專利名稱：一種高導(dǎo)電率軟鋁線及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軟鋁線的制造技術(shù)，具體地說是一種用于輸電線路架空的 高導(dǎo)電率軟鋁線及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前架空輸電線路常用的輸送導(dǎo)線是普通的鋼芯鋁絞線，而普通的鋼芯鋁
絞線所用鋁線均采用導(dǎo)電率為61%IACS的硬鋁線， 一般電阻率在 0.02790-0.028264Q'mm2/m，而在架空導(dǎo)線中，主要依靠鋁線來傳輸電流，如果 鋁線電阻率較高，則在輸電時(shí)線路損耗增加，從而增加線路運(yùn)行成本。因此， 為降低線路損耗，現(xiàn)在主要采用直流輸電或增大導(dǎo)線截面來進(jìn)行，但輸電線路 工程投資建設(shè)成本增加很多。中國(guó)專利99104364.2公開了一種高導(dǎo)電率含硼鋁 合金的制造技術(shù)，但該專利僅適用于鋁桿的制造過程，這種鋁桿在經(jīng)過拉拔延 伸后電阻率會(huì)上升較多，導(dǎo)電率也不能達(dá)到63.5%IACS。而中國(guó)專利 200410079600.8公開了高導(dǎo)電率鋁線含稀土、硼的鋁基材料及制備方法，該專 利適用于合金錠的制造，而且該合金錠經(jīng)融化、軋制、拉拔后電阻率也不能完 全達(dá)到63.5。/。IACS。普通軟鋁線的導(dǎo)電率一般在62.5。/。IACS左右，超過此數(shù)值 的鋁線， 一般就稱之為高導(dǎo)電率軟鋁線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種高導(dǎo)電率軟鋁線及制造方法，利用這種軟鋁線， 可以降低輸電線路損耗，從而有效降低運(yùn)行費(fèi)用。
本發(fā)明的具體工藝過程如下
實(shí)施條件為鋁桿連鑄連軋生產(chǎn)線，非滑動(dòng)式高速鋁拉絲機(jī)，時(shí)效處理爐。
所述軟鋁線的成分包括Si《0.08%; Fe《0.20%， Cu《0.005%; 0.07-0.15%
的硼，余為鋁；單位為重量百分?jǐn)?shù)。
所述軟鋁線的制造方法包括如下步驟
1) 采用99.70A或99.8°/。牌號(hào)的鋁錠進(jìn)行熔化，保證鋁液中Si《0.08%; Fe《0.20%， Cu《0.005°/。，單位為重量百分?jǐn)?shù)；
2) 鋁液在保溫爐內(nèi)以氮?dú)鉃檩d體，在底部吹入0.2-0.5%的鋁液精煉劑，以 除去鋁液中的氣體和氧化鋁雜質(zhì)，并使溫度控制在720-750°C;
3) 加入鋁-硼(Al-B)中間合金進(jìn)行硼化處理，確保鋁液中含硼量控制在 0.07-0.15%，單位為重量百分?jǐn)?shù)，并攪拌2-5min;
4) 靜置25-30min后，打開保溫爐閥門，鋁液流入淌槽，采用雙層玻璃纖維 過濾網(wǎng)過濾掉氧化鋁雜質(zhì)；
5) 過濾處理后的鋁液進(jìn)入結(jié)晶輪，確保冷卻水均勻有效，并控制鑄錠的進(jìn) 軋溫度在430-47(TC間，軋制時(shí)乳化液的溫度應(yīng)控制在6(TC以下，保證出桿終軋 溫度控制在220-25(TC間；6) 調(diào)整軋輥，軋制出直徑為9-12mm的圓鋁桿，并冷卻24小時(shí)以上；
7) 采用鎢?；蚓劬Ｔ诟咚黉X拉絲機(jī)拉制鋁線，各道次延伸系數(shù)控制在 1.20-1.35間。
拉制成需要規(guī)格的鋁線后，使鋁線進(jìn)入時(shí)效處理爐進(jìn)行時(shí)效處理，形成軟 鋁線；時(shí)效處理時(shí)橫截面面積在5mr^以下的鋁線需要在280-30(TC條件下時(shí) 效1-1.5小時(shí);橫截面面積在5-15mm^司的鋁線需要在280-30(TC條件下時(shí)效1.5-2 小時(shí)；橫截面面積在15-25mm2間的鋁線需要在280-30(TC條件下時(shí)效2-2.5小時(shí)； 橫截面面積在25mm2以上的鋁線需要在2S0-30(TC條件下時(shí)效3-4小時(shí)。
在用雙層玻璃纖維過濾網(wǎng)進(jìn)行過濾鋁液時(shí)，每40分鐘到80分鐘時(shí)更換一 次雙層玻璃纖維過濾網(wǎng)。所述軟鋁線的導(dǎo)電率大于等于63.5%IACS。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為為了能夠提高鋁線的導(dǎo)電率，在鋁中加入了硼元素，然 后經(jīng)過結(jié)晶、軋制、拉拔、高溫時(shí)效處理工藝，制造出導(dǎo)電率為63.5c/。IACS的 鋁線，這種軟鋁線可以為圓形、梯形或"Z"形，在架空導(dǎo)線中使用該鋁線，配合 強(qiáng)度很高的特高強(qiáng)度鋼芯、復(fù)合材料芯、或殷鋼芯進(jìn)行絞合，導(dǎo)線在運(yùn)行時(shí)由 于鋁線伸長(zhǎng)率很大，所以線路運(yùn)行時(shí)鋁線不受力，只起傳輸電流作用，因此可 提高架空導(dǎo)線工作溫度，提高載流量；而軟鋁線電阻率低，可有效降低線路損 耗，給輸變電行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖h軟鋁線制造工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一采用10噸99.80牌號(hào)的鋁錠進(jìn)行熔化，采用分光光度計(jì)分析鋁 液中Si含量為0.05%; Fe含量為0.13%， Cu含量0.004%;在保溫爐內(nèi)采用氮 氣在爐底吹入30kg的精煉劑進(jìn)行凈化處理，并使溫度控制在750°C; IO分鐘后 加入AL-B中間合金，確保鋁液中含硼量控制在0.07-0.15%，進(jìn)行3min的攪拌， 靜置25min后，打開保溫爐閥門，鋁液流入淌槽，采用雙層玻璃纖維過濾網(wǎng)進(jìn) 行過濾雜質(zhì)。過濾處理后的鋁液進(jìn)入結(jié)晶輪，確保冷卻水均勻有效，并控制鑄 錠的進(jìn)軋溫度在45(TC，軋制時(shí)乳化液溫度控制在55°C，測(cè)量出桿終軋溫度為 240°C，鋁桿直徑為9.5mm;鋁桿經(jīng)冷卻24小時(shí)后，在高速鋁拉絲機(jī)上進(jìn)行拉 制線徑為3.22mm圓鋁線，配模尺寸為8.1mm; 6.86mm; 5.95mm; 5.18mm; 4.53mm; 3.99mm; 3.57mm; 3.22mm。其中3.22mm模具為聚晶模，其余采用 鎢鋼模。拉制完成后，進(jìn)入時(shí)效處理爐，在280-300'C條件下時(shí)效100分鐘；這 樣，高導(dǎo)電率(大于63.5。/。IACS)的軟圓鋁線就生產(chǎn)完成了。經(jīng)在QJ36電橋上 測(cè)量，鋁線的電阻率在0.02680-0.02700Q'mm2/m，導(dǎo)電率在63.8-64.3%IACS間， 伸長(zhǎng)率平均達(dá)到27%，鋁線強(qiáng)度平均75Mpa。
實(shí)施例二采用8噸99.70A牌號(hào)的鋁錠進(jìn)行熔化，采用分光光度計(jì)分析鋁 液中Si含量為0.07%; Fe含量0.16%， Cu含量0.004%;在保溫爐采用氮?dú)庠?爐底吹入32kg的精煉劑進(jìn)行凈化處理，并使溫度控制在740°C; 10分鐘后加入 AL-B中間合金，確保鋁液中含硼量控制在0.07-0.15%，進(jìn)行5min的攪拌，靜 置28min后，打開保溫爐閥門，鋁液流入淌槽，采用雙層玻璃纖維過濾網(wǎng)進(jìn)行過濾雜質(zhì)。過濾處理后的鋁液進(jìn)入結(jié)晶輪，確保冷卻水均勻有效，并控制鑄錠
的進(jìn)軋溫度在460°C，軋制時(shí)乳化液溫度控制在60°C，測(cè)量出桿終軋溫度為 235°C，鋁桿直徑為9.5mm;截面為71.5mm2;鋁桿經(jīng)冷卻24小時(shí)后，在高速 鋁拉絲機(jī)上進(jìn)行拉制截面為20.75mm2的梯型鋁線，配模尺寸為55.55mm2; 42.60mm2; 32.55mm2; 24.85mm2; 20.75mm2;模具全部采用鉤鋼模。拉制完成 后，進(jìn)入時(shí)效處理爐，在280-30(TC條件下時(shí)效100分鐘；這樣，高導(dǎo)電率(大 于63.5。/。IACS)的軟鋁型線就生產(chǎn)完成了。經(jīng)在QJ36電橋上測(cè)量，鋁線的電阻 率在0.02685-0.02705Q'mm2/m，導(dǎo)電率在63.7-64.2°/oIACS間，伸長(zhǎng)率平均達(dá)到 26%，鋁線強(qiáng)度平均80Mpa。
實(shí)施例三采用4噸99.70A和6噸99.80牌號(hào)的鋁錠進(jìn)行熔化，用分光光 度計(jì)分析鋁液中Si含量為0.06%; Fe含量0.15。/。， Cu含量0.003%;在保溫爐 內(nèi)采用氮?dú)庠跔t底吹入40kg的鋁液精煉劑進(jìn)行凈化處理，并使溫度控制在 730°C; IO分鐘后加入AL-B中間合金，AL-B中間合金的加入量應(yīng)確保鋁液中 含硼量控制在0.07-0.15%，進(jìn)行5min的攪拌，靜置25-30min后，打開保溫爐閥 門，鋁液流入淌槽，采用雙層玻璃纖維過濾網(wǎng)進(jìn)行過濾雜質(zhì)。過濾處理后的鋁 液進(jìn)入結(jié)晶輪，確保冷卻水均勻有效，并控制鑄錠的進(jìn)軋溫度在44(TC，軋制時(shí) 乳化液溫度控制在6(TC，測(cè)量出桿終軋溫度為23(TC，鋁桿直徑為10.5mm;截 面為87.2mm2;鋁桿經(jīng)冷卻24小時(shí)后，在高速鋁拉絲機(jī)上進(jìn)行拉制截面為 26.85mm2的梯型鋁線，配模尺寸為67.6mm2; 52.40mm2; 40.94mm2; 32.75mm2; 26.85mm2;模具全部采用鎢鋼模。拉制完成后，進(jìn)入時(shí)效處理爐，在280-300°C 條件下時(shí)效200分鐘；這樣，高導(dǎo)電率(大于63.5%IACS)的軟鋁型線就生產(chǎn) 完成了。經(jīng)在QJ36電橋上測(cè)量，鋁線的電阻率在0.02690-0.02710Q'mm2/111，導(dǎo) 電率在63.6-64.in/。IACS間，伸長(zhǎng)率平均達(dá)到24°/。，鋁線強(qiáng)度平均85Mpa。
所述聚晶模是拉絲模的一種，與其他拉絲模相比，可獲得更長(zhǎng)的模具壽命， 更好的金屬絲圓度，并且高度可預(yù)測(cè)的模具磨損性能。進(jìn)口聚晶模原料采用美 國(guó)通用公司GE料和日本住友料生產(chǎn)的，是一種具有高度表面光潔度，最小摩擦 力的耐磨人工合成材料，模具壽命最長(zhǎng)，金屬絲表面光潔度最好。
所述乳化液是由水和乳化油按1: 98配制而成，乳化油主要由基礎(chǔ)油和添 加劑組成，在軋制過程中主要起潤(rùn)滑及冷卻作用， 一般都是外購(gòu)的。
權(quán)利要求
1、一種高導(dǎo)電率軟鋁線，包括Si≤0.08％；Fe≤0.20％，Cu≤0.005％；其特征在于還包括0.07-0.15％的硼，余為鋁；單位為重量百分?jǐn)?shù)。
2、 一種高導(dǎo)電率軟鋁線的制造方法，其特征是所述制造步驟為1) 采用99.70A或99.8%牌號(hào)的鋁錠進(jìn)行熔化，保證鋁液中Si《0.08%; Fe《0.20%， Cu《0.005%，單位為重量百分?jǐn)?shù)；2) 鋁液在保溫爐內(nèi)以氮?dú)鉃檩d體，在底部吹入0.2-0.5%的鋁液精煉劑，以 除去鋁液中的氣體和氧化鋁雜質(zhì)，并使溫度控制在720-750°C;3) 加入Al-B中間合金進(jìn)行硼化處理，確保鋁液中含硼量控制在0.07-0.15%， 單位為重量百分?jǐn)?shù)，并攪拌2-5min;4) 靜置25-30min后，打開保溫爐閥門，鋁液流入淌槽，采用雙層玻璃纖維 過濾網(wǎng)過濾掉氧化鋁雜質(zhì)；5) 過濾處理后的鋁液進(jìn)入結(jié)晶輪，確保冷卻水均勻有效，并控制鑄錠的進(jìn) 軋溫度在430-470'C間，軋制時(shí)乳化液的溫度應(yīng)控制在60'C以下，保證出桿終軋 溫度控制在220-25(TC間；6) 調(diào)整軋輥，軋制出直徑為9-12mm的圓鋁桿，并冷卻24小時(shí)以上；7) 采用鎢模或聚晶模在高速鋁拉絲機(jī)上拉制鋁線，各道次延伸系數(shù)控制在 1.20-1.35間。
3、 如權(quán)利要求2所述高導(dǎo)電率軟鋁線的制造方法，其特征在于，拉制成需 要規(guī)格的鋁線后，使鋁線進(jìn)入時(shí)效處理爐進(jìn)行時(shí)效處理，形成軟鋁線；時(shí)效處 理時(shí)橫截面面積在5mm2以下的鋁線需要在280-30(TC條件下時(shí)效1-1.5小時(shí)； 橫截面面積在5-15mn^間的鋁線需要在280-300"C條件下時(shí)效1.5-2小時(shí)；橫截 面面積在15-25mm2間的鋁線需要在280-300'C條件下時(shí)效2-2.5小時(shí)；橫截面面 積在25mm2以上的鋁線需要在280-300。C條件下時(shí)效3-4小時(shí)。
4、 如權(quán)利要求2所述高導(dǎo)電率軟鋁線的制造方法，其特征在于，在用雙層 玻璃纖維過濾網(wǎng)進(jìn)行過濾鋁液時(shí)，每40分鐘到80分鐘時(shí)更換一次雙層玻璃纖 維過濾網(wǎng)。
5、 如權(quán)利要求3所述高導(dǎo)電率軟鋁線的制造方法，其特征在于，所述軟鋁 線的導(dǎo)電率大于等于63.5%IACS。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)電率軟鋁線及制造方法，具體地說是一種用于輸電線路架空導(dǎo)線的導(dǎo)體材料制造技術(shù)。所述軟鋁線的成分包括Si≤0.08％；Fe≤0.20％，Cu≤0.005％；0.07-0.15％的硼，余為鋁；單位為重量百分?jǐn)?shù)。利用這種軟鋁線，可以降低輸電線路損耗，從而有效降低運(yùn)行費(fèi)用。
文檔編號(hào)H01B5/00GK101419849SQ20081019486
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者葉勝平, 霖 鞠, 項(xiàng)建新 申請(qǐng)人:無錫華能電纜有限公司