铜线连续退火装置的设计与实践
大电流电阻式铜线材连续退火装置的设计思路
大电流电阻式铜线材连续退火装置的设计思路中国养鸽网论坛大电流电阻式铜线材连续退火装置分为交流退火和直流退火两种型式，基本上都是由导向轮、接触轮、蒸汽槽、循环水槽、风干系统、冷却系统等所组成。
其工作原理是相同的，都是通过接触轮向铜线施加较大的电流，只是交流退火多一个预热段，有利于较大直径（3.5mm以上）铜线和铜合金线的退火。
交流退火装置的最大特点是三相平衡，即线电压平衡和三相负载平衡。
图1为交流退火装置及其等效电路，A、B、C分别为交流电源的三相，三相负载分别为预热I段、预热n 段和退火段。
直流退火装置的最大特点是控制精度高，退火控制的上升段和下降段比较平滑，供电电网电压波动对其影响较小。
大电流电阻式铜导体连续退火装置的开发设计，经过严格的科学论证和反复试验，严格按照高效、适用、环保的设计理念，采用了目前比较成熟的先进技术，充分考虑了工艺的可靠性、合理性和运行的安全性。
但在实际设计和生产中应当注意以下几个方面的问题：①退火铜线直径、出线速度与退火电流及退火电压的关系问题。
对于确定的退火铜线直径和出线速度，必须保证恒定的退火电流和退火电压，在设备起动和停止时也要能根据出线速度自动跟踪调节，以避免出现“夹生”和“过烧”现象。
在退火控制系统设计中采用了双闭环控制回路，系统自动全程跟踪设备运行速度，精确控制退火电压和退火电流，使退火铜线的延伸均匀；另外设计有过电压、过电流、缺相保护、触发缺相等保护回路，当运行过程中发生退火故障时，保护回路会立即反馈并停止退火电流和退火电压的输出、全线紧急停车；②为了保证线材在接触轮上运行平稳、接触良好、不打火花（火花会损伤线材表面质量），接触轮直径应比线材直径大100倍以上；接触轮本体材料选用导电性能和导热性能都比较好的ZQA19-4，而与线材接触的退火环材料，考虑到其在550t时的耐磨性、导电性和灭弧性等综合性能指标，经过多次实验最终选用了使用寿命长的镍铜合金材料，可减少线材打火和因退火环磨损造成的线材表面损伤；③在主退火段，线材的温度在500t以上，为了防止线材氧化，需要采用保护气体将高温线材与空气隔开。
铜丝连续退火设计摘要
铜丝连续退火设计摘要退火在宏观上是热和温度的问题，在微观上是扩散、恢复、再结晶、固溶和时效等过程。
对铜而言仅仅是恢复再结晶过程，故可快速冷却，可以与高速度的拉线同时进行。
连续退火的方法是：通过带有交流或直流电的导轮（称接触轮），向运行中的线材导入大的电流，电流与线材自身电阻作用而发热升温，到达退火温度后，在淬水使其快速地冷却下来。
欲使连续退火正常运行时，首先要解决一系列技术问题。
如：线径和出线速度与电流电压的关系问题，大电流和快速运行时接触轮与线材的接触和稳定馈电问题，在高温下防止线材氧化问题，线材软化后承受张力问题，还有电的安全问题等等。
下面分别作简要介绍。
电与工艺的关系工件通电后因电阻而发热的关系式为：Q1=⎰21224.0t t Rdt I （J ） 工件受热而温升的关系式为：Q2=⎰••••21T T dT S L C γ （J ） 忽略热损失时，二式相等。
且有：线材的电阻：)(/)1(20Ω•∆+=SL T R ρ 加热的时间：)(/s L t υ= 退火电流： )(/A RU I = 线的截面积：)(422mm d S π=式中：υ为线材运行速度（m/s ）；T 为温度 ;),(21T T T C -=∆︒T 为时间 （s ）；L 为加热段长度（m ）；U 为退火电压 （V ）；C ．γ．20ρ和α分别为线材的比热、比重、20C ︒时的电阻率和电阻温度系数。
若为紫铜时则可用：00393.0)/(9.8)/(01754.0)/(1.03220==⋅Ω=︒⋅=αγρcm g m mm C g cal C代入并简化后有：)(111180122A T T n L d I ααυ++•=再用χχ•=+)1(1n 来进一步简化，则T aT aT n ∆=++•α12111 有： T L d I ∆•=/284.112υ)221(255.012T T T L U ααυ++∆••= )221(065.0/122T T T U L ααυ++∆••= （1）铜的退火温度为550℃左右，而拉制完了的温度可达100℃左右，到达接触轮时会有所降低，现取60℃。
一种铜线感应式连续退火装置[实用新型专利]
![一种铜线感应式连续退火装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/27b73a81011ca300a7c3906b.png)
专利名称：一种铜线感应式连续退火装置专利类型：实用新型专利
发明人：高守臣
申请号：CN201420601451.6
申请日：20141017
公开号：CN204224670U
公开日：
20150325
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种铜线感应式连续退火装置，包括依次设置的第一输送轮、感应退火装置、第二输送轮、冷却槽、第三输送轮和收线装置，所述感应退火装置由感应线圈和与感应线圈连接的感应电源构成，冷却槽为一U型槽，第二输送轮和第三输送轮分别设置在U型槽的进口端和出口端上方，U型槽的底部设置有第四输送轮和第五输送轮，U型槽上设置有冷却液入口管和冷却液出口管。
退火装置采用感应退火装置加热，具有能耗低、温度稳定可控的特点，防止出现退火不均匀的情况。
采用U型冷却槽，可以最大限度的降低冷却槽的占地面积，冷却液与导线运动方向相反，可以保证导线出口的温度与加入的冷却液温度相当，只需要控制加入冷却液的温度就能控制退火的温度。
申请人：四川新浩龙铜业有限公司
地址：610000 四川省成都市新津工业园区(物流园区)兴物二路
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。
铜线的高能连续电脉冲在线退火方法及装置[发明专利]
![铜线的高能连续电脉冲在线退火方法及装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/bb404dd8162ded630b1c59eef8c75fbfc77d94ea.png)
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1618993A [43]公开日2005年5月25日[21]申请号200410052600.9[22]申请日2004.12.09[21]申请号200410052600.9[71]申请人清华大学深圳研究生院地址518055广东省深圳市西丽大学城清华大学深圳研究生院[72]发明人唐国翌 徐卓辉 田绍权 [74]专利代理机构深圳市中知专利商标代理有限公司代理人王锁林[51]Int.CI 7C21D 9/52C21D 1/34权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 1 页[54]发明名称铜线的高能连续电脉冲在线退火方法及装置[57]摘要本发明涉及铜线的高能连续电脉冲在线退火方法及装置，它包括如下步骤：通过铜线生产线上的开、收卷装置带动连续铜线以一定速度向所述收卷装置方向传输；配置一高能连续电脉冲电源，该电源连续不断地输出高能电脉冲并通过一对电接触装置输入运动的连续铜线的加电区域段进行在线退火，同时通过强制冷却装置对所述运动的连续铜线的加电区域段进行强制冷却。
其采用高能连续脉冲电对运动的连续铜线进行退火处理，能耗低，生产效率高，避免了退火过程中铜线的氧化现象，特别适用于直径或厚度不大于3mm铜线材的连续完全软化或不同硬态要求的热处理。
200410052600.9权 利 要 求 书第1/2页 1、一种铜线的高能连续电脉冲在线退火方法，其特征是包括以下步骤： 通过铜线生产线上的开、收卷装置带动连续铜线以一定速度向所述收卷装置方向传输；配置一高能连续电脉冲电源，该电源连续不断地输出高能电脉冲，并通过一对电接触装置输入运动的连续铜线的加电区域段进行连续退火，同时通过强制冷却装置对所述运动的连续铜线的加电区域段进行强制冷却。
2、根据权利要求1的铜线的高能连续电脉冲在线退火方法，其特征是：所述强制冷却装置设置于运动的连续铜线的加电区域段周围，强制冷却装置采用水冷方式、或风冷方式、或油冷方式。
接触式电阻连续铜线退火工艺研究及应用
摘 要 ： 介绍接触式电阻连续铜线退火原理 、 参数计算和工艺方法 。
关键词 ： 接触式 ； 金属滚 轮 ； 退火温度 ； 工 艺 参 数
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｇ １ ５ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ — ６ ７ ９ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４— ０ ０ ３ １ — ０ ４
了金属 塑性 ， 增 加 了加 工 设 备 的 功 率 ， 延 长 了 加 工 时
间， 增加 了生 产成 本 。 随着 加工 硬 化 现 象 的产 生 要 不
金属 退火 过程 要 经过 回复 、 再 结 晶和 晶 粒 长大 三 个 阶段 。 回复阶段 基 本 消除 变 形 内应 力 ， 而 加 工硬 化 现 象却基 本保 留 ， 这 种热 处 理称 为去 应力 退 火 。 为完
３ ） 对 于一些 软铜 绞线 （ 如铜 电刷线 ） ， 在 束 绞 和绞
制 完成 后退 火 ， 有消 除 由 于束 绞 和 绞制 单 线 产 生 的 内
应力 ， 使 成 品柔 软 。
４ ） 对于 在 高 温 场 合使 用 时 导 体本 身 发 热 的 合 金
的温度 。要 比再结 晶温度要 高 １ ０ ０～ ２ ０ ０ 。 Ｃ或 更 高 。
伸 系数 大于 两次退 火 间 的最 大 延 伸 系数 ， 就 要 进 行 中
２ ． ２ 退 火 时 间
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２—１ １ —０ ７
退 火 时 间应 能 使 整 个 金 属 体 积 内 的再 结 晶 过 程
充分 进行 ， 而 又 不 至 于 产 生 晶粒 长 大 ， 退 火 时 间 与 加
大电流电阻式铜线材连续退火装置的设计与研究
△ｆ —— 加热 时间／Ｓ ； Ｌ —— 加热段 铜 导体长 度／ ｍ；
— —
线材 运动速 度／ Ｓ ｍ・ ～。
，
度 的升 高其 组 织 将 发 生 三 个 阶段 的 变化 ， 即恢 复 、 再 结晶、 晶粒 长大 。 因而根 据 加 热温 度 不 同可 将 退 火工
２ ０℃ ， 结 晶退火温 度为 ５ ０— ７ Ｃ。 ７ 再 ０ ５ ０ｏ
供 了巨大 的市 场 空 间 ， 目前 国 内线 缆 产 值 在 １６０— ０ １８ ０ ０ 亿元／ 年左 右 。根 据我 国“ 十一 五 ” 展 规划 ， 发 未
来 ５年 中 ， 电力 、 通讯 、 铁路 、 道 交通 、 舶 、 车 、 轨 船 汽 石 油 化工 、 筑 、 建 公路 、 电等行 业 将 依然 保 持较 大 的投 家 资规 模 ， 与这 些行业 紧 密相 关 的 电线 电缆行 业 必 将迎 来新 的发 展 高潮 。 为 了适 应 我 国 电 线 电缆 行 业 的 需 要 ， 们 以 高 我 效、 适用 、 保为 理念 ， 功 地研 制 开发 出 了新 一代 铜 环 成 线 材 连拉 连退 机 组 。机 组 中采 用 的 大 电流 电阻 式 连
李 安 魏 宗平 王 勇 ， 峰 跃 ， ， 邵
（ １西北 机 器 厂 电工 设 备 厂 ， 陕西 宝鸡 ７２ ０ ） ２ ４ ５ （ ２宝 鸡 文 理 学 院机 电工 程 系 ， 西 宝 鸡 ７ １０ ） 陕 ２０ ０
摘 要 ： 绍 大 电流 电 阻式 铜 线 材 连 续 退 火 的原 理 及 理 论 计算 ， 点 论 述 了交 流 退 火 装 置 和 直 流 退 火 装 置 的 介 重
连续退火机组工艺装备设计改进及关键技术研究
连续退火机组工艺装备设计改进及关键技术研究张伟旗;李坊明【期刊名称】《金属世界》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】4页(P59-62)【作者】张伟旗;李坊明【作者单位】江西铜业集团铜材有限公司,江西贵溪 335424;江西铜业集团铜材有限公司,江西贵溪 335424【正文语种】中文微细铜线是一种高技术产品，附加值较高。
已广泛应用于航天航空、通讯数字连接线、军工和生化医疗器材等领域。
特别是智能型、高性能、小型化的各种电器控制用软连接线等，对微细铜线需求量陡增。
某公司目前在线使用的连续退火机组共24台，尽管其技术装备水平在国内领先，工艺成熟，但受原设计工艺、设备、质量及成本等因素限制，只可生产φ0.08~0.32 mm规格裸铜细线，而生产φ0.04~0.5 mm规格微细线和细线难度极大，若新增机组设备投资太大，而现有软化机组产能又富余，因而针对该机组进行设计改进势在必行。
主要结构工艺原理主要结构参数该退火机主要由放线系统、退火炉、冷却水箱、吹干系统、烘干箱、牵引机、40头收排线机和电控柜等部分组成。
以AN40-D型连续退火机组为例。
其主要技术参数为：入线范围0.08~0.32 mm；退火炉长4900 mm，退火管42根，水封口；干燥装置采用电热管加热，带保温干燥，炉长1600 mm；机械速度0~300 m/min；生产线数最大42条；放线盘尺寸200~300 mm；采用毛刷放线方式；外形尺寸20 m×1.6 m×2.6 m；卷取轴尺寸PT10~25；42头收线，1.5/2.5 N·m转矩电机恒张力收线，高低两档速度可选；采用单盘式手动换轴方式；使用电压380 V、频率50 Hz；总装机容量49 kW。
主要工艺原理它是裸铜细线生产过程中的最后一道工序，采用连续退火加工方式。
铜线退火是指铜线经退火炉加热至再结晶温度以上即400~600 ℃，在再结晶温度段中线芯晶粒重新结晶再冷却，消除线材拉制过程中产生的残余应力，保证其具有良好的塑性。
电线电缆拉丝及连续退火工艺
电线电缆工艺技术文件文件编号：XXXXX 铜拉丝及连续退火生产工艺XXXX有限公司发布铜拉丝及连续退火生产工艺1、主题内容及使用范围本工艺主要根据公司拉丝退火设备技术参数以及GB/T 3953-2009《电工圆铜线》进行编制，适用于本公司铜大拉、铜中拉的拉丝退火生产。
本工艺中的出线直径是指最后一道拉丝模后的出线直径而不是成品线径。
成品线径应考虑退火和收线过程中的拉伸（拉细）。
2、原材料要求2.1 铜杆应外观圆整、尺寸均匀；表面不应有摺边、裂纹、夹杂物及对使用有害缺陷；铜杆应经检验合格后方可投入使用，具体性能指标应符合GB/T 3952-2008的要求。
3、工序产品质量控制要求3.1 圆铜线的尺寸偏差应符合表1的规定：3.2 铜线表面应光洁，不得有斑疤、裂口、毛刺、起皱、起槽、夹杂物和油污等任何有损于产品质量的缺陷。
3.3 成盘线排线应平整、紧密，不得有凹凸不平或散乱等现象，最外层与线盘边缘的距离：Φ200-Φ250mm线盘不少于5mm，Φ400mm线盘不少于10mm，Φ500mm和Φ630mm线盘不小于15mm。
4、拉丝工艺操作要点及注意事项4.1 生产时应按拉丝设备作业指导书的要求进行操作。
4.2 更换规格时应参照工艺配模表进行配模（参见表2），穿模后取样经检验合格方可批量生产。
4.3 生产时应经常检查线材尺寸的变化及表面质量情况。
4.4 每盘线材都要进行自检，做好标识。
5、退火工艺操作要点及注意事项5.1 经退火后的铜线的机械物理性能应符合下表3规定。
5.2 经退火的铜线表面应光亮，铜线表面不允许有氧化及严重的油污。
5.3、退火工艺操作要点及注意事项：5.3.1 生产速度及退火电压参见附表4。
5.3.2 生产时应进行首检和自检，确认合格后再开始正式生产。
5.3.3 生产过程中应经常检查铜线的退火情况，发现异常及时调整。
5.3.4 退火后的铜线表面温度应不超过60℃，否则应加大乳化液和冷却水量。
铜线连续退火装置的设计与实践
由 结论， 高电 缆产品的 量， 装 其主 键之一。 艺 提 线电 此 质 工艺 备是 要关 工 装备的
加工精度、装配质量、调试精度是重要手段。每台机组建立生命卡是延长机组使用期限 的有力 保证。
一 ４ ２１
祖国万岁上传
参考文献
ＮＥ Ｏ Ｆ ＩＨ Ｆ 公司 Ｍ ０ ３ 拉线机说明书 Ｒ－ ０ Ｊ ５ 型中 ２ 拉机连续退火装置工艺研究报告
Ｕ＝ １０５１， 不 竺 ２Ｔ１ ， ． Ｖ Ｔ 一 十 （一 ） ０６ ［ Ｔ ｉ ２ ｅ ··········· ····· … （） · · · ·· · · · … · · · · · · · ４
２
Ｉ ８ｄ Ｖ ＝１０ ２
丁Ｉ 不 Ｉ＋ａ ｎ
１ａ 十几
． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． （） ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．５ ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．
． ． ．．．．．．．．．．．． ７ ． ． ．．．．．．．．．．． （） ．． ．
将已确定的条件数据代人得
Ｕ ＝扼 ，Ｋ
式中：Ｋ 一为预热段、 一 退火段温度及退火段长度之综合系数值 由上述公式（可知，退火电压仅与线速度有关而与线径无关，并且公式（是连续 （ ７ ） （ ７ ）
退火 装置电气设计的基本依据。 三、实践 我们再从传动原理来分析其中的重要环节，如图３ 及图４ ０
二、设计与分析
现将各电线电缆厂使用最多其产品在后续工序用途最广的中等规格的拉线机即 Ｌ Ｈ ２０１ 型及 Ｍ ０ ８／ ７ ３ 型拉线机为例进行分析．这类拉线机其加热原理视图示。
飞
ｓｅ
一 勺
」 、
一 ｜
１ 公 一＿
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电线电缆行业，导体加工工序是必不可少的。
在电线电缆制造过程中占有相当大的比重，由于电线电缆产品其性能要求各不相同，自然对导体材料及加工要求也各有差异，其中拉制工序尤为突出。
特别对铜导体来说，在连续拉线、退火后 (除原材料本身外)的质量将直接影响到电缆产品的性能。
一、前言
本文将着重阐述铜导体的连续拉制、连续退火装备方面的几个关键环节。
由于电线电缆产品中的铜导体如:通讯电缆、塑力缆、高压电缆、电磁线等等，几乎都要求导体为经过退火的软线芯，最基本的要求其表面光亮，不氧化，不允许烧伤，延伸率均匀。
有些产品要求导体具有特殊的柔软度等等，无论采用什么样的方式进行退火，如辉光退火、感应式退火或者目前普遍采用的电阻接触式退火，其最终目的都要求俐线必须达到电缆产品所需的导体性能。
铜线材的加工装备主要有巨拉、大拉、中拉、小拉、细拉、微拉以及型材加工机械等。
其中大、中、小拉线机基本上都需配置连续退火装置。
目前国内各电线电缆厂所使用的拉线机除从欧洲尼霍夫公司、亨利希公司、桑普公司、日本公司进口一些以外，其余均由国内十多家电工机械厂 (包括台资在国内设厂制造的一些拉线机在内)提供，从大量的资料及反馈的信息得知，带连续退火的拉线机所生产的铜线材，或多或少存在着一些问题，钢线表面氧化、电火花烧伤甚至烧断，延伸率〔及软硬程度〕不一致.有时会出现竹节状等等缺陷，严重影响到电缆的质量。
二、设计与分析
现将各电线电缆厂使用最多其产品在后续工序用途最广的中等规格的拉线机即
LH280/17型及M30型拉线机为例进行分析.这类拉线机其加热原理视图示。
图1为连续退火装置加热原理示意图;图2为它的等效电路图。
由于中等规格的铜线芯其用途较广，通信电缆、电线、绕组线等多需这些规格，所以在考虑退火结构型式时采用三段加热方式即预热、退火、干燥三段，这种结构型式紧凑。
只需一个电源 (国外也有二段)。
无论从机械角度或电气三个加热段角度来看都构成一个三角形，对于它的原理及规律这里就不再赞述。
由图1所示，设加于上接触导轮A和下接触导轮B的直流电压、电流为U退和U总.则三角形区域上的电压、电流之间应具有如下关系:
加热段长度之间的关系:
加热电压、加热电流与铜线的线径、线速、加热段的长度及加热段二端的温度在略去热损失的条件下 (理想状态)有如下关系:
现将公式((4)代人公式((1)就可以相应得出预热段、干燥段的长度，因为连续退火装置在设计时退火段的长度是给定的，一般取 1200-1800，其各加热段的温度也是基本确定的，如拉线机的出线温度一般在50℃左右，退火段温度需550℃，则预热段温度约在
180℃-200℃(在空气中不氧化温度)，千燥温度约在50℃左右，但通过改变预热段的长度可调节干燥段的出线温度，在一定范围内预热段放长，干燥段温度降低，反之则反。
当上述工艺条件确定后，将数据代人公式((4)(5)即可得出退火电流及退火电压。
由上述公式((7)可知，退火电压仅与线速度有关而与线径无关，并且公式((7)是连续退火装置电气设计的基本依据。
三、实践
我们再从传动原理来分析其中的重要环节，如图3及图4。
图3为国内拉线机系列中中规格铜拉线机的连续退火装里原理图。
图4为德国Niehoff公司的中规格铜拉线机的连续退火装里原理图。
图中的数据均为理论设计时的计算值，实际上由于零件的加工精度，装配误差以及形位公差等因家，不可能达到这样的状态。
另外还有强力传动平皮带的结构，张紧的程度、平皮带轮的结构，都会影响到理论要求的传动精度，但又必须达到这样的精度，所以必须将这些综合累计误差必须通过修正传动平皮带轮来达到。
换句话说一切的一切待装配后在厂试运行期间测童其综合误差，再换算到传动皮带轮，进行修正，待其达到真正的理论要求。
所以每台连续退火装置的传动皮带轮的尺寸都有差异，而且其误差值的数量级都非常小，必须梢心的调试修正，其公差值的绝对数越小越好，做到无公差为最佳，其形位公差也必须准确。
由此可知，为什么进口拉线机的连续退火装置如果因导电轮损坏更换以后，就会产生电火花，铜线烧伤，甚至断线等等，其原因就是破坏了它原有的同步规律。
国产设备也是如此，原因就在于此。
四、小结
由此结论，提高电线电缆产品的质量，工艺装备是其主要关键之一。
工艺装备的加工精度、装配质量、调试精度是重要手段。
每台机组建立生命卡是延长机组使用期限的有力保证。