に使用される真空炉の真空度は10-6以上でなければなりません。