Toepassing in de elektrotechnische industrie
Energieoverdracht: Bij energieoverdracht wordt een grote hoeveelheid zeer geleidend koper verbruikt, voornamelijk gebruikt in stroomkabels, bussen, transformatoren, schakelaars, plug-in componenten en connectoren. Bij energieoverdracht van draden en kabels wordt elektrische energie verspild door weerstandsverwarming. Vanuit het oogpunt van energiebesparing en economie wordt momenteel wereldwijd de standaard "optimale kabeldoorsnede" gepromoot. In het verleden waren de populaire standaarden eenvoudigweg gebaseerd op het perspectief van het verminderen van de investering in de eerste installatie, en om de kabeldoorsnede te minimaliseren, om gevaarlijke oververhitting te voorkomen onder de nominale stroom die vereist is door het ontwerp, werd de minimaal toegestane kabelgrootte bepaald. Hoewel de installatiekosten van de kabel die volgens deze standaard is gelegd laag zijn, is het energieverbruik van de weerstand relatief groot bij langdurig gebruik. De standaard "optimale kabeldoorsnede" houdt rekening met zowel de eerste installatiekosten als het stroomverbruik, en vergroot op passende wijze de kabelgrootte om het doel van energiebesparing en de beste uitgebreide economische voordelen te bereiken. Volgens de nieuwe norm is de kabeldoorsnede vaak meer dan verdubbeld ten opzichte van de oude norm, wat een energiebesparend effect van ongeveer 50% kan bereiken. In de afgelopen periode werd aluminium, vanwege het tekort aan staal in mijn land, gebruikt om koper te vervangen in bovengrondse hoogspanningsleidingen in de hoop het gewicht te verminderen, aangezien de soortelijke massa van aluminium slechts 30% is van die van koper. Momenteel worden bovengrondse hoogspanningsleidingen, vanuit het oogpunt van milieubescherming, omgezet in het leggen van ondergrondse kabels. In dit geval verbleekt aluminium in vergelijking met koper vanwege de slechte geleiding en de grote kabelgrootte.
Motorproductie: Bij de productie van motoren worden koperlegeringen met een hoge geleidbaarheid en hoge sterkte veel gebruikt. De belangrijkste koperen onderdelen zijn stators, rotoren en askoppen. Bij grote motoren worden de wikkelingen gekoeld met water of waterstof, wat dubbele waterkoeling of waterstofkoelingmotoren wordt genoemd, waarvoor een lange lengte holle draad nodig is. Motoren zijn grote gebruikers van elektriciteit en zijn goed voor ongeveer 60% van de totale elektriciteitsvoorziening. De cumulatieve elektriciteitsrekening voor de werking van een motor is erg hoog en bereikt over het algemeen de kosten van de motor zelf binnen de eerste 500 bedrijfsuren, wat overeenkomt met 4 tot 16 keer de kosten binnen een jaar en tot 200 keer de kosten gedurende de gehele levensduur. Een kleine toename van de motorefficiëntie kan niet alleen energie besparen; maar ook aanzienlijke economische voordelen opleveren. De ontwikkeling en toepassing van motoren met een hoog rendement is tegenwoordig een hot topic in de wereld. Omdat het energieverbruik in de motor voornamelijk afkomstig is van het weerstandsverlies van de wikkeling, is het vergroten van de doorsnede van de koperdraad een belangrijke maatregel om motoren met een hoog rendement te ontwikkelen. Sommige motoren met een hoog rendement die de afgelopen jaren zijn ontwikkeld, hebben het gebruik van koperen wikkelingen met 25% tot 100% verhoogd in vergelijking met traditionele motoren. Op dit moment financiert het Amerikaanse ministerie van Energie een ontwikkelingsproject om motorrotoren te produceren met behulp van gegoten kopertechnologie.
Communicatiekabels: Sinds de jaren 80 vervangen glasvezelkabels, vanwege de voordelen van de grote stroomdoorvoercapaciteit, continu koperkabels op communicatielijnen en worden ze snel gepromoot en toegepast. Er is echter nog steeds een grote hoeveelheid koper nodig om elektrische energie om te zetten in lichtenergie en om invoerlijnen naar gebruikers te sturen. Met de ontwikkeling van de communicatie-industrie zijn mensen steeds afhankelijker van communicatie en zal de vraag naar glasvezelkabels en koperdraden blijven toenemen.
Residentiële elektriciteitsleidingen: In de afgelopen jaren zijn huishoudelijke apparaten snel populair geworden door de verbetering van de levensstandaard van mensen in mijn land en is de residentiële elektriciteitsbelasting snel gegroeid. In 1987 was het residentiële elektriciteitsverbruik 26,96 miljard kWh (1 kWh=1 kW-uur). Tien jaar later, in 1996, steeg het naar 113,1 miljard kWh, een toename van 3,2 keer. Ondanks dit is er nog steeds een groot verschil met ontwikkelde landen. In 1995 was het elektriciteitsverbruik per hoofd van de bevolking in de Verenigde Staten bijvoorbeeld 14,6 keer dat van mijn land en Japan was 8,6 keer dat van mijn land. Het residentiële elektriciteitsverbruik van mijn land zal in de toekomst nog steeds een grote ontwikkeling doormaken. Naar verwachting zal het met 1,4 keer toenemen van 1996 tot 2005.
Toepassing in de machine- en metaalindustrie: Koperen onderdelen zijn in bijna alle machines te vinden. Naast de grote hoeveelheid staal die wordt gebruikt in motoren, circuits, hydraulische systemen, pneumatische systemen en besturingssystemen, zijn er veel soorten transmissieonderdelen en bevestigingsonderdelen van messing en brons, zoals tandwielen, wormwielen, wormen, koppelingen, bevestigingsmiddelen, draaiende onderdelen, schroeven, moeren, enz. Lagers of hulzen van anti-wrijving koperlegeringen worden gebruikt tussen bijna alle onderdelen die ten opzichte van elkaar bewegen. Met name de cilinderhulzen en glijbanen van grote extruders en smeedpersen met een capaciteit van 10,000 ton zijn bijna allemaal van brons gemaakt en het gewicht van de gietstukken kan meerdere tonnen bedragen. Veel elastische elementen zijn bijna allemaal van siliciumbrons en tinbrons. Lasgereedschappen, spuitgietmatrijzen, enz. zijn nog onlosmakelijker verbonden met koperlegeringen, enzovoort.
Metallurgische apparatuur: De metallurgische industrie is een grote consument van elektriciteit en staat bekend als de "elektrische tijger". Bij de bouw van metallurgische fabrieken moet er doorgaans een enorm systeem voor de transmissie en distributie van elektriciteit zijn en apparatuur voor de bediening van elektriciteit die afhankelijk is van koper om te werken. Bovendien heeft de technologie voor continugieten in de pyrometallurgie een dominante positie ingenomen en het belangrijkste onderdeel, de kristallisator, is meestal gemaakt van koperlegeringen met een hoge sterkte en hoge thermische geleidbaarheid, zoals chroomkoper en zilverkoper. De watergekoelde smeltkroezen van vacuümboogovens en elektrische slakkenovens in de elektrometallurgie zijn gemaakt van stalen buizen en de inductiespoelen van verschillende inductieverwarmingen zijn gewikkeld met koperen buizen of speciaal gevormde koperen buizen en er wordt water doorheen geleid voor koeling.
Legeringadditieven: Koper is een belangrijk additief element in legeringen zoals staal en aluminium. Een kleine hoeveelheid koper (0.2-0.5%) toegevoegd aan laaggelegeerd constructiestaal kan de sterkte van het staal en de weerstand tegen atmosferische en maritieme corrosie verbeteren. Het toevoegen van koper aan corrosiebestendig gietijzer en roestvrij staal kan hun corrosiebestendigheid verder verbeteren. Legeringen met een hoog nikkelgehalte die ongeveer 30% koper bevatten, zijn de beroemde corrosiebestendige "monellegeringen" met hoge sterkte, die veel worden gebruikt in de nucleaire industrie. Koper zit in veel aluminiumlegeringen met hoge sterkte. Door middel van blussen en verouderingswarmtebehandeling worden verspreide fijne deeltjes in de legering neergeslagen, wat de sterkte aanzienlijk verbetert en wordt een door veroudering geharde aluminiumlegering genoemd. De beroemdste hiervan is duraluminium of hard aluminium, een aluminiumlegering die koper, mangaan en magnesium bevat en een belangrijk structureel materiaal is voor de productie van vliegtuigen en raketten.
