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=⎰2

1224.0t t Rdt I （J ） 工件受热而温升的关系式为：

Q2=⎰••••2

1T 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•∆+=S

L T R ρ 加热的时间：)(/s L t υ

= 退火电流： )(/A R

U I = 线的截面积：)(422

mm 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：

)(11118012

2A 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 α

αυ++∆••= )221(065.0/122T T T U L α

αυ++∆••= （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℃。而加热分2个（或3个）温度段进行，从60℃至250℃叫低温段，在此温区铜的氧化较慢，尚毋需防范；再至550℃左右则称高温段，此时氧化较快，必须保护气氛。

现若：低温段为60~220℃，高温段220~550℃ 则有：低温段：)(4)(/1452

V L U A L d I •==••υυ 高温段：)(4.7)(/2102V L U A L

d I •==••υυ 而每一段的功率分别为每一段的电流电压积：

)(1000/kW UI N =

（2）铜的退火温度为600℃左右，起始温度取25℃，退火从25℃至600℃ 单个温度段进行。 则有：T L d I ∆•=/284.112υ

L U •=υ1273.9

276.83/2•=υU L

在装置设计好后，各加热段的长度（即线材在装置中的布局）即为一定数，于是υ∝U 和υ2d U ∝，即可根据拉速调节电压，根据线径调节电流。