退火机是利用接触式短路退火原理.docx

1、退火机是利用接触式短路退火原理退火机是利用接触式短路退火原理，退火电源为直流，适用于铜线的退火软化生产，退火机由导电系统、氧化保护系统、冷却系统、干燥系统、电气系统等组成。氧化保护方式采用蒸气保护（本设备附带有一台蒸气发生器）；冷却润滑采用稀浓度拉丝液循环。一般需设置水池或外置热交换器的方式进行冷却（外置的热交换器及冷却塔由用户自备）；干燥系统采用压缩空气加模具干燥。所用的冷却水源及压缩空气由用户自备。退火电气控制部分的可控硅采用强力风机冷却方式。2、 退火控制器采用直流控制器；3 低压电气组件、轴承采用日本品牌；油封、读数表采用台湾或南韩品牌。4 导电环采用镍合金材料；5 导轮采用喷陶处理；

2、6 传动平皮带采用瑞士牌子。I. DF-ZL250/13DH高速大中线伸线带退火机A. DF-ZL250/13DH齿轮式高速大中拉带连续退火机组成：（1）DF-ZL250/13拉丝机(不配轧头机) 1台（2）DF-YG300张力控制架 1台（3）DF-TH4000退火机（配蒸气发生器,） 1台（4）DF-WS630无轴收线机 1台（5）电气控制系统 1套（6）地基础布局图（含：水、电、气指示连结图，仅供参考。） 1份注：本资料适用于首层地基安装，设备是否能在楼层上安装使用由需方负责设计考虑；参考资料在合同生效日算15天内提供确认。（7）随机物品 【安装配件】整条生产线连结电缆1套（布线方式为架

3、空布置，不含主电源进线。配线长度按供方提供的设备布置图提供。）；退火机连接导电铜排1组。【技术资料】生产线使用说明书1份（含：技术规范、操作说明、机器结构、配模参考表、安装图及要求、故障排除、维修保养、易损件图纸及型号、电器原理图等），主要电气元件说明书1份（包括调速器及PLC可编程控制器）。【 单 证 】装箱单、合格证各1份。生产线颜色： 机械部份采用海蓝，电气柜部份为米白色。(或依客户要求)操作方向： 右向操作。操作方向的定义：操作人员面向拉丝主机，由左边进线，右边收线。适用原材料： 低氧或无氧圆紫铜线Cu。最大进线规格 6.8mm。控制方式： 拉丝和收线采用交流变频控制，退火采用直流控制

4、。生产线生产范围：0.82.76mm总重： 约11000kg总装机容量：445 KVA；B. 生产线组成部份的设备介绍：第一部分 DF-ZL250/13拉丝机第二部分 DF-TH4000退火机第三部分 DF-YG300张力控制架第四部分 DF-WS630无轴收线机第一部分：DF-ZL250/13拉丝机一、设备组成：放线架 1个DF-ZL250/13拉丝机 1台操作台 1台电气控制系统 1套拉丝主电机 1台二、技术参数：进线直径 max 6.8 mm 出线范围 0.82.76 mm机械速度 max 1500 m/min模具数 max 13模具外径 25 & 30机械延伸率 定径模为18.6%；其

5、它为25%；拉丝鼓轮直径 max 280 mm定速轮直径 280 mm拉丝主电机功率 AC75kw-6P放线架外型尺寸（LWH） 12155503400mm拉丝机外型尺寸（LWH） 240010701400mm机器净重 约3200 kg 拉丝润滑液要求： 工作压力0.20.4 Mpa温度30流量1218m3/h供电电源： 三相电压3380 VAC(10%)单相电压220 VAC(10%)电源频率50 Hz (2%)三、设备介绍：1DF-ZL250/13型拉丝机采用全浸式润滑冷却，拉丝水箱盖装设安全保护开关，能与操作台上的急停按扭和收线机上的安全门开关组合成安全保护系统，使操作更安全。拉丝鼓轮及

6、定速轮采用喷碳化钨处理，全齿轮传动。拉丝主电机采用交流变频控制，通过三角皮带将主电机的动力传动给齿轮箱。退火机的动力由定速轮轴通过平皮带传动提供。齿轮箱设有快速档和慢速档，当生产细线径时（1.2以下）适宜选择快速档；生产粗线径时（1.2以上）适宜选择慢速档。齿轮采用精磨工艺处理，保证吻合的精度。齿轮箱内装有循环油泵进行冷却润滑，采用压力继电器进行欠压保护，保证齿轮箱的安全使用。本设备具有速度高，噪音低等特点。2操作台由计数表、速度表、按钮开关、指示灯、调节开关、报警灯、电流表和电压表所组成。操作台与电气柜连接组成电气控制系统，实现设定生产自动停机、跟踪退火、紧急停机、故障提示等功能。3 电气控

7、制系统包括有拉丝电气柜、操作台、保护开关及退火电气柜。四、 主要元件选用：1. 变频器采用台湾东元品牌；2 低压电气元件采用法国施耐德品牌、PLC采用日本三菱、轴承采用日本NSK或NTN品牌；油封、气动元件采用台湾品牌。3 拉丝鼓轮和定速轮采用喷碳化钨处理；4. 拉丝主电机采用皖南交流电机。第二部分：DF-TH4000退火机一、设备介绍：TH4000退火机是利用接触式短路退火原理，退火电源为直流，适用于铜线的退火软化生产。退火机由导电系统、氧化保护系统、冷却系统、干燥系统、电气系统等组成。氧化保护方式采用蒸气保护（本设备附带有一台蒸气发生器）；冷却润滑采用稀浓度拉丝液循环。一般需设置水池或外置

8、热交换器的方式进行冷却（外置的热交换器及冷却塔由用户自备）；干燥系统采用压缩空气加模具干燥。所用的冷却水源及压缩空气由用户自备。退火电气控制部分的可控硅采用风冷却方式。二、技术参数：名 称参 数退火线径范围（）0.802.76最高机械速度（m/min）1500额定直流退火电流（A）4000最大直流退火电压（V）60退火容量（KVA）360KVA蒸汽发生器功率（KW）9蒸汽量（/h）12外型尺寸（）LWH139015002640重量（）约2000压缩空气：工作压力0.60.7 Mpa波动值+0.02 Mpa露点-25 流量200 L/min用水要求：工作压力0.2-0.4 MPa温度25 蒸汽发

9、生器用水硬度max 5 dH退火机冷却液用水硬度max 12 dHPH值78流量420 L/min注：冷却水不得含有悬浮物、矿物质、金属杂质，不溶性和腐蚀性物质。供电电源：三相电压3380 VAC（10%）单相电压220 VAC(10%)电源频率50 Hz (2%)三、主要元件选用：1退火控制器采用鼎凡专利产品；2低压电气元件采用法国施耐德、轴承采用日本NTN或NSK；油封、读数表采用台湾或南韩品牌。3导电环采用镍合金材料；4导轮采用喷陶处理；5传动平皮带采用瑞士牌子。第三部分：DF-YG300张力控制架一、设备介绍：张力控制架是由导轮组、摇杆、信号反馈装置和传感器等组成。张力的机械平衡采用气

10、压式调节。此控制器的作用是给收线拉力一个平衡的反作用力，并提供一个偏差信号给电气控制系统，从而自动调整收线电机的转速，达到同步张力控制的目的。注：用户必须提供相关的压缩气源。二、技术参数：外型尺寸：（LWH） 9556001900 mm净重： 约500 kg压缩空气：工作压力0.60.7 Mpa波动值0.02 Mpa露点25流量50 L/min注：压缩空气要求清洁无油污三、主要件选用：1轴承采用日本品牌；气动元件采用台湾品牌。2导轮采用喷陶瓷处理；3传感器采用德国P+F品牌。第四部分：DF-WS630盘式收线机一、设备介绍：WS630是属于高速盘式收线机型。收线机控制面板上装有急停开关，防护门

11、装设保护开关，可连接其他设备的电控系统，实现联机保护。收线机采用交流变频控制；排线装置采用独立电机驱动，通过电子调速可调节排距；排位是采用行程开关调节，用户可根据收线盘的宽度，通过丝杆进行调整。本收线机需由用户按要求自备压缩气源。而所使用的收线盘由用户自备，尺寸按双方确认的线盘图纸设计制造。二、技术参数：机 型WS630收线范围0.63.0机械速度Max1500 m/min收线电机功率AC 22 kw排线电机功率110 w适用线盘PND500630（由供方提供线盘图纸，经需方确认。）线盘容量（最大）300kg500 kg制动方式气油压碟式制动外型尺寸LWH175012001100设备净重约17

12、80 kg三、主要元件选用：1 变频器采用台湾东元品牌；2 低压电气元件采用法国施耐德、轴承采用日本NSK或NTN品牌；油封、气动元件采用台湾品牌。3 导轮采用喷陶处理。4 收线主电机采用皖南交流电机。C. 验收标准和要求验收规格验收机型及参数ZL250-13/TH4000/WS630TR退火线速度退火伸长率范围0.801200 m/min1825%2025%1.381000 m/min2533%2533%2.52800 m/min2533%2533%2.76600 m/min2533%2533%验收规格与参数：本合同设备需方在以上列表中任选一种规格以生产退火线在供方厂内进行验收。在相应的技术

13、规范内，当设备达到上述对应的验收速度，连续生产200Kg以上不断线，生产的退火线伸长率在上表的范围内，且生产的裸铜线符合国家标准GB3953-83时，该设备视为验收合格.大电流交流电阻式铜线连续退火装置在我国正在着手研制。对这种装置起控制因素的电压、电流、铜线直径、加热长度以及线速度之间的关系进行了推导,说明其设计原理是三相电压及三相负载平衡。为防止铜线在退火过程中氧化,提出各段加热的最高温度为:预热段180200;预热段不超过250;主退火段由250左右上升到500以上时,应采用经处理的蒸气保护。经退火后的铜线需用冷却液逆流冷却。并对退火装置各导电轮的直径关系和皮带轮的直径作了概述。罐式退火

14、铜线变色的原因及改进不少中小电线电缆厂采用罐式退火工艺，铜线表面常发生变色、发黑，影响产品质量，需要分析解决。 1、铜线表面发黑的原因某厂采用罐式退火工艺流程为：检漏后开始升温，升温至150 左右，先抽真空，再充入保护气，然后继续升温至退火温度，保温13 h。整个工艺过程加热时间达48 h，出炉空冷4 h，然后水冷。而夏天出炉冷却至产品表面温度50 以下出罐，则需耗时30 h左右。在罐式退火工艺条件下，造成铜电线在罐内和出罐后表面变色、发黑的常见原因如表1 所示。表1退火铜线表面变色、发黑的原因 问 题 影响因素 原 因变色发黑操作者手或脏手套接触产品高于50 出罐装料碰触罐壁未按规程操作工艺

15、退火制度不合理规定抽气时间不足未洗炉环境潮湿结露烟尘浓度大SO2含量高设备真空泵故障真空泵油漏入罐内退火罐污染退火罐密封不严原材料铜中杂质含量大保护气体不纯铜线表面残留轧制油 铜线退火后立即出现或经一段时间后出现表面变色、发黑的现象，可以认为是一种腐蚀 过程。根据金属的腐蚀理论，金属腐蚀是金属表面或界面上进行的化学或电化学多相反应，使金属转入了氧化状态。由腐蚀过程的特点看，可把金属腐蚀分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀。铜线退火过程中出现的表面变色、发黑的现象，可以认为是化学腐蚀为始，继而发生电化学腐蚀。退火产品降温出罐后，其表面出现的腐蚀现象以继续进行的电化学腐蚀为主 。金属的腐蚀是十分复杂

16、的过程。环境介质的组成、性质、温度、金属的表面状态、化学成 分、组织结构、应力状态都可对腐蚀造成很大的影响。铜在空气中的氧化，常温下就可以进行，在铜表面生成一层很薄的氧化膜。在退火罐内，高温下最易引起铜化学腐蚀的原因是罐内含有一定浓度的氧，如罐内未抽净的空气、保护气中含有的氧气、冷却过 程中罐内保护气压低于大气压时因密封不严而渗入的空气等。退火罐内的氧在450500 的条件下与铜发生如下反应：(1)(2)在式(1)、式(2)中，氧化物的平衡氧压分别是10-12Pa和510 -16Pa。为了验证退火罐内氧对铜线的腐蚀作用，我们在试验室中利用真空炉模拟实际的退火工艺 (但不通保护气)对紫铜试样进行

17、试验，结果如表2所示。表2真空度对铜线表面状态的影响真空度/Pa 试样表面状态0.75 表面光亮200 表面发暗，无光泽从试验结果看，在真空度较低的情况下，退火罐内存在着明显的化学腐蚀作用。但在实际生产中发现，当严格控制退火罐内气氛的纯度(氧浓度很低)后，退火铜线出罐后若干时间(一般是几十分钟至几小时)，铜线表面仍然出现变色、发黑的现象。这种现象主要是由残留在铜线表面的拉丝润滑油对铜线表面的腐蚀引起的。为了验证润滑油对铜线的腐蚀作用，在真空炉内模拟实际的退火工艺对表面涂覆拉丝 润滑油的紫铜试样进行了试验，结果如表3所示，从试验结果可见，润滑油的存在会引起铜 线表面严重的腐蚀。表3轧制润滑油对铜

18、线表面状态的影响真空度/Pa 表面涂覆润滑油 出炉后铜线表面状态 出炉后72 h铜线表面状态0.75 多 发暗、变色(紫褐色) 严重变色、发黑0.75 少 发暗，浅褐色 变色、发黑0.75 无 表面光亮 表面未变色残留在铜线表面的拉丝润滑油，在退火温度下，其中的饱和烃类、酯类物质裂解后产生 的活性碳原子、一氧化碳等裂解产物能还原CuO，破坏铜线表面的氧化膜层，引起铜线表面活化，使活性碳原子沉积在活化表面(如残留的润滑油较多，会在铜线表面沉积一层碳黑)， 此外，润滑油中的S等杂质也与铜发生反应，生成CuS，见式(3)式(5)。 CuO + CO Cu + Co2 (3)Cu + C Cu C (

19、4)Cu + S CuS (5)产品出罐后，在大气中，附着在铜线表面的碳或CuS能与铜组成腐蚀原电池，使铜表面进一步腐蚀变色，如式(6)、式(7)。同时，沉积在铜线表面的微小碳颗粒能吸附大气中的SO2和水汽，在铜线表面形成有腐蚀性的酸性电解液，生成一层可见膜CuSO4.3Cu(OH) 2，这样在铜线表面既发生原电池腐蚀反应,又发生酸性腐蚀反应，使铜线表面变色。阳极 Cu2+ + 2e - (6)阴极 O2 + 2H2O + 4e 4OH -(7)2、 工艺改进铜线退火过程中出现的变色、发黑现象，主要是由退火罐内的氧化反应和出罐后的电化学反应引起的，工艺上可通过采取杜绝罐内氧化反应和防止罐外电化

20、学反应的办法来避免或减少铜线的变色、发黑。具体的工艺措施如下： 及时更换破损拉模，防止因拉模破损划伤铜线表面，从而在划痕内残留较多的润滑油， 引起产品变色、发黑。 定期对退火罐进行高压水冲洗、烘干清理，保持罐内清洁。同时废除在罐内放置木炭的 退火方法，减少碳尘颗粒附着在产品表面。 采用N2气替代压缩空气试验退火罐气密性，并在退火罐升温至200 的过程中连续抽气 ，一方面可使升温过程中罐内氧浓度降低，另一方面可使挥发的润滑油蒸汽排出而不会沉积 在产品表面。 应对保护气体进行净化，避免氧、水蒸汽等有害气体进入退火罐。 在退火罐出炉空冷过程中，向罐内充入保护性气体，并维持罐内压力大于1个大气压， 这

21、样既可缩短冷却时间，又可防止因退火罐密封不严而进入空气。 对退火后铜线实行缓蚀处理。即用浸有铜的气相缓蚀剂苯并三唑的包装纸包覆出罐的铜线卷，减缓铜的电化学腐蚀。根据上述工艺改进措施，将罐式退火的工艺流程改进为：某厂采用这种改进的罐式退火工艺进行试验生产，铜线退火后表面变色、发黑率由原来的9.5%降至1.6%以下，并且取消了砂纸打磨工序。3、结论铜线芯产品罐式退火后表面出现的变色、发黑现象主要是由退火罐内的氧化腐蚀和出 罐后铜线表面的电化学腐蚀引起的。采用杜绝罐内进氧，去除残留轧制润滑油和退火后对产铜线实行缓蚀处理的工艺改进措施可以有效地解决产品表面变色、发黑的问题。将金属缓慢加热到一定温度，保

22、持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。退火工艺随目的之不同而有多种，如重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。 退火的一个最主要工艺参数是最高加热温度（退火温度），大多数合金的退火加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的,如碳素钢以铁碳平衡图为基础（图1）。各种钢(包括碳素钢及合金钢)的退火温度，视具体退火目的的不同而在各该钢种的Ac3以上、Ac1以上或以下的某一

23、温度。各种非铁合金的退火温度则在各该合金的固相线温度以下、固溶度线温度以上或以下的某一温度。 一拉丝部份:1.拉丝机的工作原理1.1.利用铜的金属塑性原理，配备相应的设备，在串行式模具上实现拉制。1.2.利用铜的金属再结晶原理，配备相应的退火设备，将拉制后已经硬化的铜线再行软化，回复铜线原有的塑性。2.拉丝机相应的组成部件2.1.放线架采用笼式放线，固定放置，以利于换轴时接线，实现连续生产。2.2 拉线系统2.2.1 轧线机利用相向回转的凸轮组，将铜线轧细，以便穿模。2.2.2 拉线箱2.2.3 拉线模具拉线模具为圆柱状，侧放于模具座中，模具由四个区域组成2.2.3.1 入口区导入铜线，并由此

24、引入润滑液。2.2.3.2 工作区铜线受拉力变形的区域。2.2.3.3 定径区保持铜线尺寸的区域。2.2.3.4 出口区铜线应力释放区域，即线径回弹区域。2.2.3.4 拉线单位拉线箱内的模具按照走线方向及过线位置，将拉线模具按孔径由大到小排列串行模具，每一个模具座内的模具与后面相邻的牵引轮(塔轮)构成一个拉线单位，实现拉制 过程。2.3.润滑系统2.3.1.拉线润滑液的作用润滑作用减少铜线在模具工作区与模具接触面的摩擦。冷却作用带走摩擦产生的热量，降低模具与铜线的温度。清洗作用冲洗掉铜线变形过程中掉下的铜屑。3.退火系统3.1.退火箱3.1.1.上下电极轮通过一定的电流，加热绕过的铜线，进行

25、退火.3.1.2.进、出水管提供冷却水，对热铜线进行充分冷却。 蒸汽喷出管引入蒸汽，退火时对热铜线进行保护，避免氧化。3.1.3.空气吹干器吹干铜在线的水汽，避免水斑痕及氧化。3.2.冷却系统3.2.1.冷却液的作用对已经退火的铜线进行充分冷却。3.2.2.冷却液循环系统拉线退火液储存箱 进液管 喷嘴 退火箱内储液 回流管 拉线退火液储存箱。4.储线架调节拉线与收线的平衡，即当收线速度小于拉线速度时,在储线架上暂时性的储备一定的铜线；即当收线速度大于于拉线速度时,在储线架上暂时性的补偿一定的铜线，以避免因供应不及收线而导致的断线；铜线的张力由加载的砝码以及储线轮上缠绕的圈数决定。5.拉丝机的工

26、艺参数(细拉机):5.1.最大的线速度32米/秒，一般速度25-28米/秒。5.2.生产单根线材规格范围:0.15-0.30mm5.3.拉丝油的PH值为8-9.5.4.拉丝油浓度7.5-8.5%，退火液浓度为1.0-1.5%二镀锡机部分1.镀锡机工作原理在一定浓度的电镀液体中，以铜线为阴极，锡块为阳极，在一定速度下，阴极、阳极之间通过一定的电流，则在阴极铜线的表面上沉积一层锡，实现了对裸铜线的电镀。为增加电镀的效果，生产中采取对放出的裸铜线进行表面除油，酸活化，再进行电镀，电镀后，镀锡线表面冲洗，烘干。2.镀锡机相应的组成部件2.1.放线架采用越端式放线架(放线架固定不动)，铜线为螺旋式放出，

27、用毛刷自动调节放线张力，放线架上设有张力极限限位开关。2.2.除油液循环系统采用循环的碱性的除油液除去铜线表面的油脂；循环系统中附带加热器，提升除油液温度，以增进除油液的除油效果；循环系统中附带过滤器过滤掉除油液中的杂质。2.3.冷水冲洗槽用自来水或蒸馏水冲洗掉铜在线的除油液。2.4酸洗槽铜线经过酸洗槽，酸对铜线表面进行活化处理，以利进一步镀锡。2.5.冷水冲洗槽用蒸馏水或去离子水洗掉铜在线的酸液，绝对不能用自来水，以避免自来水被带入电镀槽而污染电镀液。2.6.电镀液循环系统2.6.1.电镀液的组成成分为去离子水或蒸馏水、酸液、锡液、活化添加剂、抗氧剂；生产中应维持电镀液中的酸、锡的浓度在规定

28、的范围内，并根据生产时间、电极中通过的电流(A) X(HOUR)，即安培小时数，来及时添加活化添加剂和抗氧剂，以保证电镀液中离子的走位顺畅、镀锡层沉积均匀、外观平滑。2.6.2.循环系统中附带加热器，提升除油液温度，以增进电镀液的电镀效果；循环系统中附带过滤器过滤掉电镀液中的杂质。2.7.冷水冲洗槽初步清洗电镀层表面携带的电镀液。2.8.热水冲洗槽进一步清洗电镀层表面携带的电镀液。2.9.烘干器烘干镀锡层表面的水分。3.镀锡机工艺参数:3.1.除油粉控制范围(70-80)克/升。3.2酸洗酸液浓度7-10%。3.3.电镀液溶液成份及含量锡离子的含量:20-60g/l酸浓度的含量:17-23%添

29、加剂的含量80-100毫升/每升溶液抗氧剂的含量8-10毫升/每升溶液铜线连续退火装置的设计与实践关键 电线电缆 铜导体加工专用设备 设计 实践摘要 铜线连续退火装置的设计与实践。 上海电缆研究所 张福涛 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，其最终目的都要求铜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