快速冷却真空退火技术方案简介

封闭式内循环气体保护真空快速冷却退火炉技术方案简介1、技术发明名称：封闭式内循环气体保护铜线真空快速冷却退火

(已申请发明专利和实用新型专利，专利号分别为201110156593.7和201120196001.X)

2、现有技术情况与存在的问题：目前国内电磁线生产企业普遍采

用真空井式退火炉对冷加工后的裸铜线进行退火处理，其目的是为了消除冷加工硬化，获得软态裸铜线导体，降低导体电阻率及便于后续生产工序的进行。所存在的技术问题主要有：

2.1采用炉内进行温度控制不能保证真空罐内(在抽真空后罐

内充入如CO2、N2气等保护气体，防止裸铜线在高温退火

过程中的表面氧化，也称光亮退火处理) 上下温度的均匀

性（经检测2.5m高的罐体上下温度误差在25℃左右），导

致罐内退火的铜线表面硬度不一致，机械性能与电性能差

别较大，影响产品质量；

2.2由于加热过程是采用炉体的发热元件首先对真空罐进行

加热，而后由升温后的罐体对罐内裸铜线导体进行辐射加

热，导体之间主要为传导加热，基本上无对流加热过程，

造成加热效率较低，升温时间较长，节能效果较差；

2.3工作效率不高，通常一罐铜线的退火总时间从装料→密封

→抽真空处理→充入保护气体→加热升温→保温→风冷

→水冷至50℃以下出灌的全过程约25小时左右，退火全

过程时间过长；

2.4退火过程控制效果差，工人劳动强度大，经常出现因密封

泄露导致产品在退火过程中的表面发黑（氧化）现象，严

重影响产品质量。

3、发明创造的技术方案描述与效果：针对目前铜线真空井式退火

炉在实际生产过程中所存在的技术问题，我们进行了长时间的研究与试验，发明了封闭式内循环气体保护铜线真空快速冷却退火炉，其技术特点主要有：

3.1采用三区三控的技术方案直接测量罐体内上、中、下的实

际温度反馈控制炉膛上、中、下三区的温度，确保罐体内

温度的均匀性，保证产品的退火质量；

3.2采用水冷密封循环风机强制对罐体内的保护气体进行循

环，其作用一是保证退火罐内保护介质气体温度的均匀

性，二是增加了对产品的对流加热过程，热的传递辐射、

对流、传导三种方式全部得到利用，提高了加热效率，在

节能的同时可有效提高了设备的工作效率；

3.3利用罐内保护气体通过热交换器的冷却方式直接快速冷

却被退火铜线导体，与传统的风冷加水冷的冷却方式相比

较冷却效率提高一倍以上，一罐铜线(2.5吨左右)的退火总

时间可控制在8小时以内，不但大大提高了设备的利用率

与工作效率，而且因有色金属的特性:实行快速冷却方式可

以有效提高导体的柔软性与延伸率，降低导体的刚度与表

面硬度,提高了铜线导体产品退火质量；

3.4系统采用自动控制方式对铜线产品的退火全过程进行控

制，用PLC程序控制器，确保具有超温报警并断电，断偶

报警、上限报警、下限报警并自动充气、缺水报警、缺相

运行显示等一系列安全保护措施，产品退火的所有工艺参

数采用直接在12寸触摸屏上进行输入，并自动记录，便

于复查与追踪，系统具有如下特点：

①超温报警；

②缺相指示；

③断偶指示；

④缺水报警及保护；

⑤气压下限报警并断电；

⑥超气压上限由安全阀自动排气减压；

⑦温度记录采用无纸记录仪；

⑧温度均匀性≤±3℃；

⑨控温精确≤±1℃。

不但保证了产品的退火质量，而且降低了工人的劳动强度。

4、产品的结构示意图与电路图：（另发CAD图纸）

5、具体实施例：本设备已在江苏五洲电磁线有限公司与江苏冰城

电工器材有限公司进行了多套经改进后的封闭式内循环气体保

护铜线真空快速冷却退火炉的安装调试，分别对挤压与拉制后

的3.55×10的风电线与6×40的铜母线等多种规格产品进行退

火处理，其退火温度分别设置为480℃与550℃，其退火产品质

量分别是2200kg与2000kg左右，所设置的保温时间分别是

100min与120min，在冷却水蓄水池容积较大（长15000×宽4000

×深5000）且水温较低（18℃）的情况下，其快速冷却效果非

常理想，3.55×10的风电线从退火温度480℃快速冷却到30℃

（表显温度）的实际时间约100min，而6×40的铜母线从退火

温度550℃快速冷却到30℃（表显温度）的实际时间约130min，且经快速冷却退火后的产品经现场取样检测其表面硬曲回弹角

比常规退火后的同类产品小，采样检测为2.7°左右,且表面检查

未发现任何的气泡与粘结现象，彻底解决了用户长期存在的产

品退火技术问题与操作工连续性工作的问题（实现8h内产品的

全过程退火处理），受到了较高的评价。

本技术发明的特点:

1、退火全过程自动化控制并记录，用户只需直接在12寸触

摸屏上输入产品退火的所有工艺参数即可；

2、退火罐内温度均匀，可保证在±3℃内；

3、辐射、对流、传导三种热的传递方式综合利用，热效率大

大提高，不但节能，且工作效率与设备利用率显著提高；

4、有效提高了铜线产品的退火质量，产品的机械性能与电性

能（特别是导体的柔软性与电阻率）得到了显著提高；

5、实现8h内产品的全过程退火处理，不但有效降低了工人

的劳动强度，且解决了用户常遇到的急件处理问题。