2022年铝合金电缆工艺流程及生产装备 .pdf

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1、铝合金电缆生产装备及工艺流程一、连铸连轧铝合金导体制造关键在于铝合金杆的成分均匀、质量稳定、无铸造与轧制缺陷。为了生产出优质的铝合金杆，就要求对装备及生产工艺提出了新的要求。连铸连轧基本工艺流程：将熔化后的铝液（也可以直接采用电解铝液）经过精炼、除气、过滤，通过中间包（浇包）进入连铸机进行连续铸造，连铸坯经过预处理后进入连轧机组轧制成圆铝杆，然后在线冷却，最后进入卷取机成卷。1、设备组成生产线的设备组成基本都是熔化炉、保温炉、除气过滤装置，轮带式铸造机、多机架连轧机和卷取机等组成。国产设备和进口设备的主要差异在于连铸机、连轧机和卷取机的设备结构、装机水平和自动化程度以及生产工艺等。（1）熔铝炉

2、熔铝炉是制备铝合金导体的头道工序，用于将铝锭熔化成铝液然后流入保温炉内，再进行合金化处理。冷铝锭从上方炉口装入炉内，燃烧器安装在炉子底部。燃烧热量从炉底的高温熔化区经过竖炉的抽力作用往上运动，冷铝锭在重力作用下往下运动时，与热流接触吸收热量，温度逐渐升高。经历预热、加热、熔化三个阶段。铝锭在炉内溶化后，流出熔铝炉，进入保温炉内，可以连续熔化铝锭，铝液温度均匀。淮胜熔炼炉的生产能力可达6t/h。图 1 熔铝炉构造示意图（2）保温炉保温炉的作用是将溶化后的铝液温度达到可以满足浇铸要求的温度，温度均匀化，加入中间合金进行合金化和精炼处理，最后通过扒渣清洁铝合金熔体。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名

3、师精心整理-第 1 页，共 4 页 -淮胜保温炉的炉型是倾动式。倾动式保温炉在浇铸时可以倾斜炉子，倾倒铝液以保持炉内的液面高度恒定，稳定浇铸压力，获得良好的浇铸质量。此外可以排尽炉内铝液，减少残余铝液对后一炉的影响，保证每一炉的铝液成分符合要求。淮胜保温炉为圆形炉，圆形炉的有点在于旋转阻力最小，避免存在死角，导致铝液没有流动，导致部分合金不溶或者成分偏析；此外圆形炉也有利于扒渣过程。铝中间合金锭溶解后，需要进行除气精炼，使废金属夹杂物浮上铝液表面，然后扒出炉外以净化铝合金熔体。圆形炉形结构也便于燃烧器的安装，有利于组织合理的炉内气流流动，提高热交换效率，降低吨铝能耗。淮胜连铸连轧生产线保温炉数

4、量为两个，容量为10t，能够确保生产的连续性。铝合金导体生产要在铝液中添加其它中间合金，需对铝液进行搅拌熔化，使合金元素快速溶解、分布均匀温度均匀化。保温炉搅拌方式为利用外力使铝液形成涡流状旋转，从而溶解铝中间合金。淮胜生产线采用电磁搅拌的方式进行搅拌，电磁搅拌相对人工搅拌具有铝合金成分和温度均匀、避免破坏铝液表面氧化层，减少铝液吸氢和吸氧反应，减少烧损、提高劳动效率、避免污染铝液、减轻工人劳动强度等优点。（3）连铸设备浇铸是铝合金杆制造质量的关键因素之一。淮胜生产线的浇铸工序为人工浇铸。人工浇铸相对于自动浇铸有浇铸速度不稳定、浇铸温度不稳定、工人劳动强度大、铝液飞溅烫伤风险高、停机调节冷却水

5、压力带来生产效率低等诸多不利因素。连铸机为五轮式，铸坯离开浇铸轮时不会发生扭转，保证进入轧机时平直。浇铸轮采用四面冷却，喷嘴流量可以调节，冷却水成扇状，铸坯冷却比较均匀。（4）连轧设备锭坯引出铸机后，先修理飞边和棱角，再进入连轧机。轧件无扭拧的通过各机架，为此采用平-立布置的或者45交叉布置的二辊串列轧机和V 型机架，但也常采用三角Y 轧机，它通常和二轮铸机相配合。所谓的连轧就是若干个机架排列成一串，机架间距约为0.5m 左右，轧件通过这一串机架，同时受到轧制，如下图所示。虽然越轧越细，越轧越长，然而因机架的速度一台快于一台，故而只要控制恰当，机架间的轧件长度不会变长。名师资料总结-精品资料欢

6、迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -图 11 铝杆连轧示意图连轧机分为初轧、中轧、精轧三个区域。初轧主要采用大轧制量，对铝合金轧制坯料进行大加工量压下，已达到细化晶粒目的，中轧主要对轧制坯进行形状加工以接近成品尺寸，精轧对铝合金杆线坯的外形进行加工，提高铝合金杆的温度。淮胜电缆的连轧设备自动化程度不高，手工操作环节较多。轧制乳液和淬火水流量不能自动控制，完全依靠工人经验调节，不能够精确控制铝合金杆轧制温度，性能稳定性较差。2、生产工艺及性能控制在铝合金杆生产工艺流程中，常见的性能指标有强度与压蠕变性能，塑性，导电率等，生产过程中需要对这些性能进行控制。（1）强度与压蠕变性能影响铝杆

7、强度及压蠕变性能的因素主要有以下几个方面：（a）铝中化学元素；（b）熔化温度与保温时间；（c）连铸机的浇铸温度及速度；（d）连轧机的轧制温度、速度、压缩率；（e）铝杆成圈的形状及冷却速度。（a）化学元素的影响：铝合金杆的制备过程中，除了要达到良好电性能外，还有一个因素就是控制强度，提高压蠕变性能。在铝中添加少量铁元素可以增加强度提高压蠕变性能。（b）炉子温度与保温时间对强度的影响温度的影响主要表现在两个方面，若保温炉温度过高，则易使铝液过烧，而使得铝晶粒粗大，再者容易被空气中的水分子侵入。如下图所示，炉内温度与侵入铝液中的氢气成正比关系。由于铝液中含有氢气，在铝液浇铸冷却时，氢的溶解度突然减小

8、而析出，从而在铸锭中会出现气孔、砂眼、空心等缺陷，是的铝杆轧制后产生了缩孔、针眼、起皮等缺陷，严重者甚至断裂，从而导致铝杆的强度降低。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -氢在 99.99%铝液中的溶解度（c）连铸速度、温度对强度的影响在一定的温度下，连续浇铸的速度与铝杆强度成反比关系，即浇铸的速度越快，那么进入铸模铝液总量增加。由于冷却系统带走的热量不变，从而导致铸锭的温度上升，使得铸锭内部树状晶体发育完全，导致组织上的疏松，晶粒粗大，最终引起抗拉强度的下降。在一定的速度和冷却水量的条件下，浇铸温度与强度成反比关系。较低的浇铸温度易产生有方向性的细小结晶组织；较高的浇铸温度容易产生树枝状结晶组织及不致密的组织。浇铸温度与晶粒度关系图（d）轧制对强度的影响名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -