一种钢芯铝绞线退火装置及退火工艺的制作方法

1.本发明属于架空输电导线技术领域，具体涉及一种钢芯铝绞线退火装置以及退火工艺。


背景技术：

2.随着我国经济的快速发展，对于电力的需求日益增加，输电网的规模也随之不断扩大，电网的损耗量变得非常巨大。对于电网企业来说，降低电网的损耗有着显著的经济价值和社会效益。架空输电导线的技术一个重要趋势便是节能。相传统的钢芯铝绞线中铝的导电率为61％iacs，而钢芯软铝绞线中的铝导电率可达63％iacs，因此在相同截面导线下，钢芯软铝绞线比钢芯铝绞线的电阻损耗更低。
3.目前的退火处理多为将整盘需要退火的钢芯铝绞线放置在密闭的退火炉中，该退火炉的温度为目标退火温度，但是在实际生产过程中发现，该一次性退火会导致线盘内钢芯铝绞线内层与外层之间的退火不均匀问题。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明提供了一种钢芯铝绞线退火装置，
5.包括，放线装置、收线装置及加热器，所述加热器的数量为多个，依次放置在放线装置及收线装置中间，多个加热器用于采用不同温度对待铝绞线进行多次退火；所述放线装置上设置有放线盘，收线装置上设有收线盘。
6.进一步的，还设有多个支撑夹紧结构，所述支撑夹紧结构包括上、下相对设置的导轮组。根据本发明的另一方面提供了一种钢芯软铝绞线整体退火工艺，采用上述退火装置，具体流程如下：
7.通过牵引钢芯线带动预先绞合好的钢芯铝绞线至放线装置的放线盘上；
8.启动多个加热器进行预加热，相邻加热器的退火温度不同且呈升温设计；达到各自退火温度后启动放线装置及收线装置；通过收、放线操作，将钢芯铝绞线依次通过该多个加热器进行分段升温退火处理，最后收纳至收线盘上。
9.进一步的，其中经放线装置放线后首个进入的加热器的退火温度范围为95℃～105℃，依次相邻的加热器温度提升80℃～100℃之间。
10.进一步的，退火时，收线速度与放线速度相同。
11.进一步的，收线速度与放线速度控制在15m/min～25m/min。
12.进一步的，靠近收线装置的加热器的退火温度为370-380℃。
13.进一步的，将加热器的数量设定为4个；其中，第一个加热器温度范围为95℃～100℃，第二个加热器温度范围为195℃～200℃，第三个加热器温度范围为295℃～300℃，第四个加热器温度范围为370℃～380℃。
14.进一步的，所述钢芯铝绞线通过将铝杆拉拔成硬铝线再与钢芯线进行绞合制成。
15.进一步的，所述钢芯包括镀锌钢绞线、锌铝合金镀层钢绞线和铝包钢绞线；所述硬
铝线包括圆线、t型、s、z型线形式。
16.本发明的优势在于：通过设置多个加热器，每个加热器的温度呈递进升温设计，对经由的绞线实现分段升温退火，通过该工艺生产钢芯软铝绞线能够解决线盘内绞线内层与外层之间的退火均匀性问题，提高了钢芯铝绞线的导电率。
附图说明
17.图1为本发明的退火装置一种实施例结构示意图；
18.图2为本发明的退火工艺流程示意图。
19.图中，1-放线装置、2-放线盘、3-收线装置、4-收线盘、5-绞线、6-支撑夹紧结构，7-第一加热器、8-第二加热器、9-第三加热器、10-第四加热器。
具体实施方式
20.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.参考图1，本发明提供了一种钢芯铝绞线退火装置，包括放线装置1、收线装置3及加热器，所述加热器的数量为多个，依次放置在放线装置1及收线装置3中间，多个加热器用于采用不同温度对待铝绞线进行多次退火；所述放线装置1上设置有放线盘2，收线装置3上设有收线盘4。
22.基于上述退火装置，参考图2，本发明提供了一种钢芯铝绞线退火工艺，具体流程如下，通过牵引钢芯线带动预先绞合好的钢芯铝绞线5至放线装置1的放线盘4上；
23.启动多个加热器进行预加热，相邻加热器的退火温度不同且呈升温设计，达到各个加热器设定的退火温度后启动放线装置1及收线装置3；通过收、放线操作，将钢芯铝绞线5依次通过该多个加热器进行分段升温退火处理，最终收纳至收线装置3的收线盘4上。
24.将预先绞制好的钢芯铝绞线依次经过多个加热器，每个加热器的温度呈递进升温设计，对经由的绞线实现分段升温退火，有效解决了线盘内绞线内层与外层之间的退火均匀性问题，提高了钢芯铝绞线的导电率。
25.作为方案的改进，为了使得行进的绞线5具有一定的张力，绞线5从放线装置1到收线装置3之间还设有多个支撑夹紧结构6，所述支撑夹紧结构6包括上下相对设置的导轮组。钢芯铝绞线5从两个导轮组之间经过，两个导轮组分别从上下两个方向对绞线5具有一定的夹紧力。夹紧结构的主要作用是绞线在整个处理过程中平直，加热处理在导线纵截面上更均匀。
26.作为方案的改进，为了提高退火的均匀性，达到逐层渗透性退火的效果，本方案中退火装置中采用多个加热器，具体加热器的设定个数根据钢芯铝绞线5的最终退火温度来设定。其中，从放线盘出来的钢芯铝绞线第一个经过的第一个加热器的起始温度为95℃～105℃之间，依次相邻的加热器温度提升80℃～100℃之间。
27.作为方案的改进，现有钢芯铝绞线5的主流工艺路线为铝杆经过拉拔形成硬铝线，再经过退火处理后形成软铝线，退火后的软铝线在与钢芯线进行绞制制备成钢芯铝绞线5。采用该工艺生产软铝单线，随后和钢芯进行绞合。由于软铝线的强度较低，在绞合过程中，
受到绞线5张力的作用，软铝形状发生改变，整个绞线5的结构不稳定，出现一定的内应力。本退火方案中，钢芯铝绞线通过将铝杆拉拔成硬铝线再与钢芯线进行绞合制成，其中钢芯线为多根，绞合在一起；硬铝线为多根铝单线绞合在钢芯线的外围形成钢芯铝绞线，再经过加热器进行退火处理，实践证明有效的解决了现有工艺中钢芯铝绞线5结构不稳导致的变形问题。
28.作为方案的改进，为了保障钢芯铝绞线5的退火时间，收、放线速度控制在15m/min～25m/min。该放线速度主要为了保障绞线5的退火时间。
29.作为方案的改进，将靠近收线装置的加热器，即钢芯铝绞线最后经过的加热器，退火温度设定为370-380℃。该退火温度过低则需要更长时间才能够达到退火效果。过高的话会对钢芯的镀锌层有影响，镀层的熔化点一般在400度，温度过高会导致钢芯镀锌层的破坏。
30.实施例1：
31.1、将整盘规格为jl/g1a-400/35钢芯铝绞线5放置在放线装置1的放线盘2上。钢芯铝绞线5头端连接一钢线，该钢线的作用为退火过程中做牵引用。
32.2、启动加热器，控制第一加热器7的温度范围为95℃～100℃之间，控制第二加热器8的温度范围为195℃～200℃之间，控制第三加热器97-3的温度为295℃～300℃之间，控制第四加热器10的温度为370℃～380℃之间。
33.3、启动收、放线装置，控制收放张力为2kn,确保绞线5能够平顺的从放线装置1的放线盘2上通过第一加热器7～第四加热器10，控制绞线5的收放线速度为20m/min。
34.4、待绞线5放至收线装置3上收线盘4时，去除收线盘4上的牵引钢线。
35.5、待放线装置1的绞线5从放线盘2全部放出后，连接下一盘待处理绞线5，收线盘4收满后，将收线装置3的收线盘4取出，钢芯软铝绞线5的退火工艺完成。
36.对钢芯线软铝绞线5的铝线性能进行性能检测，导电率为63.4％iacs，抗拉强度80mpa。满足要求。
37.实施例2：
38.1、将整盘规格为jl/lb20a-630/45铝包钢芯铝绞线5放置在放线盘2上，通过牵引钢线联接绞线5至收线装置3上的空收线盘4上。
39.2、启动倍频加热器，控制第一加热器7的温度范围为100℃～105℃之间，控制第二加热器8的温度范围为200℃～205℃之间，控制第三加热器9的温度为300℃～305℃之间，控制第四加热器10的温度为370℃～380℃之间。
40.3、启动收、放线装置，控制收放张力为3kn,确保绞线5能够平顺的从放线装置的线盘上通过第一加热器7～第四加热器10，控制绞线5的收放线速度为15m/min。
41.4、待绞线5放至收线架上的空线盘时，去除收线盘4上的牵引钢线。
42.5、待放线架的绞线5从线盘全部放出后，连接下一盘待处理绞线5，收线盘4收满后，将收线架的线盘取出，钢芯软铝绞线5的退火工艺完成。
43.对钢线软铝绞线5的铝线性能进行性能检测，导电率为63.4％iacs，抗拉强度82mpa。满足要求。
44.对比例：
45.选用每盘铝单线长度为2550m，共计48盘的铝单线作为性能测试样本数据，在退火
前对48根单根铝单线进行导电率性能测试，如表1-1所示，从表中数据得到退火前铝单线的平均导电率为61.58iacs。
46.采用现有工艺，即将每盘铝单线进行绞制前退火形成软铝单线，退火温度380℃，每次退火24盘，每次退火4.5h，48盘退火后需9h。对该退火工艺退火的48根软铝单线进行性能测试，如表1-2所示，平均导电率为63.06iacs。
47.本专利工艺的钢芯铝绞线总长度为2550m，采用48根铝单线整体绞合在钢芯线外围制成，经过本方案的退火工艺，退火时间为2.83h，通过对48根铝单线进行性能测试，如表1-3所示，本发明的退火工艺平均导电率为63.35iacs，导电性能更好。
48.表1-1退火前铝单线导电率
[0049][0050]
表1-2退火后铝单线导电率(现有退火工艺)
[0051][0052][0053]
表1-3退火后铝单线导电率(本专利工艺)
[0054][0055][0056]
通过上述试验对比发现，采用本发明的退火工艺退火后的钢芯铝绞线具有最优的导电率，符合方案设计预期。
[0057]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。