شرکت تابان مس ایرانیان تأمینکنندهی تخصصی انواع مفتولهای مسی در گریدهای مختلف شامل مفتول مسی کاتدی (تولید شده از کاتد مس خالص به دو روش ریختهگری و نورد پیوسته Continuus Casting & Rolling و ریختهگری پیوستهی عمودی Upcast) و مفتول مسی ضایعاتی (ریفاینینگ) (تولید شده از بازیافت و پالایش ضایعات مسی) میباشد. این شرکت با همکاری برندهای معتبر داخلی، مفتولهای مسی را با بالاترین کیفیت و مطابق استانداردهای جهانی عرضه میکند. علاوه بر مفتول ۸ میلیمتری، تابان مس ایرانیان امکان تأمین سیمهای مسی سایز شده (کشیدهشده در قطرهای مختلف)، سیمهای افشان و هادیهای تابیده مسی در سایزهای سفارشی مشتریان را نیز دارد. در ادامه به معرفی هر یک از محصولات اصلی مفتولی این شرکت، همراه با مشخصات فنی، مزایا، معایب، بستهبندی و کاربردهای آنها میپردازیم.
مفتول مسی کاتدی از مس خالص پالایششده (Grade A LME) تولید شده و بالاترین درجه خلوص و رسانایی را داراست. این محصول که عموماً با نام مفتول Electrolytic Tough Pitch (ETP) شناخته میشود، ماده اولیه اصلی برای تولید سیم و کابلهای برق است. تولید مفتول کاتدی به دو روش صنعتی متفاوت انجام میگیرد که هر کدام ویژگیهای خاص خود را دارند:
• روش ریختهگری و نورد پیوسته (CCR): در این روش، کاتدهای مس داخل کوره ذوب شده و مس مذاب از طریق چرخ ریختهگری به شکل مفتول ریخته میشود. مفتول حاصل سپس بلافاصله تحت نورد گرم پیوسته قرار گرفته و قطر آن به ۸ میلیمتر کاهش مییابد. حاصل کار مفتول مسی با سطح کاملاً صاف و عاری از عیوب است که به صورت پیوسته و بدون هرگونه جوش در طول، روی کویل پیچیده میشود. این روش راندمان تولید بالایی داشته و کویلهای بزرگ (تا حدود ۵ تن) تولید میکند. مفتول ETP حاصل حاوی مقدار کنترلشدهای اکسیژن (حدود ۰٫۰۲٪ یا ۲۰۰~۴۰۰ ppm) به عنوان عنصر آلیاژی است که رسانایی الکتریکی بالا و قابلیت کارپذیری مناسبی به مس میدهد. البته وجود اکسیژن میتواند در فرایندهای حرارتی خاص (مثلاً آنیل در اتمسفر هیدروژن) منجر به تردی هیدروژنی شود، لذا این مفتول برای کاربردهای عمومی که نیاز به عملیات حرارتی شدید ندارند بسیار مناسب و اقتصادی است.
• روش ریختهگری عمودی (آبکست Upcast): در این روش مدرن، مس مذاب به صورت عمودی به سمت بالا در قالبهای ویژه ریختهگری میشود و مفتول مسی بدون عملیات نورد مستقیماً تولید میگردد. محصول به دست آمده مفتول مسی بدون اکسیژن (OFHC) با خلوص بسیار بالا است که میزان اکسیژن آن نزدیک به صفر (کمتر از ۱۰ ppm) میباشد. نبود عملیات نورد باعث میشود ساختار دانهبندی مفتول نسبتاً درشتتر اما نرمتر و انعطافپذیرتر باشد. این مفتولها به دلیل عاری بودن از اکسیژن، رسانایی الکتریکی فوقالعاده و قابلیت کشش و شکلپذیری بالاتر دارند. مفتول مسی آبکست بهویژه در کاربردهایی که نیاز به مس بدون اکسیژن است (مانند تولید سیمهای لعابدار مغناطیسی، سیمهای جوشکاری و مصارفی که مفتول باید تحت عملیات حرارتی یا لحیمکاری قرار گیرد) مورد استفاده قرار میگیرد. حجم تولید این روش نسبت به CCR کمتر بوده و کویلهای کوچکتری تولید میشود ، اما کیفیت متالورژیکی مفتول بالاتر بوده و خلوص مس نزدیک به مس کاتد اولیه باقی میماند.
مزایا و معایب: به طور خلاصه، مفتول کاتدی تولیدشده به روش CCR از نظر حجم تولید و صرفه اقتصادی برتر است و برای اکثر کاربردهای سیم و کابل ایدهآل میباشد، هرچند به دلیل حضور اکسیژن برای مصارف حساس به اکسیژن مناسب نیست. از سوی دیگر، مفتول تولیدشده به روش Upcast کاملاً بدون اکسیژن بوده و از نظر خواص الکتریکی و مکانیکی در شرایط خاص برتر است (انعطافپذیری بیشتر و عدم تردی در دمای بالا)، اما نرخ تولید پایینتر و هزینهی بالاتری دارد. شرکت تابان مس ایرانیان بسته به نیاز مشتری قادر به تأمین هر دو نوع مفتول کاتدی (استاندارد ETP و نیز نوع بدون اکسیژن OFHC) میباشد.
گریدبندی و استانداردها: مفتولهای مسی کاتدی این شرکت مطابق استاندارد ASTM B49 تولید و آزمایش میشوند. از نظر ترکیب شیمیایی، حداقل خلوص مس (شامل نقره) برای مفتول ETP برابر ۹۹.۹۹% است. مفتولهای بدون اکسیژن استاندارد نیز حداقل ۹۹.۹۵% مس خالص دارند و در گرید Cu-OF یا Cu-OFE دستهبندی میشوند. خواص مکانیکی هر دو نوع مفتول کاتدی در جدول زیر مقایسه شده است:
| کاربرد رایج | سطح مقطع اسمی (mm²) | قطر نهایی سیم (mm) |
|---|---|---|
| سیم برق تک رشته (سیمکشی ساختمانی) | ۱/۵ ≈ | ۱/۳۸ |
| سیم برق و کابلهای قدرت سبک | ۲/۵ ≈ | ۱/۷۸ |
| هادی ارت یا کابلهای قدرت قویتری | ۵/۵ ≈ | ۲/۶۳ |
| شینهها و سیمهای نیمهافشان قدرت | ۱۱۰/۰ ≈ | ۳/۵۰ |
مفتول مس ضایعاتی (ریفاینینگ) نوعی مفتول مسی است که از بازیافت و پالایش ضایعات مسی تولید میشود. این محصول به شکل مفتول (وایر) ۸ میلیمتری ارائه میگردد و ماده اولیه آن بهجای کاتد مس الکترولیتی، مجموعهای از ضایعات و قراضههای مس است. منابع ضایعاتی مورد استفاده شامل کابلها و سیمهای فرسوده، آرمیچرها و موتورهای الکتریکی اسقاط، سیمهای لاکی (مسی روکشدار) سوخته یا خارج از رده، لولههای مسی مستعمل و سایر قطعات مسی بازیافتی میباشند. با پالایش (ریفاینینگ) این ضایعات، مس موجود در آنها به شکل مفتول استاندارد برای کاربردهای صنعتی و الکتریکی مجدداً به چرخه مصرف بازمیگردد . این محصول از نظر ظاهری مشابه مفتول مس کاتدی است اما ترکیب شیمیایی و برخی خواص آن اندکی متفاوت است.
فرآیند تولید مفتول مس ریفاینینگ شامل چند مرحله اصلی است که با هدف استخراج مس خالص از ضایعات و تبدیل آن به مفتول انجام میشود:
۱. جمعآوری و تفکیک ضایعات مسی: ابتدا ضایعات مس مانند سیمها، کابلها، موتورهای فرسوده و لولههای مسی کهنه جمعآوری و بر اساس عیار و نوع (مثلاً سیم بدون عایق، کابل روکشدار، آلیاژهای مسی و …) دستهبندی میشوند.
۲. ذوب و پالایش (Refining): ضایعات مسی در کورههای مخصوص (نظیر کورههای شعلهای یا القایی) ذوب میشوند. طی این مرحله با افزودن مواد شارژ و انجام فرآیندهای پالایش حرارتی، ناخالصیهای فلزی و غیرفلزی (مانند آهن، قلع، روی، سرب و اکسیدها) از مذاب مس جدا شده و بهصورت سرباره خارج میگردند. پالایش ممکن است شامل دمش هوا/اکسیژن برای اکسید کردن ناخالصیها و سپس کاهش اکسید مس توسط کربن (معروف به پولینگ) جهت بهبود خلوص باشد.
۳. ریختهگری و تولید مفتول: مس مذاب پالایششده پس از رسیدن به خلوص مورد نظر، توسط روش ریختهگری مداوم به شکل مفتول ۸ میلیمتری ریختهگری میشود . در این مرحله، مذاب مس از طریق قالبهای مخصوص به صورت یک میله ممتد (wire rod) شکل میگیرد و سپس بهسرعت سرد شده و توسط دستگاههای نورد یا کشش اولیه به قطر استاندارد ۸ میلیمتر در میآید. محصول نهایی به صورت کلافهای مفتول مسی ۸ میلیمتری آماده میشود.
۴. کویلپیچی و بستهبندی: مفتول مس ۸ میلیمتری تولیدشده به شکل کلاف (Coil) پیچیده شده و پس از بازرسی کیفیت، برای حمل و نقل بر روی پالتهای چوبی یا فلزی قرار میگیرد و با تسمه یا روکش پلاستیکی بستهبندی میشود. این شیوه بستهبندی موجب حفاظت مفتول و سهولت در جابجایی با لیفتراک یا جرثقیل میشود.
مفتول مسی کاتدی محصولی است که مستقیماً از مس کاتد (مس الکترولیتی با خلوص بسیار بالا) تولید میشود، در حالی که مفتول مس ریفاینینگ از ضایعات مسی بازیافتی بهدست میآید. این تفاوت در منشاء مواد اولیه باعث ایجاد اختلافهایی در خواص و ویژگیهای این دو نوع مفتول میشود:
• ترکیب شیمیایی و خلوص: مفتول مس کاتدی دارای خلوص بالاتری (حدود ٪۹۹/۹۹ مس) است، در حالی که خلوص مفتول مس ریفاینینگ معمولاً کمی پایینتر است (حدود ۹۹.۹٪). به عنوان مثال، ترکیب شیمیایی مفتول بازیافتی ممکن است شامل مقادیر جزیی عناصر ناخالصی مانند آهن، قلع، نیکل یا سرب باشد که در مس کاتدی تقریباً وجود ندارند. هرچند خلوص ~٪۹۹/۹ نیز برای بسیاری از کاربردهای الکتریکی قابل قبول است، اما همان درصد ناچیز ناخالصی در مس ریفاینینگ میتواند روی برخی خواص تأثیر بگذارد.
• هدایت الکتریکی: به طور کلی هدایت الکتریکی مس خالص معیار %۱۰۰ IACS (معادل ۵۸ مگازیمنس بر متر) تعریف میشود. مفتول مس کاتدی به دلیل خلوص بالاتر معمولاً هدایت الکتریکی در حدود %۱۰۰ تا %۱۰۱ IACS دارد. مفتول مس ریفاینینگ نیز میتواند هدایت نزدیک به %۱۰۰ IACS ارائه دهد، ولی حضور جزئی ناخالصیها ممکن است رسانایی را اندکی کاهش دهد (مثلاً رسانایی عملی در حدود ۹۷% تا ۱۰۰% IACS) . با این وجود هدایت الکتریکی هر دو نوع مفتول برای کاربردهای جریان الکتریکی معمولی بسیار مناسب بوده و تفاوت چند درصدی در رسانایی معمولاً در عملکرد کابلهای برق عمومی تأثیر قابل ملاحظهای ندارد.
• خواص مکانیکی (استحکام و انعطافپذیری): وجود ناخالصیهای جزئی در مس ریفاینینگ میتواند بر خواص مکانیکی اثر بگذارد. اندازهگیریها نشان میدهد استحکام کششی نهایی مفتول مس کاتدی حدود ۲۲۵–۲۳۵ مگاپاسکال و درصد ازدیاد طول (انعطافپذیری) آن حدود %۳۸ است . در مقابل، مفتول مس ریفاینینگ استحکام کششی حدود ۲۲۰–۲۵۰ مگاپاسکال و ازدیاد طول نسبی حدود %۳۶ دارد . این بدان معنی است که مفتول بازیافتی ممکن است کمی سختتر (در برخی موارد استحکام بالاتر) ولی اندکی تردتر (انعطافپذیری کمتر) نسبت به نوع کاتدی باشد. همچنین آزمایش پیچش (تعداد پیچ تا شکست) نشان میدهد مفتول کاتدی حدود ۴۵ پیچ را تحمل میکند، در حالی که مفتول ریفاینینگ حدود ۴۲ پیچ را تاب میآورد که نشانهای از انعطاف کمتر آن است. البته هر دو نوع مفتول از نظر استحکام و شکلپذیری در محدوده استانداردهای صنعتی قرار دارند.
• مقاومت در برابر اکسیداسیون: لایه اکسیدی که بر سطح مس در مجاورت هوا تشکیل میشود در مفتول مس کاتدی و ریفاینینگ اندکی متفاوت است. مس کاتدی بسیار خالص، لایهٔ اکسید بسیار نازک و چسبندهای تشکیل میدهد که مقاومت الکتریکی ناچیزی دارد. در مفتول ریفاینینگ به علت حضور مقدار بسیار کم ناخالصیها، ممکن است نرخ اکسیداسیون یا ضخامت لایه اکسید سطحی کمی بیشتر باشد . به بیان دیگر، امکان دارد مفتول بازیافتی در بلندمدت کمی زودتر کدر شود یا نیاز به تمیزکاری داشته باشد، هرچند این تفاوت آنقدر زیاد نیست که در عملکرد معمول اختلالی ایجاد کند.
• قیمت و دسترسی: یکی از مهمترین تفاوتهای این دو محصول در هزینه و دسترسی مواد اولیه است. مفتول مس ریفاینینگ به دلیل استفاده از ضایعات، قیمت تمامشده پایینتری دارد و وابستگی کمتری به تأمین کاتد خالص (که یک کالای جهانی با قیمت بورس است) دارد. هزینه پایینتر بازیافت باعث میشود این محصول برای مصارف گسترده صنعتی مقرونبهصرفهتر باشد. از سوی دیگر، تولید مفتول کاتدی نیازمند کاتد مس با خلوص ٪۹۹/۹۹ است که معمولاً از طریق صنایع بزرگ معدنی و ذوب مس تأمین میشود؛ لذا قیمت بالاتری داشته و مستقیماً تحت تأثیر نوسانات بازار جهانی مس قرار دارد. به لحاظ دسترسی نیز، در صورت فراهم بودن شبکه جمعآوری ضایعات مس در داخل کشور، تولید مفتول بازیافتی میتواند به تأمین پایدارتر نیاز صنایع داخلی کمک کند. البته برای کاربردهای بسیار حساس که نیاز به بالاترین درجه خلوص و رسانایی است (مانند رساناهای فوقدقیق یا سیمهای تخصصی)، مفتول کاتدی همچنان گزینه مطلوبتر به شمار میرود.
مفتول مسی حاصل از ضایعات به عنوان یک محصول بازیافتی، دارای مزایای قابل توجهی است ولی در کنار آن چالشهایی نیز دارد. در ادامه به مهمترین مزایا و معایب این محصول اشاره میکنیم:
مزایا:
• قیمت مناسبتر: مهمترین مزیت مفتول مس ریفاینینگ قیمت پایینتر آن نسبت به مفتول کاتدی است. به دلیل استفاده از مواد اولیه ارزانتر (ضایعات) و حذف مراحل پرهزینه استخراج و الکترولیز، هزینه نهایی تولید کاهش مییابد . این موضوع به تولیدکنندگان سیم و کابل اجازه میدهد با صرف هزینه کمتر، مواد اولیه مسی خود را تأمین کنند.
• بهرهوری زیستمحیطی: تولید مفتول از ضایعات به معنای بازیافت مس موجود و کاهش نیاز به استخراج مس جدید از معدن است. فرآیند بازیافت مس تا ٪۸۵ انرژی کمتری نسبت به تولید اولیه مس از سنگ معدن مصرف میکند ، که این امر به کاهش انتشار گازهای گلخانهای و حفظ منابع طبیعی کمک میکند. بنابراین استفاده از مس بازیافتی به پایداری محیط زیست و توسعه اقتصاد چرخهای کمک شایانی مینماید.
• دسترسی محلی و حمایت از صنعت بازیافت: بهرهگیری از قراضههای مسی داخلی میتواند وابستگی به واردات کاتد را کاهش داده و صنعت بازیافت محلی را تقویت کند. این امر ضمن ایجاد اشتغال در بخش بازیافت، از خروج ارز برای واردات مواد اولیه جلوگیری کرده و زنجیره تأمین مس را در داخل کشور کوتاهتر و قابلاطمینانتر میسازد.
• قابلیت بازیافت مجدد: مفتول مس ریفاینینگ خود نیز در پایان چرخهٔ عمرش قابل بازیافت است. مس یک ماده با قابلیت بازیافت نامحدود است که میتواند بارها ذوب و استفاده مجدد شود بدون آنکه خواصش افت جدی پیدا کند. این ویژگی باعث میشود مفتول تولیدشده از مس بازیافتی، همچنان ارزش بازیافتی بالایی برای استفادههای بعدی داشته باشد.
معایب:
• خلوص و کیفیت پایینتر نسبت به مس کاتدی: هرچند خلوص مس ریفاینینگ به حدود ٪۹۹/۹ میرسد، اما همچنان اندکی کمتر از مس کاتدی است. وجود ناخالصیهای جزئی ممکن است کیفیت رسانایی الکتریکی یا دوام مکانیکی را کاهش دهد . برای مثال، حضور عناصر ناخالص میتواند مقاومت الکتریکی را کمی بالا برده یا در فرآیند کشش و آنیل سیمها مشکلاتی (مانند شکنندگی یا کاهش انعطاف) ایجاد کند. بنابراین کنترل کیفیت دقیقتر در تولید و استفاده از این مفتول لازم است تا از تطابق آن با استانداردهای مورد نیاز اطمینان حاصل شود.
• محدودیت در کاربردهای حساس: به علت خلوص پایینتر، مفتول مس بازیافتی برای کاربردهایی که نیازمند مس فوقخالص با حداکثر رسانایی و کمترین افت درازمدت هستند کمتر توصیه میشود. در صنایع حساسی نظیر تجهیزات مخابراتی پیشرفته، سیمپیچی ترانسفورماتورهای بسیار پربازده یا مدارهای الکترونیکی دقیق، استفاده از مس کاتدی یا مس بدون اکسیژن (OFC) ترجیح داده میشود. مفتول ریفاینینگ در صورت لزوم استفاده در این موارد، باید تحت فرآیندهای پالایش بیشتر یا آلیاژسازی خاص قرار گیرد که هزینهها را افزایش داده و زمان آمادهسازی را طولانیتر میکند .
• نوسان کیفیت وابسته به خوراک ضایعات: کیفیت مفتول بازیافتی تا حد زیادی وابسته به ترکیب ضایعات ورودی به فرآیند است. اگر ضایعات اولیه حاوی عناصر ناخالصی غیرمعمول یا آلودگیهای زیاد باشند، ممکن است رسیدن به خلوص مطلوب دشوار شود یا نیاز به پالایش بیشتری داشته باشد. لذا ثبات کیفیت مفتول ریفاینینگ مستلزم سیستم غربالگری، جداسازی و کنترل ترکیب شیمیایی خوراک ضایعات است. هرگونه تغییر در ترکیب قراضه میتواند منجر به تغییر خواص محصول نهایی گردد که باید مورد توجه تولیدکنندگان و مصرفکنندگان قرار گیرد.
مفتول مسی تولیدشده از ضایعات را در استانداردهای بینالمللی با نام اختصاری FRHC (مخفف Fire-Refined High Conductivity Copper) میشناسند که به معنای مس پالایششده به روش حرارتی با رسانایی بالا است. استاندارد ASTM B49 مشخصات مربوط به مفتول مسی برای رسانای الکتریکی را تعیین میکند و شامل هر دو نوع مفتول کاتدی (معادل UNS C11000 یا ETP) و مفتول بازیافتی (معادل UNS C11020 یا FRHC) میشود . بر اساس این استاندارد و سایر استانداردهای مرتبط (مانند ASTM B193 برای سنجش هدایت الکتریکی)، مفتول مسی باید ویژگیهایی نظیر حداقل خلوص و رسانایی، محدودهٔ استحکام و انعطافپذیری، و حداکثر میزان عناصر ناخالصی را دارا باشد. به عنوان مثال، مفتول FRHC معمولاً باید حداقل ~۹۹/۹۰% مس (شامل مس و نقره) داشته باشد و رسانایی آن نباید کمتر از حدود %۹۷ IACS باشد . همچنین میزان اکسیژن در مس ریفاینینگ کنترل میشود (در حد چند صد قسمت در میلیون یا ppm) زیرا اکسیژن زیاد میتواند شکنندگی بیندانهای ایجاد کرده و رسانایی را کاهش دهد. شرکتهای تولیدکنندهٔ مفتول مس زایعاتی اغلب محصول خود را بر اساس گریدهای استاندارد عرضه میکنند تا مشتریان از مطابقت مشخصات فنی با استانداردها اطمینان حاصل کنند.
در جدول زیر برخی از مشخصات فنی کلیدی مفتول مس زایعاتی (ریفاینینگ) ارائه شده است. این مقادیر بسته به تولیدکننده و کیفیت ضایعات ورودی ممکن است اندکی تغییر کنند، اما به طور کلی در محدودهٔ استانداردهای صنعتی قرار میگیرند:
| مشخصه | مقدار (مفتول مس ریفاینینگ) |
|---|---|
| قطر مفتول (اسمی) | ۰/۲ ± ۸ میلیمتر (قطر استاندار مفتول مس) |
| خلوص مس (شامل Ag) | ۹۹/۹۹٪ ≤ (معمولا حدود ٪۹۹/۹۲) |
| هدایت الکتریکی | (تقریباMS/m58-56) 100-97%∼ |
| استحکام کششی نهایی | ۲۵۰-۲۲۰ نیوتن/میلیمتر² |
| ازدیاد طول نسبی (انعطاف) | (معمولا حدود ٪۳۶) ٪۳۵ ≤ |
| میزان اکسیژن | (۲۲۰-140ppm) 0/22-0/014٪ وزنی |
| استاندارد تولید | (گرید FRHC - استاندارد مفتول مس) ASTM B49 |
| قابلیت آنیل شدن | دارد - امکان آنیل برای نرمی بیشتر (مثلا حرارتدهی در ℃۳۰۰-۴۰۰ جهت بازیابی نرمی پس از کشش) |
مفتول مس بازیافتی به دلیل دارا بودن رسانایی الکتریکی بالا و قیمت مناسب، در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی و ساختمانی مورد استفاده قرار میگیرد. این محصول بهخصوص در صنایعی که مصرف بالای سیم و کابل دارند و نیاز کمتری به خلوص مطلق مس وجود دارد، گزینهای ایدهآل محسوب میشود. برخی از کاربردهای رایج عبارتاند از:
• صنعت سیم و کابل ساختمانی: تولید انواع کابلهای برق فشار ضعیف و متوسط برای ساختمانها، سیمکشی داخلی منازل و تأسیسات، و سیمهای ارت. مفتول مس ریفاینینگ به عنوان ماده اولیهٔ این کابلها به کار میرود و به دلیل قیمت کمتر، هزینهٔ تولید کابل را کاهش میدهد بدون آنکه عملکرد الکتریکی کابل در کاربردهای معمولی مختل شود.
• سیمپیچیهای الکتریکی صنعتی: در ساخت موتورهای الکتریکی استاندارد، ژنراتورها، ترانسفورماتورها و دستگاههای جوشکاری از سیمپیچهای مسی استفاده میشود. اگرچه برای ترانسفورماتورهای عظیم نیروگاهی یا موتورهای بسیار پربازده ممکن است مس با خلوص بالاتر ترجیح داده شود، اما در بسیاری از موتورهای معمولی و تجهیزات الکتریکی صنعتی، سیم مفتول مس بازیافتی به خوبی میتواند نقش رسانای الکتریکی را ایفا کند. این مفتولها پس از کشیدهشدن به قطرهای ریزتر و عایق شدن (لاکگیری)، به عنوان سیم لاکی در الکتروموتورها و ترانسها به کار میروند.
• هادیهای عمومی و کاربردهای غیرحساس: در مواردی مانند سیمهای اتصال زمین (ارت)، شینهها و میلههای ارتینگ، کابلهای جوش و کابلهای باتری، که کمی ناخالصی در مس تأثیر محسوسی بر کارکرد مدار نمیگذارد، از مس ریفاینینگ استفاده میشود. همچنین برای ساخت برخی هادیهای آلیاژی یا روکشدار (مانند سیم مس قلعاندود) نیز میتوان از مفتول پایه بازیافتی بهره گرفت، زیرا پس از اعمال پوشش یا آلیاژسازی، تفاوت جزئی در خلوص مس پایه چندان محسوس نخواهد بود.
• سایر صنایع فلزی: علاوه بر صنایع برق، بخشی از مس بازیافتی در تولید آلیاژهای مسی نیز به مصرف میرسد. به عنوان مثال بسیاری از آلیاژهای پرکاربرد مانند برنج و برنز عمدتاً از مس بازیافتی تولید میشوند . همچنین در ساخت لولههای مسی برای مصارف غیرحساس (مانند لولههای آب و گاز در تأسیسات ساختمانی و صنعتی) میتوان از مفتول یا شمش مس بازیافتی استفاده کرد. هرچند این موارد مستقیماً کاربرد مفتول ۸ میلیمتری نیستند، اما نشاندهندهٔ گستردگی استفاده از مس بازیافتی در صنایع مختلف میباشد.
در مجموع، مفتول مس ضایعاتی (ریفاینینگ) به عنوان یک محصول مقرونبهصرفه و سازگار با محیط زیست، نقش مهمی در تأمین مواد اولیهٔ صنایع سیم و کابل و دیگر صنایع وابسته به مس ایفا میکند. این محصول با وجود خلوص اندکی کمتر نسبت به مفتول کاتدی، توانسته است بخش عمدهای از نیازهای الکتریکی و مکانیکی را با کیفیتی قابل قبول برآورده سازد و همزمان مزایای اقتصادی و زیستمحیطی چشمگیری به همراه داشته باشد. با رعایت استانداردهای تولید و نظارت دقیق بر کیفیت، مفتول مس بازیافتی میتواند یک انتخاب هوشمندانه برای مشتریان سنتی و صنعتی باشد که به دنبال ترکیبی از کارایی، صرفهٔ اقتصادی و مسئولیتپذیری زیستمحیطی هستند.
سیمهای مسی سایز شده بسته به نیاز میتوانند آنیل شده (نرم) یا سخت کشیده تحویل شوند. خواص مکانیکی آنها تابع میزان آنیل است: برای نمونه سیم مسی تکرشته آنیلشده میتواند حدود ۲۰–۳۵% ازدیاد طول و ۱۵۰–۲۰۰ مگاپاسکال استحکام کششی داشته باشد، در حالی که همان سیم در حالت سخت کشیده ازدیاد طول کمتر (مثلاً ۱۰–۱۵%) و استحکام بالاتر (تا ۲۵۰–۳۰۰ مگاپاسکال) خواهد داشت. مقاومت الکتریکی حجمی سیمهای مسی سایز شده عملاً تفاوتی با مفتول ۸ میلیمتری ندارد و نزدیک به ۰.۰۱۷۲۴۱ Ω·mm²/m در ۲۰°C است (معادل رسانایی ۱۰۰% IACS). در واقع فرآیند کشش و آنیل اگر به درستی انجام شود، تأثیری منفی بر رسانایی مس نخواهد گذاشت.
بستهبندی: بستهبندی سیمهای سایز شده بر اساس قطر و ترجیح مشتری میتواند متفاوت باشد:
• برای سیمهای نسبتاً ضخیم (مثلاً قطر ۲–۵ میلیمتر)، معمولاً آنها را به صورت کلاف در سبدهای مخصوص فلزی یا روی قرقرههای چوبی بزرگ پیچیده و با پلاستیک روکش میکنند.
• برای سیمهای نازکتر (مثلاً زیر ۲ میلیمتر)، گزینهی بستهبندی در اکتابین (Octabin) نیز وجود دارد. اکتابین یک نوع جعبه مقوایی هشتضلعی بزرگ است که سیم نازک آنیلشده به صورت کلافهای پیوسته درون آن قرار میگیرد. این نوع بستهبندی بیشتر برای سیمهای نرم و نازکی است که قرار است مستقیماً در فرایندهایی نظیر بانچینگ (تبدیل به رشتههای افشان) استفاده شوند.
• وزن هر واحد بستهبندی میتواند متغیر باشد. به طور معمول قرقرههای چوبی ظرفیت حدود ۴۰۰ تا ۵۰۰ کیلوگرم سیم را دارند. اکتابینها ممکن است ۱ تن یا بیشتر سیم نازک را در خود جای دهند. همچنین کلافهای کوچکتر (مثلاً ۵۰ یا ۱۰۰ کیلویی) بر حسب نیاز مشتری قابل تهیه است.
برچسب مشخصات روی بستهبندی شامل قطر سیم، وضعیت آنیل، وزن و سایر اطلاعات فنی است. تمامی سیمهای سایز شده به صورت پیوسته بدون جوش عرضه میشوند (مگر طول بسیار زیاد مدنظر باشد که در آن صورت با توافق مشتری امکان اتصال نیز فراهم است). این تداوم در طول سیم به تولیدکنندگان اجازه میدهد بدون وقفه آن را روی خطوط خود مصرف کنند.
سیم مسی قلعاندود: شایان ذکر است که شرکت تابان مس ایرانیان امکان تأمین سیمهای مسی قلعاندود را نیز دارد. سیم قلعاندود در واقع همان سیم مسی آنیلشده است که یک لایهی نازک قلع از طریق فرآیند الکترولیز یا غوطهوری گرم بر سطح آن پوشش داده شده است. افزودن این پوشش قلع، مقاومت مس در برابر خوردگی و اکسید شدن را افزایش میدهد و لحیمپذیری سیم را بهتر میکند. سیم مسی قلع اندود در صنایع الکترونیک، خودروسازی، ساخت کابلهای کنترل و هر جایی که اتصال لحیمی مطمئن یا مقاومت در برابر رطوبت مورد نیاز است کاربرد گسترده دارد. این سیمها نیز میتوانند در سایزها و بستهبندیهای گوناگون (قرقره یا کلاف) بنا به درخواست ارائه شوند. استاندارد مرجع تولید سیم قلعاندود ASTM B33 میباشد که الزامات ضخامت پوشش قلع و کیفیت لحیمپذیری را مشخص میکند.
اصطلاح افشان به سیمهای مسی با انعطافپذیری بالا گفته میشود که از تعداد زیادی رشتههای مسی نازک تشکیل شدهاند. در مقابل، تابیده معمولاً به هادیهای چندرشته مسی گفته میشود که از تاباندن چند مفتول یا سیم به هم ساخته میشوند. شرکت تابان مس ایرانیان توانایی تأمین انواع هادیهای مسی تابیده شده (از چند رشته تا چند ده رشته) در سطح مقطعهای مختلف را دارد. این هادیها میتوانند به صورت سیم بدون روکش (برای استفاده در داخل کابلها یا شینهها) یا حتی با روکش عایقی (به صورت سفارش خاص) عرضه شوند.
هادیهای تابیده بسته به کاربرد به دو دستهی کلی تقسیم میشوند:
• هادیهای انعطافپذیر (افشان – Class 5/6): اینها از تعداد زیادی رشتهی بسیار نازک (مثلاً قطر ۰٫۲۵ یا ۰٫۳ میلیمتر) تشکیل شدهاند که حول محور مشترک تابیده شدهاند. نتیجه سیمی بسیار منعطف است که قابلیت خمشدن مکرر بدون شکست را دارد. این نوع هادیها در کابلهای انعطافپذیر، سیمهای افشان ساختمانی (مثلاً سیم برق افشان ۱/۵ یا ۲/۵ mm² )، کابلهای ابزار دقیق، کابلهای باتری و موارد مشابه کاربرد دارند.
• هادیهای تابیده نیمهافشان (کلاس ۲ یا ۳): اینها از تعداد کمتری رشتهی ضخیمتر (مثلاً ۷، ۱۹ یا ۳۷ رشته) تشکیل شدهاند و نسبت به افشان انعطافپذیری کمتری دارند اما همچنان نسبت به مفتول تکرشته منعطفترند. این نوع هادیها برای کابلهای قدرت استاندارد، شینههای انعطافپذیر و مواردی که هم رسانایی بالا و هم کمی انعطاف نیاز است (مثلاً برای نصب در سینی کابل با انحنای متوسط) استفاده میشوند.
تولید بر اساس سفارش: سیمها و هادیهای تابیده مسی کاملاً بر اساس نیاز مشتری طراحی و تأمین میشوند.
مشتری میتواند سطح مقطع نهایی هادی (مثلاً ۱۶، ۲۵، ۳۵، ۵۰، ۷۰، ۹۵، ۱۲۰mm² و غیره) و کلاس انعطافپذیری آن را تعیین کند. سپس بر اساس استانداردهای مربوطه (مانند IEC 60228 یا ISIRI) تعداد و قطر تکرشتههای مسی تشکیلدهنده آن هادی مشخص میشود. برای مثال، یک هادی افشان ۵۰ میلیمربع ممکن است از ۱۴۰ رشته سیم نازک قطر ۰/۳ mm تشکیل شود، در حالی که هادی نیمهافشان ۵۰ میلیمربع میتواند ۱۹ رشتهی ۱/۸mm داشته باشد. تمامی رشتهها از مس آنیلشده خالص با خلوص %۹۹/۹ تهیه میشوند تا بیشترین رسانایی و انعطاف را تضمین کنند.
بستهبندی: بستهبندی هادیهای تابیدهشده بسته به سایز و نوع کاربرد متفاوت است:
• هادیهای بدون روکش (Bare Conductors) معمولاً به صورت کلاف یا قرقره عرضه میشوند. برای سایزهای کوچک و افشان، قرقرههای چوبی یا پلاستیکی استفاده میشود تا رشتههای نازک آسیب نبینند. برای سایزهای بزرگتر (مثلاً شینههای انعطافپذیر ۱۲۰ mm²)، ممکن است آنها را روی طبلهای (درامهای) چوبی قوی پیچید.
• در صورت تابیده بودن با گام معین (مثلاً هادیهای گروه ۲)، ممکن است کلافها با سیم یا تسمه در چند نقطه مهار شوند تا از باز شدن تاب طی حمل جلوگیری شود.
• وزن هر قرقره یا کلاف بر اساس توان حمل و نقل و نیاز مشتری تنظیم میشود. قرقرههای استاندارد ممکن است ۵۰۰ کیلوگرم تا ۱ تن هادی را حمل کنند. برای هادیهای بسیار انعطافپذیر و ظریف، معمولاً وزن کمتری روی هر قرقره پیچیده میشود (مثلاً ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلوگرم) تا برداشتن و استفاده از آن آسان باشد.
کاربردها: سیمها و هادیهای افشان و تابیده مسی نقش اساسی در صنایع برق و الکترونیک ایفا میکنند. برخی کاربردهای رایج آنها عبارتند از:
• سیمهای افشان ساختمانی: جهت سیمکشی داخل ساختمانها برای تأمین برق روشنایی و پریزها (به علت انعطاف بیشتر جهت عبور از لولههای برق).
• کابلهای کنترل و ابزار دقیق: که نیاز به انعطاف جهت نصب در تابلوها و حرکتهای مکانیکی محدود دارند.
• هادیهای ارت و اتصال زمین: که اغلب به صورت چندرشته نرم برای سهولت در نصب استفاده میشوند. که به سیمهای جوش معروفند و بسیار افشان (انعطافپذیر) هستند تا در کاربردهای متحرک صنعتی دوام بیاورند.
• شینههای انعطافپذیر: برای انتقال جریانهای بالا در فضاهای محدود (مثل اتصالات داخلی تابلوهای برق) که بافتهای از مس افشان هستند.
• سیمهای سیمپیچی خاص: برخی سیمهای تابیده نازک در ساختار کابلهای کواکسیال یا مخابراتی به عنوان رسانای مرکزی یا شیلد به کار میروند.
تمامی این محصولات با کیفیت مس خالص الکترولیتی تولید شدهاند و هر رشتهی تشکیلدهندهی آنها عاری از هرگونه روکش یا ناخالصی است مگر آنکه مشتری خواستار روکش خاصی (مانند قلعاندود کردن رشتهها برای جلوگیری از خوردگی) باشد. در صورت درخواست، امکان قلعاندود کردن هادیهای افشان نیز وجود دارد تا مقاومت به خوردگی آنها افزایش یافته و برای کاربردهای دریایی یا شرایط مرطوب مناسبتر شوند.
شرکت تابان مرس ایرانیان تضمین میکند که هادیهای افشان و تابیده عرضهشده مطابق استانداردهای ملی و بینالمللی مربوطه (از جمله IEC 60228 در خصوص مقاومت الکتریکی و قطر رشتهها) بوده و گواهیهای آزمایشگاهی مرتبط (مانند مقاومت اهمی، تست کشش رشتهها، آنالیز شیمیایی مس و غیره) به همراه محصول ارائه میشوند.