Primjena u elektroindustriji



Prijenos energije: Velika količina visoko vodljivog bakra troši se u prijenosu energije, uglavnom se koristi u energetskim kabelima, sabirnicama, transformatorima, sklopkama, utičnim komponentama i konektorima. U procesu prijenosa električne energije žica i kabela dolazi do rasipanja električne energije zbog otpornog zagrijavanja. Iz perspektive uštede energije i ekonomičnosti, trenutno se u svijetu promiče standard "optimalnog presjeka kabela". U prošlosti su se popularni standardi jednostavno temeljili na perspektivi smanjenja ulaganja u prvu instalaciju, a kako bi se minimalizirao poprečni presjek kabela, kako bi se izbjeglo opasno pregrijavanje pod nazivnom strujom koju zahtijeva projekt, minimalni Određena je dopuštena veličina kabela. Iako je cijena instalacije kabela položenog prema ovoj normi niska, potrošnja energije otpora je relativno velika tijekom dugotrajne uporabe. Standard "optimalnog poprečnog presjeka kabela" uzima u obzir i troškove prve instalacije i potrošnju energije, te na odgovarajući način povećava veličinu kabela kako bi se postigla svrha uštede energije i najbolje sveobuhvatne ekonomske koristi. Prema novom standardu, presjek kabela je često više nego udvostručen od starog standarda, čime se može postići učinak uštede energije od oko 50%. U proteklom razdoblju, zbog nestašice čelika u mojoj zemlji, aluminij je korišten za zamjenu bakra u nadzemnim visokonaponskim dalekovodima u nadi da će se smanjiti težina, s obzirom da je specifična težina aluminija samo 30% od od bakra. Trenutno će se, sa stanovišta zaštite okoliša, zračni dalekovodi pretvoriti u polaganje podzemnih kabela. U ovom slučaju, aluminij blijedi u usporedbi s bakrom zbog svoje slabe vodljivosti i velike veličine kabela.
Proizvodnja motora: U proizvodnji motora naširoko se koriste bakrene legure visoke vodljivosti i visoke čvrstoće. Glavni bakreni dijelovi su statori, rotori i glave vratila. U velikim motorima, namoti se hlade vodom ili vodikom, što se naziva dvostrukim vodenim unutarnjim hlađenjem ili motorima s vodikovim hlađenjem, što zahtijeva dugačku šuplju žicu. Motori su veliki potrošači električne energije, s oko 60% ukupne opskrbe električnom energijom. Kumulativni račun za električnu energiju za rad motora je vrlo visok, općenito dostižući trošak samog motora unutar prvih 500 sati rada, što je ekvivalentno 4 do 16 puta većem trošku unutar godine, i do 200 puta većem trošku tijekom cijeli radni vijek. Malo povećanje učinkovitosti motora ne samo da može uštedjeti energiju; ali i dobiti značajne ekonomske koristi. Razvoj i primjena visokoučinkovitih motora danas je vruća tema u svijetu. Budući da potrošnja energije unutar motora uglavnom dolazi od gubitka otpora namota, povećanje poprečnog presjeka bakrene žice ključna je mjera za razvoj visokoučinkovitih motora. Neki visokoučinkoviti motori koji su razvijeni posljednjih godina povećali su upotrebu bakrenih namota za 25% do 100% u usporedbi s tradicionalnim motorima. Trenutačno Ministarstvo energetike SAD-a financira razvojni projekt proizvodnje rotora motora pomoću tehnologije lijevanog bakra.
Komunikacijski kabeli: Od 1980-ih, zbog prednosti velike nosivosti struje svjetlovodnih kabela, oni kontinuirano zamjenjuju bakrene kabele na komunikacijskim magistralnim vodovima te su brzo promovirani i primijenjeni. Međutim, još uvijek je potrebna velika količina bakra za pretvaranje električne energije u svjetlosnu energiju i ulazne vodove do korisnika. S razvojem komunikacijske industrije ljudi sve više ovise o komunikacijama, a potražnja za kabelima od optičkih vlakana i bakrenim žicama nastavit će rasti.
Stambeni električni vodovi: Posljednjih godina, s poboljšanjem životnog standarda ljudi u mojoj zemlji, kućanski aparati su brzo popularizirani, a opterećenje stanovanja električnom energijom je naglo poraslo. Godine 1987. potrošnja električne energije u kućanstvima iznosila je 26,96 milijardi kWh (1 kWh=1 kW-sat). Deset godina kasnije, 1996., skočio je na 113,1 milijardu kWh, što je povećanje od 3,2 puta. Unatoč tome, još uvijek postoji veliki jaz u usporedbi s razvijenim zemljama. Na primjer, 1995. godine potrošnja električne energije po stanovniku u Sjedinjenim Državama bila je 14,6 puta veća od potrošnje moje zemlje, au Japanu 8,6 puta veća od potrošnje moje zemlje. Potrošnja električne energije u stambenim objektima u mojoj zemlji imat će veliki razvoj u budućnosti. Očekuje se da će se od 1996. do 2005. povećati 1,4 puta.
Primjena u strojevima i metalurškoj industriji: Bakreni dijelovi mogu se naći u gotovo svim strojevima. Osim velike količine čelika koji se koristi u motorima, strujnim krugovima, hidrauličkim sustavima, pneumatskim sustavima i sustavima upravljanja, postoje mnoge vrste dijelova prijenosa i dijelova za pričvršćivanje izrađenih od mesinga i bronce, kao što su zupčanici, pužni kotači, puži, spojke, spojni elementi, dijelovi za uvijanje, vijci, matice itd. Ležajevi ili rukavci izrađeni od antifrikcijskih bakrenih legura koriste se između gotovo svih dijelova koji se međusobno pomiču. Konkretno, rukavci cilindara i klizači velikih ekstrudera i preša za kovanje s kapacitetom od 10,000 tona gotovo su svi izrađeni od bronce, a težina odljevaka može doseći nekoliko tona. Mnogi elastični elementi gotovo su svi izrađeni od silikonske bronce i kositrene bronce. Alati za zavarivanje, kalupi za tlačno lijevanje itd. još su više neodvojivi od bakrenih legura, i tako dalje.
Metalurška oprema: Metalurška industrija veliki je potrošač električne energije i poznata je kao "električni tigar". U izgradnji metalurških postrojenja obično mora postojati ogroman sustav prijenosa i distribucije električne energije i oprema za rad električne energije koja se oslanja na bakar za rad. Osim toga, u pirometalurgiji je tehnologija kontinuiranog lijevanja zauzela dominantan položaj, a ključna komponenta, kristalizator, uglavnom je izrađena od bakrenih legura visoke čvrstoće i visoke toplinske vodljivosti, kao što su krom bakar i srebro bakar. Vodeno hlađeni tiglovi vakuumskih lučnih peći i električnih peći na trosku u elektrometalurgiji izrađuju se od čeličnih cijevi, a indukcijski svici raznih indukcijskih grijanja omotani su bakrenim cijevima ili bakrenim cijevima posebnog oblika te se kroz njih propušta voda za hlađenje.
Dodaci legurama: Bakar je važan aditivni element u legurama kao što su čelik i aluminij. Mala količina bakra (0.2-0.5%) dodana niskolegiranom konstrukcijskom čeliku može poboljšati čvrstoću čelika i njegovu otpornost na atmosfersku i morsku koroziju. Dodavanje bakra lijevanom željezu i nehrđajućem čeliku otpornom na koroziju može dodatno poboljšati njihovu otpornost na koroziju. Legure s visokim udjelom nikla koje sadrže oko 30% bakra poznate su "monel legure" visoke čvrstoće otporne na koroziju, koje se široko koriste u nuklearnoj industriji. Bakar je sadržan u mnogim aluminijskim legurama visoke čvrstoće. Toplinskom obradom kaljenjem i starenjem, raspršene fine čestice se talože u leguri, što značajno poboljšava njezinu čvrstoću, a naziva se aluminijska legura otvrdnuta starenjem. Među njima je najpoznatiji duraluminij ili tvrdi aluminij, aluminijska legura koja sadrži bakar, mangan i magnezij, a važan je konstrukcijski materijal za proizvodnju zrakoplova i raketa.







