高电流强磁场条件下母线整体浇铸方法
【技术领域】
[0001]本发明属于母线浇铸领域，具体是基于高电流强磁场条件下的母线整体浇铸方法。
【背景技术】
[0002]母线(bus line)是指用高导电率的铜、销质材料制成的，用以传输电能，具有汇集和分配电力的产品。电站或变电站输送电能用的总导线。通过它，把发电机、变压器或整流器输出的电能输送给各个用户或其他变电所。
[0003]目前，在铝厂通常需要采用的360kA级铝电解槽，其中绕行母线的接口较多，而在360KA高电流和300GS的高磁场环境下，带电焊接技术在全国，甚至于全世界都是一个难题。如果采用停电焊接方式，则会对整个生产系统带来巨大的损失。因此亟需一种在高电流强磁场条件下对母线的部分接口进行整体铝液浇铸的方法。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中高电流强磁场条件下无法进行带电焊接的缺点，提供一种高电流强磁场条件下母线整体浇铸方法。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:高电流强磁场条件下母线整体浇铸方法，包括以下步骤:
[0006]A.对母线的待浇铸部位进行打孔，并在待浇铸部位的四周进行铣槽；
[0007]B.对母线的待浇铸部位的氧化层进行打磨操作；
[0008]C.在铣槽处制作预留有浇铸口与溢流口的耐热保温全封闭的模具，所述浇铸口用于倾倒浇铸液，所述溢流口用于将初始低温浇铸液排出；
[0009]D.对模具进行加温，并使其内部保持一定温度；
[0010]E.采用真空抬包对模具进行一次性浇铸，保证浇铸液的温度在980°C以上，浇铸时间^ 10分钟。
[0011]具体的，所述步骤B中的具体为采用喷砂机将母线的待浇铸部位的氧化层全部打磨干净。
[0012]具体的，所述步骤C中的模具由内到外依次包括耐火砖层、硅酸钙板层及硅藻土保温砖层。
[0013]进一步的，所述娃酸妈板层的厚度为65mm，所述耐火砖层是由一层耐火砖形成的，所述硅藻土保温砖层由两层硅藻土保温砖形成。
[0014]优选的，所述步骤D具体为采用炭火对模具加温，并使模具内温度保持在500°C以上。
[0015]优选的，所述浇铸液为掺有一定含量镁的铝液，其中镁的质量百分比为8%。
[0016]进一步的，所述模具能够保证其内部的浇铸液的温度从900°C降低至铝的熔点660 °C所用的时间在30分钟以上。
[0017]本发明的有益效果是:该方法便于操作，易于实现，安全性强，可靠性好，可在高电流强磁场条件下对母线进行铝液浇铸，使用掺入一定镁的铝液作为浇铸液，在增加其导电性能的同时也增强了其强度；此外，由于采用980°C以上的浇铸液浇铸时间为十分钟之内，能够减小缝隙，大大提高浇铸质量。本发明适用于对母线进行浇铸。
【具体实施方式】
[0018]下面详细描述本发明的技术方案。
[0019]本发明的高电流强磁场条件下母线整体浇铸方法，具体步骤如下:
[0020]1.对待浇铸部位进行打孔，以便增加浇铸点的接触面积，同时也起到铆钉的作用；而后在浇铸母线四周铣槽，可使得后续在利用铝液将整个待浇铸部位包裹起来后，减少铝液冷却时产生的收缩缝。
[0021]2.采用喷砂机将待浇铸部位的氧化层全部打磨干净，因为氧化铝层的熔点为2000°C，纯铝的熔点为660°C，无需过高温度的浇铸液即可进行后续操作。而喷砂的方式可以使母线表面变得很粗糙，更便于熔化。
[0022]3.在铣槽处制作设有浇铸口与溢流口的耐热保温全封闭的模具，即该模具除了浇铸口与溢流口以外为全封闭结构。全封闭以保证铝液在模具内能缓慢自然降低温度；浇铸口用于倾倒铝液；溢流口用于将初始低温铝液排出。模具结构为内层一层耐火砖，外层两层娃藻土保温砖，耐火砖和娃藻土保温砖之间夹一层65mm娃酸1?板，如此设计能够有效增强保温效果，可以保证铝液温度从900°C降低至660°C的时间保证在30分钟以上。
[0023]4.采用炭火对模具加温，并使模具内温度保持在500°C以上。
[0024]如果模具内温度较低，铝液浇铸下去后凝固太快，熔化不好，达不到熔化深度要求(熔化深度要求8-10_)，因此模具内温度保持越高，铝液温度下降越慢，然而由于技术及工艺所限，现今模具内温度只能保证500°C ο开始浇铸时，由于模具内温度只有500度，铝液温度会快速的降温，因此让这部分温度较低的铝液从溢流口流出，高温铝液继续浇铸，可把模具内温度提高到900°C左右，然后堵住溢流口，就在模具内形成一个较大的高温熔池，后续的高温铝液在模具内可保持30分钟不会凝固，即其900°C降至铝的熔点660°C时所用的时间在30分钟以上，从而达到要求的熔化深度，并且减小收缩缝。
[0025]5.采用真空抬包保持其铝液温度进行一次性浇铸，不得分层浇铸，保证浇铸液的温度在980 °C以上，浇铸时间兰10分钟。
[0026]在进行铝液浇铸时，温度的高低对浇铸质量的影响很大。温度低，浇铸表面熔化不好，熔化深度不够，会产生较大的缝隙，造成接口压降增加，通过的电流减少，达不到设计的要求。经过反复实践，最终确定铝液温度控制在980°C以上时，浇铸质量较好，此时缝隙最小，熔化深度达标。980°C的铝液在10分钟内浇铸到模具内，温度会降低到900°C，同时900°C的铝液熔化深度可保证在8-10mm，达到熔化要求，并且由于缓慢降温，收缩缝较小(若冷却太快，熔化的部位会在冷却时被拉裂，达不到要求)。电解槽生产的铝液温度可达到980°C，且浇铸点一般需要浇铸2-3吨铝液，直接由真空抬包从槽内抽出铝液就可以进行浇铸。
[0027]其中，采用掺有镁的铝液进行浇铸，以便增加其强度和导电性能。具体而言，I吨铝液中掺有80kg的镁，即铝液中的镁的质量百分比为8%。
[0028]由于铝厂采用的是360kA电解槽系列，一束母线通过最大电流为60kA，在不停电情况下对其进行浇铸和断开，具有较大的风险，如果浇铸质量不过关，该组母线导电性能下降或者不导电，那么其他母线就要分摊该组母线的60kA电流，造成生产的电解槽内电流不均，引发电解槽波动，如果产生效应，极有可能击穿短路绝缘，引发短路口爆炸，造成全系列停电，损失至少上亿元。而通过本方法可以实现高电流强磁场下对母线进行浇铸，安全性高，可靠性好，节约成本。
【主权项】
1.高电流强磁场条件下母线整体浇铸方法，其特征在于，包括以下步骤: A.对母线的待浇铸部位进行打孔，并在待浇铸部位的四周进行铣槽； B.对母线的待浇铸部位的氧化层进行打磨操作； C.在铣槽处制作预留有浇铸口与溢流口的耐热保温全封闭的模具，所述浇铸口用于倾倒浇铸液，所述溢流口用于将初始低温浇铸液排出； D.对模具进行加温，并使其内部保持一定温度； E.采用真空抬包对模具进行一次性浇铸，保证浇铸液的温度在980°C以上，浇铸时间^ 10分钟。
2.如权利要求1所述的高电流强磁场条件下母线整体浇铸方法，其特征在于，所述步骤B中的具体为采用喷砂机将母线的待浇铸部位的氧化层全部打磨干净。
3.如权利要求1所述的高电流强磁场条件下母线整体浇铸方法，其特征在于，所述步骤C中的模具由内到外依次包括耐火砖层、硅酸钙板层及硅藻土保温砖层。
4.如权利要求3所述的高电流强磁场条件下母线整体浇铸方法，其特征在于，所述硅酸钙板层的厚度为65mm，所述耐火砖层是由一层耐火砖形成的，所述硅藻土保温砖层由两层硅藻土保温砖形成。
5.如权利要求1所述的高电流强磁场条件下母线整体浇铸方法，其特征在于，所述步骤D具体为采用炭火对模具加温，并使模具内温度保持在500°C以上。
6.如权利要求1所述的高电流强磁场条件下母线整体浇铸方法，其特征在于，所述浇铸液为掺有一定含量镁的铝液，其中镁的质量百分比为8%。
7.如权利要求6所述的高电流强磁场条件下母线整体浇铸方法，其特征在于，所述模具能够保证其内部的浇铸液的温度从900°C降低至铝的熔点660°C所用的时间在30分钟以上。
【专利摘要】本发明属于母线浇铸领域。本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中高电流强磁场条件下无法进行带电焊接的缺点，提供一种高电流强磁场条件下母线整体浇铸方法。包括以下步骤：A.对母线的待浇铸部位进行打孔，并在待浇铸部位的四周进行铣槽；B.对母线的待浇铸部位的氧化层进行打磨操作；C.在铣槽处制作预留有浇铸口与溢流口的耐热保温全封闭的模具，所述浇铸口用于倾倒浇铸液，所述溢流口用于将初始低温浇铸液排出；D.对模具进行加温，并使其内部保持一定温度；E.采用真空抬包对模具进行一次性浇铸，保证浇铸液的温度在980℃以上，浇铸时间≦10分钟。该方法可在高电流强磁场条件下对母线进行铝液浇铸，提高浇铸质量；适用于对母线进行浇铸。
【IPC分类】B22D25-00
【公开号】CN104607616
【申请号】CN201510024631
【发明人】许亨权, 唐勇, 李锐
【申请人】阿坝铝厂
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月19日