Cobre

 

El cobre (Cu) es un metal de transición de color rojizo y brillo  metálico, que junto con la plata y el oro, forman la llamada  familia  de los mejores conductores de electricidad. Este  metal posee importantes propiedades físicas como su alta  conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad.

El uso del cobre se remonta a los orígenes de la civilización  hace unos 10.000 años, cuando se comenzaron a reemplazar  las herramientas de piedra por este metal disponible en la  naturaleza, manipulable, dúctil y con una resistencia hasta  entonces desconocida.

En los paises de Asia y en torno al Mediterráneo se tenía  acceso al cobre nativo o de alta pureza. Los habitantes  utilizaron este nuevo material para fabricar herramientas y  ornamentos. Al parecer, la minería del cobre pudo    desarrollarse entre civilizaciones avanzadas algunos milenios  antes de Cristo, como las de los sumerios y de los egipcios.  Posteriormente su uso se expandió al mundo antiguo, en  civilizaciones como la helénica y romana.

Con el tiempo el cobre adquirió un gran peso específico sobre  el desarrollo de la humanidad, pues su uso en combinación  con el estaño permitió crear una aleación que fue  determinante para la civilización, el Bronce.

Muchas de sus propiedades hacen que el cobre se considere un metal de uso invaluable para la humanidad y que países en donde se encuentran las minas más ricas del mundo conserven un excelente balance económico.

Dentro de las diez minas de cobre más grandes del mundo, cinco se encuentran en Chile (Escondida, Codelco Norte, Collahuasi, El Teniente y los Pelambres), dos en Indonesia, una en Estados Unidos, una en Rusia y otra en Perú (Antamina). La producción mundial de cobre a partir de minas es de unos 15,6 millones de toneladas al año (2007). El principal país productor es Chile, con más de un tercio del total, seguido por Perú y Estados Unidos.

RangoEstadoProducción
Millones de Toneladas por Año
1 Chile 5,70
2 Perú 1,20
3 Estados Unidos 1,19
4 China 0.92
5 Australia 0,86
6 Indonesia 0,78
7 Rusia 0,73
8 Canada 0,59
9 Zambia 0,53
10 Polonia 0,47
11 Kazajistan 0,46
12 México 0,40

Extracción

Refinamiento electrolítico

Mediante el refinamiento electrolítico de los ánodos de cobre se obtiene la materia prima para la producción del alambrón de altas especificaciones. Es un producto con un contenido superior al 99,99% de cobre.

Presentación

Se presenta en paquetes corrugados y flejes, cuya plancha tiene unas dimensiones de 980x930 mm y un grosor de 7mm con un peso aproximado de 47 kg.

Proceso de fabricación del alambrón de cobre

Adaptado de outokumpu.com.au/files/Outokumpu_ES.pdf

Fundición UPCAST®

A la izquierda, la máquina de carga automática alimenta con cátodos de cobre al horno de fundición, un horno de inducción de tipo canal. Una porción del metal fundido es conducida cada cierto tiempo, a través de un canal de transferencia a un horno de mantenimiento, también de inducción del tipo canal. La máquina de colada propiamente dicha se encuentra sobre el horno de mantenimiento.

Enfriamiento

La colada de alambrón se inicia con la inmersión del arreglo matriz-enfriador en el metal fundido hasta una profundidad de aproximadamente 10 cm. Ésto crea una presión metalostática que fuerza al cobre fundido a fluir al interior de la matriz de grafito. El cobre entonces se solidifica contra la superficie interna de dicha matriz.





Recocido

Las guías de las líneas, (estructura de colada, con granos más bien grandes) apoyan la etapa de recristalización en la que se requiere de más energía. Para un recocido exitoso, durante el primer recocido, el alambre trefilado requiere entre un 10-15% más potencia que el cobre ETP (para usos eléctricos, con un 0.02% a 0.04% contenidos en oxígeno), el cual está ya recristalizado en 8mm. En recocidos posteriores se requiere de sólo 2-3% más potencia. Esto se debe a la temperatura de recristalización ligeramente más alta del cobre libre de oxígeno.

 

Embobinado

El alambrón solidificado es guiado a los embobinadores a velocidad controlada. Para asegurar la mejor calidad superficial de manera consistente, el UPCAST® de Outokumpu usa únicamente sistemas de servomecanismos, con movimientos especialmente diseñados para manejar adecuadamente la interacción matriz-alambrón (la fricción).




Rollo de alambrón

El alambrón UPCAST® está hecho de cobre libre de oxígeno y posee una estructura de colada (“as cast”). Al ser un material libre de oxígeno no requiere de ningún cambio en la secuencia de dados de la trefiladora. No obstante, una estructura de colada deformada en frío requiere algo más de potencia de recocido que el alambrón ETP, el cual es realmente alambrón laminado en caliente. Esto se debe a que la recristalización se lleva a cabo en la vecindad de los límites de grano.



Características del alambrón de cobre

Densidad 8.89 g / cm ³
Resistencia a la rotura 18 kg /mm² aprox.
Elongación a la rotura mínimo 30%
Conductividad eléctrica mínimo 100% IACS
Resistividad máxima 17.241 ohm-mm²/km
Norma de fabricación ASTM B49
Diámetro 8 ± 0.38 mm
Superficie – limpia, suave y sin presencia de fisuras.

Características del empaque

Peso aproximado 2500 - 3300 Kg.
Diámetro exterior 135 cm. Aproximadamente
Diámetro interno 65 cm. Aproximadamente
Disposición del rollo vertical

Factores esenciales de calidad

  • El cobre OF es un material de una sola fase (sin óxidos de cobre en su estructura). Por lo tanto su ductilidad y trefilado es mejor que la del cobre ETP.
  • Los hornos de los sistemas UPCAST®, están dimensionados para conseguir niveles de oxígeno entre 1 y 2 ppm. Los estándares internacionales señalan que el nivel máximo de oxígeno en cobre Cu-OF es de 10 ppm.
  • Mínima concentración de oxígeno significa también mínimos defectos en la estructura interna.
  • Gracias a la tecnología de refractarios, el baño de cobre fundido es limpio, proporcionando las bases para un alambrón de buena calidad.
  • La naturaleza inerte del revestimiento de los hornos asegura que ninguna partícula o inclusión pueda causar roturas en el alambre a cualquier diámetro.
  • Para asegurar la mejor calidad superficial de manera consistente, el UPCAST® de Outokumpu usa únicamente sistemas de servomecanismos, con movimientos especialmente diseñados para manejar adecuadamente la interacción matriz-alambrón (la fricción).

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Bibliografía

 

 


 

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