Bir Kablo Sektörü Üreticisinden Genel Bakış

Bugün keşfedeceğizbakırtel ve kablo endüstrisinde en yaygın kullanılan çekirdek malzemesidir.

I. Bakırın Temelleri

Bakır insanoğlunun kullandığı ilk metallerden biridir. Tarih öncesi çağlardan beri insanlar silahlar, aletler ve gemiler üretmek için açık ocaktaki bakır yataklarını çıkarıyorlardı. Bakır kullanımının erken insan uygarlığının ilerlemesi üzerinde derin bir etkisi oldu.

Bakır, yer kabuğunda ve okyanuslarda doğal olarak bulunur. Ortalama kabuk bolluğu yaklaşık%0,01bazı bakır cevheri yataklarında konsantrasyonlar%3–5. Doğada bakır çoğunlukla bakır cevheri şeklinde bileşik formda bulunur. Bu cevherler diğer minerallerle bir araya getirilir, daha sonra çıkarılır ve konsantre edilir.bakır konsantreleriyüksek bakır içeriğine sahip.

1. Özellikler

Bakır, yüksek elektrik iletkenliği, termal iletkenlik, korozyon direnci ve süneklik dahil olmak üzere mükemmel fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir.

Saf bakır, elektriksel ve termal iletkenlik açısından gümüşten sonra ikinci sırada yer alır. Son derece ince tellere çekilebilir veya ince folyolara sarılabilir. Taze kırılmış saf bakır ortaya çıkıyorgül kırmızısıancak yüzeyinde kırmızımsı-mor bir oksit filmi oluşturur, bu nedenle genellikle denir.kırmızı bakır​ (mor bakır).

Saf bakırın ötesinde bakır, farklı özelliklere sahip alaşımlar oluşturmak için kalay, çinko veya nikel ile alaşımlandırılabilir:

Alaşımlama, saf bakırla karşılaştırıldığında mukavemeti ve korozyon direncini önemli ölçüde artırır. Bazı alaşımlar ayrıca üstün aşınma direnci veya döküm performansı sunar.

2. Başvurular

Olağanüstü özellikleri nedeniyle bakır, elektrik, makine, ulaşım ve inşaat gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

• Elektrik ve Elektronik (endüstriyel talebin ≈ %50'si):​

  Güç kabloları, iletişim kabloları, motorlar, jeneratörler, rotorlar, elektronik aletler ve sayaçların imalatı. Bakır ve bakır alaşımları bilgisayar çiplerinde, IC'lerde, transistörlerde ve PCB'lerde hayati bir rol oynar. Örneğin, yüksek iletkenlik ve ısı direnci nedeniyle transistör kablolarında krom-zirkonyum bakır alaşımları kullanılır. IBM'in silikon çiplerde alüminyum yerine bakırı benimsemesi, yarı iletken metalleştirmede büyük bir atılım oldu.

• Yapı:​

  ABD, Japonya ve Batı Avrupa'da 1980'lerin ortalarından beri elektrik sektörü rafine bakırın en büyük tüketicisi olmuştur; Çin de benzer bir eğilimi izlemiştir. Ancak 1990'lardan sonra yurt dışı tüketimi önemli ölçüde inşaat hizmetlerine doğru kaydı. Bakır Geliştirme Derneği'ne (CDA) göre inşaat, 1997 yılında ABD'de bakır ürünleri için en büyük son kullanım pazarı olmaya devam etti. Bakırın korozyon direnci onu su boruları, çatı kaplama ve drenaj sistemleri için ideal kılarken, estetik çekiciliği de mimari dekorasyonu destekliyor. ABD'de bakır tüketiminde en büyük payı inşaat oluşturuyor

• Gelişen Alanlar:​

  Teknolojik ilerlemeyle birlikte bakır uygulamaları artık tıp, biyoloji, süperiletkenlik ve çevre korumaya kadar uzanıyor. Örneğin, bakır veya bakır oksit içeren poliüretan köpük, yanma sırasında toksik hidrojen siyanürün (HCN) salınımını büyük ölçüde azaltır. Çok sayıda çalışma, bakırın bakteri öldürücü özelliklerinin zatürreye neden olan bakterilerin yayılmasını azaltmaya, bakteri üremesini engellemeye ve içme suyunun temizliğini korumaya yardımcı olduğunu doğrulamaktadır. Sonuç olarak, yurt içi inşaatlarda bakır borulara yönelik beklentiler oldukça ümit verici olmaya devam ediyor.

II. Küresel Bakır Rezervleri

Bakır kaynakları dünya çapında bol miktarda bulunmaktadır. ABD Maden Bürosu'na (1995) göre, küresel bakır rezervleri310 milyon tonrezerv tabanına sahip590 milyon ton. Şili ve ABD en büyük rezervlere sahip%23,7​ ve%15,3Dünya rezerv üssünde sırasıyla Polonya, Zambiya, Rusya, Zaire, Peru, Kanada ve Avustralya geliyor.

Dokuz ana endüstriyel bakır yatağı türü vardır:

1. Porfir

2. Kumtaşı/şeyl barındırılan

3. Cu-Ni sülfür

4. Pirit tipi

5. Cu-U-Au tipi

6. Yerli bakır

7. Damar tipi

8. Karbonat tipi

9. Skarn tipi

İlk dört tür baskındır;%96Porfir ve kumtaşı/şeyl yatakları ile birlikte küresel rezervler%55​ ve%29sırasıyla. Yaklaşık olarak60 dev bakır madeni​ (her biri >5 milyon ton Cu) 38 porfir ve 15 şeyl türü dahil olmak üzere küresel olarak mevcuttur ve birlikte%88dev mevduatlar.

Çin'in geri kazanılabilir bakır konsantresi kaynakları nispeten sınırlıdır. Başlıca yerli madenler şunları içerir:

• Dexing Bakır Madeni (Jiangxi)

• Yulong Bakır Madeni (Tibet)

• Ashele Bakır Madeni (Sincan)

III. Bakır Ergitme Prosesleri

Topraktan çıkarılan bakır cevherleri,bakır konsantreleriveya yüksek kaliteli cevherler, rafine bakır ve alt ürünlere dönüştürülmeden önce eritilir.

Dünya çapında iki temel eritme yöntemi hakimdir:

1. Pirometalurji (Yangın Rafinasyonu)

• Üretirkatot bakır​(elektrolitik bakır) eritme ve elektrolitik rafinasyon yoluyla.

• Yüksek dereceli sülfür cevherleri için uygundur.

• Hurda bakır, şu şekilde sınıflandırılan başka bir önemli hammaddedir:

  • Eski hurda:​ Eski ekipmanlardan, binalardan, yer altı boru hatlarından.

  • Yeni hurda:Üretim atıklarından (bakır üretim veriminin ~%50'si).

• Hurda sınıflandırması:

  • Çıplak karışık bakır:​ >%90 saflık

  • Pirinç / tel hurdası:​ Bakır malzemeler içerir (motorlar, PCB'ler)

  • İkincil bakır:Hurda ve benzeri malzemelerden üretilmiştir

2. Hidrometalurji (SX-EW)

• Düşük dereceli oksitlenmiş cevherler için uygundur.

• Üretirelektrowon bakır​ (çözücü ekstraksiyonu-elektro-kazanım yoluyla katot bakır).

3. Piro ve Hidrometalurjinin Karşılaştırılması

Hidrometalurji önemli maliyet avantajları sunar ancak uygulama açısından sınırlıdır. Tüm bakır cevherleri uygun değildir. Ancak 1990'lardan bu yana yaşanan teknolojik gelişmeler ABD, Şili, Kanada, Avustralya, Meksika ve Peru'da daha geniş çapta benimsenmesine olanak sağladı. Bu genişleme, küresel bakır arzını artırdı ve fiyatların 1996'daki zirve noktasından itibaren düşmesine katkıda bulundu.2,600/T∗∗TOArosenND∗∗1.600/ton1998 sonlarında.

1990'ların sonlarında ortalama üretim maliyetleri1,400–1.600/ton​ (64–73 ¢/lb). Kaydedilen en düşük hidrometalurji maliyeti20 ¢/lb​ (450/T),wBenThanavyaniAGeBebenOw∗∗50¢/benB∗∗(1.100/ton). Sülfit cevherleri, yüksek dereceli cevherleri işlerken veya soğuk iklimlerde çalışırken maliyetler 50 ¢/lb'nin üzerine çıkar.

Çin'in Hidrometalurjik Gelişimi

1970'lerden bu yana Çin, düşük tenörlü cevherlerden bakır çıkarımı üzerine araştırmalar yapıyor. İlk hidrometalurji tesisi (120 ton/yıl) 1983'te inşa edildi. Son yıllarda düzinelerce küçük tesis (kapasite: yüzlerce ila 2.000 ton) ortaya çıktı, ancak toplam üretim yalnızca ~15.000 ton/yıl kaldı; bu, Çin'in ~1 milyon ton/yıl rafine bakır üretimiyle karşılaştırıldığında yetersiz. Yerli bakır üretim maliyetleri (~18.500 Yen/ton) küresel ortalamanın (~1.477$/ton veya 67 ¢/lb) çok üzerindedir. sırasındaDokuzuncu Beş Yıllık PlanDexing, Yulong ve Tonglushan madenlerinde inşa edilen deneme tesisleriyle hidrometalurji ulusal bir öncelik olarak belirlendi. 2000 yılına gelindiğinde Çin'in hidrometalurji kapasitesinin aşılması bekleniyordu.50.000 ton/yıl.

Küresel olarak hidrometalurjik rafine bakır yükselişe geçti%2,5​ (1980)'e%10​ (1994) ve%18​ (1997), nihai payları öneren tahminlerle%25–35.

IV. Oksijensiz Bakır Çubuk ve Düşük Oksijenli Bakır Çubuk Arasındaki Farklar

1. Oksijen Emilimi/Desorpsiyonu ve Varoluş Durumu

• Katot bakırı tipik olarak şunları içerir:10–50 ppm oksijen; oda sıcaklığında katı çözünürlüğü ~2 ppm'dir.

• Düşük oksijenli bakır çubuk:​ 200–400 ppm oksijen (bazen 450 ppm'e kadar), sıvı halde emilir.

• Yukarı doğru dökülmüş oksijensiz bakır çubuk:​ Genellikle <10–50 ppm oksijen, bazenDakikada 1-2 sayfa.

Oksijen şu şekilde çöker:Cu₂ODüşük oksijenli bakırda tane sınırlarında meydana gelir ve bu da tokluğu olumsuz etkiler. Oksijensiz bakır, daha az kalıntı içeren ve neredeyse hiç gözenek içermeyen homojen bir tek fazlı yapı sergilerken, düşük oksijenli çubuklarda gözeneklilik yaygındır.

2. Mikroyapı: Sıcak Haddelenmiş ve Döküm

• Düşük oksijenli çubuk: Sıcak haddelenmiş → yeniden kristalleştirilmiş yapı (8 mm), kırık döküm dendritler.

• Oksijensiz çubuk: Kaba döküm taneleri, bazen birkaç mm boyutunda → daha küçük tanecik sınır alanı → gerektirirdaha yüksek tavlama sıcaklıkları.

Başarılı bir tavlama için çekme işleminden sonraki ilk tavlamanın yapılması gerekir.%10–15 daha yüksekEşdeğer koşullar altında düşük oksijenli çubuktan daha güçlüdür. Sonraki sürekli çekme, nihai ürünün yumuşaklığını sağlamak için yeterli tavlama marjı gerektirir.

3. Kalıntılar, Oksijen Değişkenliği, Yüzey Oksitleri ve Yuvarlanma Kusurları

Oksijensiz bakır genellikle şunları gösterir:

• Daha az katılım

• Kararlı oksijen içeriği

• Sıcak haddeleme hatası yok

• Yüzey oksit filmleri kadar ince≤15Å

Buna karşılık, düşük oksijenli çubuklar, döküm ve haddeleme sırasında oluşan yüzey altı oksitlerden zarar görebilir ve bu da telin kırılmasına neden olabilir. Bunu azaltmak için bazı üreticiler şu yöntemlere başvurmaktadır:soyulma​ veya hattaçift ​​peelingçubuk.

4. Dayanıklılık

Her iki çubuk da çekilebilir0,015mm, ancak ultra ince süper iletken tel filamentler arası aralık,0,001 mmOksijensiz bakırın üstün olduğu yer.

5. Ekonomik Hususlar

Oksijensiz bakır, daha yüksek kalitede hammadde gerektirir. Tel çapları için>1 mm, düşük oksijenli çubuk daha ekonomiktir; daha ince tel için oksijensiz çubuk avantajlıdır.

6. İşleme Farklılıkları

Çekme ve tavlama işlemleri aynı olamaz. Telin yumuşaklığı bileşime, çubuk imalatına, çekme ve tavlama parametrelerine bağlıdır.her iki tür de evrensel olarak "daha yumuşak" değildir.

V. Kablolar için Bakır Malzemelerin Tanımlanması

Kablo pazarı, özellikle gerçek bakırı sahte ürünlerden ayırma konusunda zorluklarla karşı karşıyadır.bakır kaplı alüminyum (CCA)​ vebakır kaplı alüminyum-magnezyum (CCAM)son yıllarda ortaya çıkanlar.

Fiyat karşılaştırması (yaklaşık):

• Oksijensiz bakır:¥50.000/ton​

• CCA:25.000 Yen/ton​

  (Özgül ağırlıklar: Cu = 8,9, Al = 2,7)

Beş Tanımlama Yöntemi

1. Görsel İnceleme

Orijinal bakır çekirdekler ortaya çıkıyormor-kırmızı, parlak ve yumuşak. Sahte çekirdekler koyu mor, sarımsı veya beyazımsı görünür ve zayıf mekanik dayanıma sahiptir. Açıkta kalan çekirdeğin beyaz kağıda sürülmesi, yabancı maddeler varsa siyah izler bırakabilir.

2. Kesit İncelemesi

CCA ve CCAM genellikle çok telli ince tellerdir. Kesitin kesilmesi ortaya çıkarbeyaz alüminyum çekirdeklerince bir bakır tabakanın altında.

3. Alev Testi

• CCA / CCAM: İletken sarkar, kolay tutuşmaz; yandıktan sonra griye/koyuya döner; kırılgandır ve büküldüğünde parçalara ayrılır.

• Oksijensiz bakır: Erimiş boncuklar oluşturur; davranış tel çapına göre değişir (ince tel erir, kalın tel şeklini korur).

4. Çizilme Testi

• Kalaylı bakır: Sarı çizik işareti

• Çıplak oksijensiz bakır: Kırmızımsı çizik

• CCA / CCAM: Kar tanesi beyazı çizik deseni

• Bakır kaplı çelik: Manyetik çekim çelik çekirdeği doğruluyor

5. Cihaz Testi

İletkenlerin uyması gerekenlerBüyük Britanya/T 3953-2009​ (Elektrik Amaçlı Yuvarlak Bakır Tel). Anahtar metrik:20 °C'de DC direnci.

Test standardı:GB/T 3048.2-2007​ (IEC 60468:1974'ü değiştirir)

Direnç sınırları (maks):

• Sert yuvarlak bakır tel (Ty3,0 mm):≤ 0,01777 Ω·mm²/m​

• Yumuşak yuvarlak bakır tel (TR):≤ 0,017241 Ω·mm²/m

Ölçüm tipik olarak bir Kelvin köprüsü veya benzeri hassas bir alet kullanılarak gerçekleştirilir ve kesit alanına dayalı olarak direnç direnç değerine dönüştürülür.

Tel ve kablo endüstrisi için doğrudan fabrika ve tek elden çözüm sağlayıcısı olan Minfeng Cable Group tarafından sağlanmaktadır.