專利背景
2005年4月前已有變壓器漆包扁線的銅裸導線生產主要是採用傳統的冷拔拉絲工藝方法,由於生產工藝的局限,無法解決漆包扁線產品存在的毛刺、翹皮、油污等漆包扁線的質量缺陷,這些缺陷正是造成變壓器通電後線圈容易短路燒毀的致命傷,致使
變壓器產品的內在質量不穩定,運行時故障多、可靠性差,因而隨時存在著事故隱患,引起人們對變壓器使用運行的擔憂,由於質量故障而引發事故隨時都可能對企業和社會造成巨大的損失;同時傳統冷拔拉絲工藝生產方法還存在著能耗高、批量生產周期時間長、操作人員多等缺陷,因而限制了變壓器漆包扁線生產的進一步發展。
發明內容
專利目的
《變壓器漆包扁線生產工藝方法》所要解決的技術問題就在於克服2005年4月前已有變壓器漆包扁線產品質量及其生產工藝存在的缺陷,提供一種銅裸導線生產採用擠壓一次成型工藝替代傳統冷拔拉絲工藝,塗漆及成品收線生產省略真空退火處理工序的變壓器漆包扁線生產工藝方法。
技術方案
《變壓器漆包扁線生產工藝方法》以銅桿為原料,經擠壓成型、塗漆及成品收線生產漆包扁線;其中擠壓成型生產採用由擠壓推動送料、輪槽摩擦擠壓升溫、經模孔擠出成型的連續擠壓機組組成的擠壓一次成型工藝替代傳統冷拔拉絲工藝,塗漆及成品收線生產省略真空退火處理工序;整體生產過程包括:
銅桿輸送校直——擠壓一次成型及冷卻防氧化——軟態裸導線收線——塗漆烘焙放線——塗漆烘焙運行——成品收線
由設備銅桿放線盤和銅桿校直機組成銅桿輸送校直工序,連續擠壓機及冷卻防氧化機組組成擠壓一次成型及冷卻防氧化工序,軟態裸導線收線機構成軟態裸導線收線工序,塗漆烘焙放線機構成塗漆烘焙放線工序,立式漆包扁線機組成塗漆烘焙運行工序,成品收線機構成成品收線工序。銅桿輸送校直工序、擠壓一次成型及冷卻防氧化工序及軟態裸導線收線工序為擠壓成型生產軟態銅裸導線,塗漆烘焙放線工序、塗漆烘焙運行工序及成品收線工序為塗漆及成品收線生產變壓器漆包扁線。
該發明生產工藝進料原材料選用表面光亮無氧化不需軋機延壓的連鑄銅桿,要求為二級以上的銅材,規格為φ8或φ12.5。
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T2的氧含量應≤0.01,Tu2的氧含量應≤0.006(其中T2、Tu2分別表示二級的銅與二級的銅線坯) |
該發明生產工藝的控制條件如下:
1、銅桿輸送校直
銅桿規格φ8毫米、φ12.5毫米;銅桿坯料進入銅桿校直機要求放正、注意出線方向,當銅桿料有急彎應及時手工矯直防止卡死。
2、擠壓一次成型及冷卻防氧化系統
①擠壓推動送料速度:6-12米/分鐘;
②壓緊壓:40-50兆帕;
③輪槽摩擦擠壓升溫溫度:320-600℃;
④冷卻水溫度:10-50℃;
3、軟態裸導線收線
收線截面a=0.50-9.10毫米、b=0.50-15.0毫米,收線速度5-60米/分鐘;
4、塗漆烘焙放線放線
截面a=0.50-9.10毫米、b=0.50-15.0毫米,放線速度3-10米/分鐘;
5、塗漆烘焙運行系統
爐溫進口100-220℃,下層190-275℃,中層250-390℃,上層360-450℃,催化370-450℃;出口測溫點380-410℃,蒸發測溫點260-370℃,固化測溫點400-450℃,催化後測溫點370-410℃;引風機電壓60-150伏,開車線速度3-10米/分鐘;漆的粘度(4號塗杯測量):QQB/120(120級縮醛漆包銅扁線)>450-550/S,QZ(G)B/155(155級改性聚酯漆包銅扁線)>50-75/S,QZYB/180(180級聚酯亞胺漆包銅扁線)>70-110/S;
6、成品收線工序
收線截面a=0.50-9.10毫米、b=0.50-15.0毫米,收線速度3-10米/分鐘。
採用該發明生產工藝生產的漆包扁線軟態裸導線截面尺寸及尺寸偏差列於下表:
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| 1級0.06~0.11毫米,2級0.11~0.16毫米 |
| 當a≤2.50時,≥30;當a>2.50時,≥32 |
| 1級室溫1000伏,高溫750伏;2級室溫2000伏,高溫1500伏 |
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註:表中最小擊穿電壓項目中高溫下擊穿電壓的溫度是指QQB/120(120級縮醛漆包銅扁線)120-125℃,QZ(G)B/155(155級改性聚酯漆包銅扁線)155-160℃,QZYB/180(180級聚酯亞胺漆包銅扁線)180-185℃。
當進行生產時,銅桿放線盤上的銅桿由輸送校直裝置送入並牽引進入一次擠壓成型連續擠壓機組送料軌道,經擠壓模具腔體口通過擠壓輪旋轉將銅桿坯料源源不斷帶入擠壓模具模腔內,控制擠壓推動送料速度6-12米/分鐘;擠壓模具模腔內在擠壓輪槽摩擦擠壓力的作用下,壓力增大、銅桿坯料溫度逐步升高,摩擦擠壓升溫溫度控制在320-600℃;坯料經升溫、變形從模孔擠出後再經定型冷卻通道定型以及水冷卻和風冷卻形成軟態裸導線,然後經過計米、軟態裸導線收線,生產出漆包扁線軟態裸導線。經擠壓一次成型的軟態裸導線再通過放線架線裝置,引入立式漆包扁線機組,牽引進入生產工序循環運轉狀態,在立式漆包扁線機組的爐溫達到工藝要求時,軟態裸導線便通過漆缸與毛氈(或模具)進行塗漆,自內而外、自下而上地經過十道次的循環運轉塗漆、烘焙,達到質量指標,然後由成品收線導引輪牽引至收線裝置,形成合格的漆包扁線成品。漆包扁線的規格尺寸,由一次擠壓成型連續擠壓機組模具模孔的不同規格所確定。該發明使用的一次擠壓成型漆包扁線生產工藝方法以TLJ300或TLJ250型銅材連續擠壓生產機組替換原漆包扁線銅裸導線生產冷拔拉絲工藝的設備,TLJ300或TLJ250型銅材連續擠壓生產機組主機通過擠壓輪與模具吻合,經旋轉擠壓將置於擠壓輪表面中間溝槽的銅桿坯料連續咬入模具模腔,銅桿坯料由於輪槽擠壓和摩擦而升溫、變形被擠入模腔再通過模具孔擠出形成產品。在擠壓過程中處於模腔中的銅料溫度高達500℃以上,腔內擠壓壓力高達1000兆帕以上。有關連續擠壓機的主要技術參數列於下表:
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| 150平方毫米(φ12.5桿料) 65平方毫米(φ8桿料) | |
| 15平方毫米(φ12.5桿料) 7平方毫米(φ8桿料) | |
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改善效果
《變壓器漆包扁線生產工藝方法》的優點就在於採用擠壓推動送料、輪槽摩擦擠壓升溫、經模孔擠出成型的連續擠壓機組生產變壓器漆包扁線的生產工藝方法,徹底杜絕了毛刺、翹皮、油污、麻坑等產品缺陷,漆包扁線成品耐壓等級高、無漆流氣泡現象、表面光潔,提高了產品質量。採用擠壓一次成型工藝,避免了冷拔拉絲工藝多道次冷拔拉絲的煩瑣過程,並且工藝過程省略了真空退火處理工序,與傳統工藝相比節能節電1200元/噸,人工時也由傳統工藝10人一班/生產2噸轉變到2人一班/生產4噸,用電量由525元/噸下降到94.5元/噸,不僅簡化了生產工藝並了能源、節約了人工和生產時間,使生產成本下降40%以上。因此該發明具有廣闊的市場推廣前景。
附圖說明
圖1是《變壓器漆包扁線生產工藝方法》的擠壓成型生產工藝流程示意圖;
圖2是該發明的塗漆及成品收線生產工藝流程示意圖。
權利要求
1、《變壓器漆包扁線生產工藝方法》以銅桿為原料,其特徵在於經擠壓成型、塗漆及成品收線生產漆包扁線,其中擠壓成型生產採用由擠壓推動送料、輪槽摩擦擠壓升溫、經模孔擠出成型的連續擠壓機組組成的擠壓一次成型工藝替代傳統冷拔拉絲工藝,塗漆及成品收線生產省略真空退火處理工序;整體生產過程包括:
銅桿輸送校直——擠壓一次成型及冷卻防氧化——軟態裸導線收線——塗漆烘焙放線——塗漆烘焙運行——成品收線
由設備銅桿放線盤和銅桿校直機組成銅桿輸送校直工序,連續擠壓機及冷卻防氧化機組組成擠壓一次成型及冷卻防氧化工序,軟態裸導線收線機構成軟態裸導線收線工序,塗漆烘焙放線機構成塗漆烘焙放線工序,立式漆包扁線機組成塗漆烘焙運行工序,成品收線機構成成品收線工序;銅桿輸送校直工序、擠壓一次成型及冷卻防氧化工序及軟態裸導線收線工序為擠壓成型生產軟態銅裸導線,塗漆烘焙放線工序、塗漆烘焙運行工序及成品收線工序為塗漆及成品收線生產變壓器漆包扁線;其中擠壓一次成型及冷卻防氧化系統工藝控制條件為:①擠壓推動送料速度6-12米/分鐘,②壓緊壓力40-50兆帕,③輪槽摩擦擠壓升溫溫度320-600℃,④冷卻水溫度10-50℃。
2、根據權利要求1所述的變壓器漆包扁線生產工藝方法,其特徵在於進料原材料銅桿的規格為φ8。
3、根據權利要求1所述的變壓器漆包扁線生產工藝方法,其特徵在於進料原材料銅桿的規格為φ12.5。
4、根據權利要求2或3所述的變壓器漆包扁線生產工藝方法,其特徵在於進料原材料銅桿選用二級以上的銅線坯,組分重量含量(%):銅銀含量Cu+Ag≥99.95,砷≤0.0015、銻≤0.0015、鉍≤0.0006、鐵≤0.0025、鉛≤0.002、錫≤0.001、鎳≤0.002、鋅≤0.002、硫≤0.0025、磷≤0.001。
5、根據權利要求1或5所述的變壓器漆包扁線生產工藝方法,其特徵在於擠壓一次成型及冷卻防氧化系統工藝控制條件為:①擠壓推動送料速度8-10米/分鐘,②壓緊壓力45-50兆帕,③輪槽摩擦擠壓升溫溫度350-480℃,④冷卻水溫度10-21℃。
6、根據權利要求1所述的變壓器漆包扁線生產工藝方法,其特徵在於漆包扁線軟態裸導線截面尺寸a邊為0.50-9.10毫米、尺寸偏差±0.03-0.08毫米,b邊為0.50-15.0毫米、尺寸偏差±0.03-0.09毫米。
7、根據權利要求1所述的變壓器漆包扁線生產工藝方法,其特徵在於擠壓成型生產工藝選用TLJ300銅材連續擠壓生產機組。
8、根據權利要求1所述的變壓器漆包扁線生產工藝方法,其特徵在於擠壓成型生產工藝選用TLJ250銅材連續擠壓生產機組。
9、根據權利要求1所述的變壓器漆包扁線生產工藝方法,其特徵在於漆包扁線成品外觀不存在毛刺、翹皮、油污缺陷,漆膜厚度0.06-0.16毫米,伸長率≥30(%),最小擊穿電壓為750-1500伏(高溫)、1000-2000伏(室溫),電阻率(20℃)≤0.017241歐·平方毫米/米。
實施方式
操作內容
參照圖1和圖2,《變壓器漆包扁線生產工藝方法》的變壓器漆包扁線生產的擠壓成型工藝部分由銅桿放線盤1、銅桿校直機2、一次成型連續擠壓機3、冷卻防氧化系統4、計米裝置5、軟態裸導線收線機6組成,其中銅桿放線盤1和銅桿校直機2組成銅桿輸送校直工序,一次成型連續擠壓機3及冷卻防氧化系統4組成擠壓一次成型及冷卻防氧化工序,計米裝置5與軟態裸導線收線機6構成軟態裸導線收線工序。塗漆及成品收線工藝部分由塗漆烘焙放線機7、立式漆包扁線機塗漆烘焙運行系統8和成品收線機9組成,其中塗漆烘焙放線機7構成塗漆烘焙放線工序,立式漆包扁線機塗漆烘焙運行系統8組成塗漆烘焙運行工序,成品收線機9構成成品收線工序。如圖,A輪為立式漆包扁線機的成品收線導引輪。銅裸導線的生產以擠壓一次成型工藝替代傳統冷拔拉絲工藝,銅桿放線盤1上的銅桿由銅桿校直機2送入並牽引進入由一次成型連續擠壓機3及冷卻防氧化系統4組成一次擠壓成型連續擠壓機組,經擠壓與摩擦升溫、擠出成型,定型冷卻通道定型以及水冷卻與風冷卻,再經計米裝置5和軟態裸導線收線機6,完成擠壓成型工藝部分的工作。冷卻及防氧化系統4的定型冷卻通道位於水冷卻的長條水槽中。塗漆及成品收線生產省略了真空退火處理工序,經過擠壓一次成型的軟態裸導線通過塗漆烘焙放線機7,引入立式漆包扁線機塗漆烘焙運行系統8,牽引進入生產工序循環運轉狀態,在立式漆包扁線機塗漆烘焙運行系統8的爐溫達到工藝要求時,軟態裸導線便自內而外、自下而上地經過十道次的循環運轉塗漆、烘焙,達到質量指標,然後由成品收線導引輪A牽引至成品收線機9,形成合格的漆包扁線成品。
實施案例
實施例1 採用擠壓一次成型工藝生產變壓器漆包扁線
採用《變壓器漆包扁線生產工藝方法》擠壓一次成型工藝生產變壓器漆包扁線,生產以銅桿為原料,經擠壓成型、塗漆及成品收線生產漆包扁線,其中擠壓成型生產工藝部分採用擠壓推動送料、輪槽摩擦擠壓升溫、經模孔擠出成型的連續擠壓機組組成的擠壓一次成型工藝替代傳統冷拔拉絲工藝。擠壓一次成型連續擠壓機組型號TLJ300,生產的漆包扁線規格QZYB-2/1802×11.8毫米,尺寸偏差2,11.8,生產噸位18噸。整體生產過程包括:銅桿輸送校直——擠壓一次成型及冷卻防氧化——軟態裸導線收線——塗漆烘焙放線——塗漆烘焙運行——成品收線。
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| | | 型號TSXY630/100收線截面a=0.50-9.10毫米、b=0.50-15.0毫米 | |
| | | 放線截面a=0.50-9.10毫米、b=0.50-15.0毫米,放線速度3-10米/分鐘 | |
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| | | 型號SX-H規格5-230平方毫米、性能指標0.5-3厘米橫向可調 | |
主要工藝控制條件如下:
1、銅桿規格φ12.5±0.10毫米;
2、擠壓一次成型及冷卻防氧化系統
①推動送料速度8-10米/分鐘;
②壓緊壓力45-50兆帕;
③輪槽摩擦擠壓升溫溫度350-480℃;
④冷卻水溫度10-21℃;
3、軟態裸導線
收線收線截面a=2毫米、b=11.8毫米,收線速度9-10米/分鐘
4、塗漆烘焙放線
放線截面a=2毫米、b=11.8毫米,放線速度5-6米/分鐘
5、塗漆烘焙運行系統
爐溫進口200-220℃,下層250-275℃,中層350-390℃,上層410-450℃,催化400-450℃;出口測溫點390-410℃,蒸發測溫點350-370℃,固化測溫點420-450℃,催化後測溫點370-400℃;引風機電壓80-150伏,開車線速度4-5米/分鐘;漆的粘度(4號塗杯測量)QZYB-2/180>70-110/S,
6、成品收線工序
成品出線速度3.5-4.9米/分鐘。
生產的漆包扁線質量:外觀不存在毛刺、翹皮、油污缺陷,漆膜厚度符合2級0.11-0.16毫米的規定要求,彎曲(a×4、b×5)漆膜未開裂,伸長率46.7%,電阻率(20℃)0.016990歐·平方毫米/米。除生產2×11.8毫米規格的漆包扁線外,使用型號TLJ300一次成型連續擠壓機組還生產截面60-150平方毫米全部規格的漆包扁線。與傳統冷拔拉絲工藝相比,產品質量,生產工藝避免了傳統多道次冷拔拉絲的煩瑣過程,並且省略了真空退火處理工序,節能節電1200元/噸,人工時也由傳統工藝10人一班/生產2噸轉變到2人一班/生產4噸,用電量由525元/噸下降到94.5元/噸,不僅簡化了生產工藝並大大了能節約了人工和生產時間,使生產成本下降40%以上。
實施例2 採用擠壓一次成型工藝生產變壓器漆包扁線
採用該發明擠壓一次成型工藝生產變壓器漆包扁線,生產以銅桿為原料,工藝過程同實施例1。擠壓一次成型連續擠壓機組型號TLJ250,生產的漆包扁線規格QQB-1/1202.50×5.30毫米,尺寸偏差2.50,5.30,生產噸位35噸。整體生產過程包括:銅桿輸送校直——擠壓一次成型及冷卻防氧化——軟態裸導線收線——塗漆烘焙放線——塗漆烘焙運行——成品收線。
主要工藝設備除一次成型連續擠壓機組為TLJ250外同實施例1。
主要工藝控制條件如下:
1、銅桿規格φ8±0.08毫米;
2、擠壓一次成型及冷卻防氧化系統
①擠壓推動送料速度6-12米/分鐘;
②壓緊壓力40-45兆帕;
③輪槽摩擦擠壓升溫溫度320-380℃;
④冷卻水溫度10-18℃;
3、軟態裸導線
收線收線截面a=2.50毫米、b=5.30毫米,收線速度10-11米/分鐘;
4、塗漆烘焙放線機
放線截面a=2.50毫米、b=5.30毫米,放線速度7-9米/分鐘;
5、塗漆烘焙運行系統
爐溫進口100-120℃,下層190-210℃,中層250-320℃,上層360-400℃,催化370-390℃;出口測溫點380-400℃,蒸發測溫點260-290℃,固化測溫點400-440℃,催化後測溫點370-410℃;引風機電壓60-100伏,開車線速度6-10米/分鐘;漆的粘度(4號塗杯測量)QQB-1/120>450-550/S;
6、成品收線工序成品出線速度7.5-9米/分鐘。
生產的漆包扁線質量:外觀不存在毛刺、翹皮、油污缺陷,漆膜厚度符合1級0.06-0.11毫米的規定要求,彎曲(a×2、b×2)漆膜未開裂,伸長率42.7%,電阻率(20℃)0.016081歐·平方毫米/米。除生產2.50×5.30毫米規格的漆包扁線外,使用型號TLJ250一次成型連續擠壓機組還生產截面5-70平方毫米全部規格的漆包扁線。與傳統冷拔拉絲工藝相比,產品質量大大提高,生產工藝避免了多道次冷拔拉絲的煩瑣過程,並且省略了真空退火處理工序,不僅簡化了生產工藝並節省了能源、節約了人工和生產時間,使生產成本下降40%以上。
榮譽表彰
2009年,《變壓器漆包扁線生產工藝方法》獲得第六屆江蘇省專利項目獎優秀獎。