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铝合金电缆:生产装备及工艺流程
发布时间:2019-02-12
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。宏亮电缆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。
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(1)熔铝炉
 
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。
 
(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。
 
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量为两个,容量为10t,能够确保生产的连续性。
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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。
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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。
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