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1、上海电缆研究所电工用铝合金线制造技术概述电工用铝合金线制造技术概述电工用铝合金线制造技术概述电工用铝合金线制造技术概述上海电缆研究所上海电缆研究所黄豪士黄豪士二一二年三月十二日二一二年三月十二日上海上海上海电缆研究所一、前言一、前言在铝中添加上其它的化学元素，制成铝合金的杆和 线，其用途主要有电工用和机械用。电线电缆行业是电工用铝合金主要用户。近二年， 年产为200万吨的输电线和电缆线芯，主要是电工铝导 体，但铝合金的用量也略有增加，据不完全估算， 2011年的铝合金导线，约为5万吨，其中约一半是出口 ，销往国外。上海电缆研究所铝合金线具有比电工铝强度高、或耐热性优、或 比钢芯线有更好的导电性
2、，制成导线时有较好拉重比 等优点。国家标准GB/T11792008圆线同心绞架 空导线便列出铝合金导线的各种组合和性能。在国标上，铝及铝合金杆材的生产从上世纪五十 年代开始逐渐采用连铸连轧的方法生产。我国在上世 纪六十年代也开始电工用铝合金的研制工作，早期是 以铸锭、横列式轧机的方法生产铝杆，七十年代初开 始采用连铸法，直至九十年代才全部采用连铸连轧工 艺生产铝杆。上海电缆研究所上世纪六十年代在天津开始建设铝合金导线的生 产车间，但由于天灾原因而毁于一旦，七十年代初在 武汉电缆厂正式创建铝合金杆车间并一直延续至今。 我国目前在国网的采购名单中有4家以上的工厂入 围，而宣称已能生产和正在建设的工
3、厂也约有10家。我国的发电能力现已居世界第一，用电量也为世 界第二。作为世界上第二大经济体的我国，用电量将 与日俱增。节能将是十分重要的任务。 在新建的输电线路上，特别在大跨越用导线，在 增容的旧线路改造中，作为电缆的线芯，铝合金线都 有较为广泛的应用前景。上海电缆研究所二、电工用铝合金线的主要种类二、电工用铝合金线的主要种类2.1 电工铝导体：EC Al 2.2 高强度铝合金线：Al-Mg-Si；LH；6201；Aldrey 2.3 中强度铝合金线：SI-26；5005；Al-Mg 2.4 耐热铝合金线：AT1；AT2；AT3；AT4 2.5 电缆线芯铝合金线：Al-Fe?见图1。上海电缆研
4、究所中强度铝合金中强度铝合金 SI-26, 58.5%IACSEC Al 电工铝电工铝 61%IACSAl-Fe 8000系列系列AT2，150 55%IACS 225245MPaAT1，150 60%IACS 159169MPa高强度铝合金高强度铝合金 Al-Mg-Si (52.553)%IACS 295325MPaAT4，230 58%IACS 159169MPaAT3，210 60%IACS 159176MPa耐热耐热耐热耐热耐热耐热强度强度电缆线芯 铝合金电缆线芯 铝合金抗蠕变性抗蠕变性非热处理非热处理5005 Al-Mg图图1 电工用铝合金线的主要品种图电工用铝合金线的主要品种图上海
5、电缆研究所三、铝合金生产工艺流程三、铝合金生产工艺流程Mg、Al-SiAl-Re保温炉 合金配置保温炉 合金配置化学成分分析化学成分分析炉外精炼炉外精炼铝杆性能测试线材拉制线材拉制人工时效人工时效单线性能检测导线绞制导线绞制单线出厂单线出厂钢芯钢芯中间合金竖炉熔铝竖炉熔铝出厂检测出厂检测包装出厂包装出厂连铸连轧 淬火连铸连轧 淬火图图2 高强度铝合金导线的生产工艺流程图高强度铝合金导线的生产工艺流程图上海电缆研究所四、主要的工艺装备四、主要的工艺装备4.1 竖炉：熔铝用。燃料为天然气或人工煤气。 4.2 保温炉：平炉，砖砌成的。用于铝液配方与保温。 方形、圆形的炉型； 倾动式炉； 电磁或永磁搅
6、拌器。 4.3 铝、铝合金连铸连轧机组 炉外精炼装置； 连铸机：二轮式、四轮式、五轮式； 倍频加热器； 连轧机：三辊式Y型轧机，或 （初轧）平立辊+（精轧）Y型轧机；上海电缆研究所连续淬火装置； 收杆机：篮筐式或双盘收线。 4.4 热处理用时效炉：直线式或U形式炉； 4.5 拉线机：用于拉制圆线的滑动式拉线机 或用于拉制型线与圆线的非滑动式拉线机； 4.6 绞线机：笼式或框式绞线机； 4.7 检测设备与仪器： 化学分析：光谱仪或分析化学装置； 力学、电学测试设备、仪器。 4.8 润滑与冷却系统。上海电缆研究所五、质量控制与检测五、质量控制与检测5.1 生产过程的质量控制?合金成分配方与控制；?
7、连铸铝锭的温度、冷却、速度的控制；?连轧铝杆的开轧、终轧温度、冷却、速度控制；?淬火温度；?收杆状态控制；?人工时效温度、时间、冷却控制；?拉线：线材质量、形状、冷却润滑控制；?绞线：绞制质量，特别是绞制型线时。上海电缆研究所5.2 产品的质量检测?单线：尺寸、机械与电学性能；?绞线：按不同用途制成的导线要求检测结构、尺寸、 外观； 力学性能：总拉力、弹性模数、应力应变、 振动、蠕变、过滑车等； 电学性能：电阻、电晕、载流量等； 作为成品导线的各种综合性能按要求一般在专业研 究所进行。对于制造厂只需测试其中的一部分性能。上海电缆研究所六、铝合金线车间的若干设计原则六、铝合金线车间的若干设计原则
8、6.1 产量的选择?国内：4 t / h ；?国外：4 t / h 6 t / h，可以有多种选择；6.2 燃料的选择 天然气、人工煤气、电；应有良好的除尘装置；6.3 润滑与冷却液 应有良好的控制，可细调温度、流量等； 对于多台连铸连轧机可以联合使用；上海电缆研究所6.4 连铸连轧车间的通风与排气 应由良好的通风、排气与车间内部除尘； 6.5 人工时效拉线 对于国产的连铸连轧机组，不含有铝合金杆时效 的功能，因此应有人工时效炉，它将和拉线机安排在 一个车间内，已于自动化和保证质量。 6.6 铝合金杆、线的存放地 应有足够大的存放地，以便区分不同牌号的铝合 金杆、线，也区分一般的电工铝杆、线。
9、 6.7 检测设备与仪器要专门靠近铝合金杆生产车间，特 别是化学成分的分析设备与仪器。上海电缆研究所七、电缆线芯用铝合金线的小规模生产法七、电缆线芯用铝合金线的小规模生产法就如生产铜杆一样，采用铜连铸连轧法生产铜杆是 大规模的，但采用上引法生产铜杆则可以是小批量的， 对于大多数电线电缆而言，不一定都有铝的连铸连轧机 ，因此将开发小规模的生产法。下铸法生产铝合金杆； 轧制与拉伸联合制造线材。上海电缆研究所八、结束语八、结束语8.1 铝合金线具有的特性将在未来的架空输电线路上更大 规模的使用，发挥其积极的作用。8.2 尽管铝合金线有优良的性能，但生产时工艺性能要求 更严格，应严格遵守操作规程。8.3 优良的产品，应有良好性能的设备来制造，目前我国 的铝合金、铝连铸连轧机只有一种机型，今后应发展多 种机型可供选择。8.4 国外如意大利、美国都有性能优良的铝合金连铸连轧 机组，但价格高昂，要详细作比较才能决定。上海电缆研究所8.5 上海电缆研究所既作为架空线生产的归口单位，也 是IEC TC7的秘书处单位，将结合实际情况研制新 的生产设备和研发先进的生产工艺，为电力工业的 发展作贡献。上海电缆研究所谢谢！
