Spektrometry do analizy czystej miedzi i stopów miedzi

Miedź - wymagania dotyczące analiz

Przemysł miedziowy obejmuje szeroki zakres produktów. Od gatunków OFE (beztlenowych, o dużej przewodności), OFC (beztlenowych) i ETP (elektrolitycznych twardych), które wymagają 99,95% czystości, po produkty wysokostopowe, takie jak brąz,  mosiądz i miedzionikiel, istnieje szeroki wachlarz wymagań analitycznych, które powinien spełniać spektrometr. Od pełnych analiz czystości miedzi po pomoc w osiągnięciu radykalnych oszczędności kosztów dla producentów stopów, spektrometr jest nieocenioną pomocą dla producentów miedzi.

Czysta miedź - ETP, OFC i OFE

Czysta miedź jest zwykle klasyfikowana jako zawierająca minimum 99,90% miedzi. To jednak zaledwie wierzchołek góry lodowej, jaką są bardzo specyficzne wymagania dla różnych gatunków i typów czystej miedzi. Na przykład wszystkie ETP, OFC i OFE są klasyfikowane jako czysta miedź, ale mają diametralnie różne dopuszczalne poziomy tlenu. Podobnie, dopuszczalne poziomy zanieczyszczeń w danym gatunku miedzi są określane nie tylko na poziomie pierwiastkowym, ale także na poziomie grup dla grup pierwiastków. Najczęściej, łączny dopuszczalny poziom zanieczyszczeń jest znacznie niższy od sumy indywidualnych poziomów maksymalnych. To sprawia, że kluczowe znaczenie dla spektrometru ma zakres analityczny, obejmujący jak największą liczbę pierwiastków oraz limity detekcji w granicach pojedynczych ppm lub nawet niższe dla każdego pierwiastka, co zapewnia jednoznaczne wyniki dotyczące dopuszczalności materiału.

Analiza tlenu

Tlen jest oczywiście pierwiastkiem o krytycznym znaczeniu dla wszystkich producentów czystej miedzi. We wszystkich typach OFE, OFC i ETP poziom tlenu musi być oznaczany w sposób ilościowy, w celu spełnienia wymagań dotyczących określonej klasy:

  • OFE - tlen na poziomie ≤5 ppm
  • OFC - tlen na poziomie ≤10 ppm
  • Gatunki ETP – stężenia zwykle mieszczą się w zakresie 200-400 ppm (jest to typowy zakres, chociaż nowsze gatunki mogą zawierać zaledwie 50 ppm O, a niektóre gatunki mogą również przekraczać ten zakres).

Dlatego dla każdego producenta czystej miedzi tlen jest pierwiastkiem o znaczeniu jak najbardziej podstawowym!

Limity detekcji - im niższe, tym lepiej

Wymagania dotyczące czystej miedzi są często znacznie bardziej rygorystyczne, niż wynikałoby to z pobieżnego spojrzenia na arkusz danych. Na przykład, w większości wymagań dla przewodników i dla miedzi katodowej, Bi, Se i Te mają indywidualnie określone poziomy „maksymalne”, wynoszące odpowiednio 2, 2 i 1 ppm, ale całkowita dopuszczalna zawartość wszystkich trzech wynosi zaledwie 3 ppm, zamiast 5 ppm. Podobnie, poszczególne „maksymalne” poziomy określonych pierwiastków śladowych mogą sumować się do 84-90 ppm, ale całkowity dopuszczalny poziom to zaledwie 65 ppm.

Tutaj znowu pojawia się kolejna dodatkowa złożoność. Limity są określone tylko dla 14-15 pierwiastków, dla których podano zakresy, ale obok tego określono również ogólny poziom czystości - i obejmuje on znacznie więcej pierwiastków; w rzeczywistości, dobra analiza spektrometrem ze średniej lub wyższej półki obejmuje ponad 30 pierwiastków!

Z tego względu do analiz czystej miedzi należy stosować spektrometr o jak najniższych limitach detekcji.

Stopy miedzi

Producenci stopów miedzi nie koncentrują się na ogólnej czystości miedzi, ale na zapewnieniu, że spełnione zostaną wszystkie wymagania dla pierwiastków stopowych i że ilość wszystkich pierwiastków śladowych zostanie utrzymana poniżej określonego poziomu „maksymalnego”, który jest zwykle mniej rygorystyczny niż w przypadku czystej miedzi. Nie zmniejsza to jednak w żaden sposób wpływu, jaki spektrometr wywiera na producentów stopów. W rzeczywistości, przy prawidłowym stosowaniu, spektrometr przedstawia nieocenioną wartość również dla producentów stopów.

Dla każdego stopu kluczowe pierwiastki, takie jak cynk, tytan, nikiel, ołów itp., mają swoje docelowe zakresy. Skład pierwiastkowy musi mieścić się w tych zakresach, aby produkt był akceptowalny. Dlatego firma ma wybór, czy pracować dokładnie w tych granicach czy budować pewne bufory bezpieczeństwa. Pomysł buforów bezpieczeństwa jest atrakcyjny, ale ma swoją cenę! Pozostanie powyżej minimalnego poziomu drogich pierwiastków stopowych, takich jak Ni (nikiel), Cu (miedź), Ti (tytan) itp. oznaczałaby znacznie wyższe koszty surowca, nie powodując jednocześnie realizacji wyższych przychodów.

W związku z tym najlepszą praktyką w zakresie optymalizacji zysków jest zbliżenie się do określonego poziomu minimalnego - zapewnienie marginesu bezpieczeństwa, ale także maksymalne zminimalizowanie kosztów materiałów. Wymaga to znajomości rzeczywistego stężenia tych pierwiastków w stopie przed odlewaniem, w czym pomóc może właśnie spektrometr. Kontrole procesu nie zapewniają pełnej kontroli - prowadzi to do tego, że użytkownicy zachowują duży margines błędu. Jednak spektrometr pozwala rozwiązać ten problem. Za pomocą form do pobierania próbek możliwe jest pobranie próbki ze stopu i zbadanie jej w ciągu kilku sekund, co zapewnia bardzo dokładną analizę, gdy metal jest nadal w stanie stopionym. Jeśli wyniki analizy wykażą, że stopiony materiał ma prawidłowy skład, można go odlewać. Jeśli tak nie jest, można szybko dokonać regulacji bez przechodzenia przez proces odrzucenia gotowego odlewu i ponownego topienia. Podczas gdy spektrometr umożliwia firmie pracę bliżej dolnych granic zakresów, docelowe stężenie musi być utrzymywane w odchyleniu standardowym (SD) lub precyzji spektrometru na tym konkretnym poziomie stężenia pierwiastków! Logicznym następstwem jest to, że aby uzyskać największe oszczędności, spektrometr powinien być nie tylko bardzo dokładny (odzwierciedlać prawidłowe stężenie), ale także oferować ultra-wysoką precyzję nawet przy niskich poziomach stężenia. Im wyższa rozdzielczość spektrometru, tym lepsza jest jego zdolność do wspierania pracy bliżej marginesów, niezależnie od ograniczeń i zakresów.

Spektrometry Metal Power dla przemysłu miedziowego

Dzięki najszerszej na świecie gamie spektrometrów laboratoryjnych i mobilnych  - pod względem zastosowań i rozwiązań budżetowych, Metal Power oferuje rozwiązania dla klientów o różnych potrzebach i wymaganiach.

Modele z najwyższej półki dla analiz czystej miedzi

Metavision-10008X i Metavision-1008i3 oferują rozwiązania dla producentów miedzi, poszukujących wysokiej rozdzielczości, niskich limitów detekcji i zaawansowanych funkcji. Rzeczywiście, Metavision-10008X posiada praktycznie każdą wymaganą funkcję, a jednocześnie umożliwia analizę - dosłownie - każdego pierwiastka z układu okresowego - wszystko w ciągu zaledwie 10 sekund! Metavision-10008X i Metavision-1008i3 oferują również analizę tlenu (w limitach detekcji odpowiednio 1 ppm i 10 ppm)! Sprawia to, że modele te są absolutnie idealne dla użytkowników, którzy koncentrują się na miedzi OFE, OF i ETP.

Najlepszym rozwiązaniem w przypadku miedzi OFE jest Metavision-10008X, ponieważ jego możliwości analityczne, szczególnie w przypadku krytycznych pierwiastków, takich jak O, Se, Te, Bi itp. zostały zaprojektowane specjalnie z myślą o potrzebach tego segmentu! Metavision-10008X oferuje limity detekcji na poziomie 0,1-0,5 ppm dla Se, Te i Bi oraz 1 ppm dla tlenu i zapewnia bardzo dokładną i precyzyjną analizę czystej miedzi powyżej 99,997% czystości (w tym O).

W przypadku miedzi OFC, zarówno Metavision-10008X, jak i Metavision-1008i3 spełniałyby wymagania, przy czym ten ostatni oferowałby analizę O do 10 ppm i ogólnej czystości 99,992+ % (w tym O). Zarówno Metavision-10008X, jak i Metavision-1008i3 w wygodny sposób spełniają wymagania dotyczące miedzi ETP - a wybór modelu zależy od wymagań specyficznych dla danego gatunku.

Modele robocze - idealne dla odlewnictwa

Dla firm, które nie działają na najwyższych poziomach czystości i dlatego nie wymagają najniższych granic wykrywalności lub najnowocześniejszych funkcji, takich jak analizy tlenu Metal Power ma najlepiej sprzedający się model - Metavision-1008i, które spełnia wszystkie potrzeby analityczne producentów stopów, oferując jednocześnie dużą oszczędność wraz z wyjątkową dokładnością, precyzją i stabilnością.

Ekonomiczne rozwiązania dla podstawowych zastosowań

MOSS - podstawowy spektrometr Metal Power oferuje idealne rozwiązanie dla szerokiego zakresu zastosowań w zakresie produkcji stopów miedzi. MOSS oferuje wartościowe rozwiązania dla wszelkiego rodzaju firm wykonujących różne stopy, takie jak mosiądze, brązy, miedzionikle. Będąc najbardziej kompaktowym i najbardziej ekonomicznym spektrometrem na świecie, MOSS w dalszym ciągu oferuje możliwości analityczne obejmujące 21 pierwiastków w stopach miedzi, w tym Ag, Cd, Cr i Be! Jest również w pełni skalowalny (również na miejscu u klienta)!

Rozwiązania mobilne - testowanie na kołach

Producenci miedzi i handlarze złomem również mają duże zapotrzebowanie na mobilne rozwiązania pomiarowe; spektrometry są potrzebne do różnorodnych zadań, takich jak:

  • Pozytywna identyfikacja materiału (PMI)
  • Sortowanie (zwykle potrzebne na dużych placach)
  • Testowanie dużych części, z których nie można pobrać próbek do testów laboratoryjnych
  • Testowanie materiałów przy bramach wjazdowych

Metavision-108M i Metavision-1008M3 oferują idealne rozwiązania dla takich potrzeb i są dostępne z różnymi sondami - łukowymi, iskrowymi, UV oraz różnymi opcjami kombinacji sond.

Unikalne rozwiązania Metal Power dla przemysłu miedziowego

Firma Metal Power opracowała naprawdę wyjątkowe i przełomowe rozwiązania, o kluczowych dla przemysłu miedziowego właściwościach, aby nadać jeszcze większą wartość swoim spektrometrom:

Analiza cienkich drutów

Nasze opatentowane rozwiązanie pozwala na analizę (w pełni ilościową) cienkich drutów o średnicy zaledwie 0,1 mm! To rozwiązanie jest szczególnie istotne w przemyśle miedzianym - gdzie cienkie druty są rutynowo wytwarzane / testowane.

Analiza folii

W przypadku folii oferujemy analizę folii o grubości do 20 mikronów (0,02 mm); to opatentowane rozwiązanie, które oferuje fenomenalną wartość dodaną.

Bezpośrednia analiza bazy

Powszechnie wiadomo, że spektrometr określa pierwiastek podstawowy, analizując pozostałe pierwiastki, a następnie uzyskując stężenie pierwiastka podstawowego odejmując sumę pozostałych pierwiastków od 100%. Jest to jednak obarczone niebezpieczeństwem uzyskania wyższych wartości pierwiastków bazowych, jeśli nie wszystkie pierwiastki zostaną objęte analizą. Podczas analizy stopów miedzi, Metal Power analizuje bezpośrednio pierwiastek podstawowy, czyli miedź.

Analiza stopów przejściowych

Odlewnie miedzi używają stopów odlewniczych o wyjątkowo wysokiej zawartości pierwiastków stopowych. Ponieważ standardowe spektrometry nie są kalibrowane do tak wysokich poziomów, większość użytkowników nie analizuje ich i polega na certyfikatach dostawcy oraz próbach „zarządzania” stopionym materiałem. Podobnie producenci stopów przejściowych również mają trudności z faktyczną kontrolą wytopu, ponieważ nie mogą optymalnie ocenić poziomów pierwiastków. Metal Power opracowało rozwiązania i oferuje spersonalizowane programy, które umożliwiają klientom szybką i dokładną analizę nawet dla stopów przejściowych. Doświadczenia klientów pokazują, że takie analizy mogą zaoszczędzić pieniądze i czas, a jednocześnie pomagają w ilościowych ocenach jakości dostawców i rzeczywistych cen stopów przejściowych.