专利名称：一种高导电率软铝线及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种软铝线的制造技术，具体地说是一种用于输电线路架空的 高导电率软铝线及其制造方法。
背景技术：
目前架空输电线路常用的输送导线是普通的钢芯铝绞线，而普通的钢芯铝
绞线所用铝线均采用导电率为61%IACS的硬铝线， 一般电阻率在 0.02790-0.028264Q'mm2/m，而在架空导线中，主要依靠铝线来传输电流，如果 铝线电阻率较高，则在输电时线路损耗增加，从而增加线路运行成本。因此， 为降低线路损耗，现在主要采用直流输电或增大导线截面来进行，但输电线路 工程投资建设成本增加很多。中国专利99104364.2公开了一种高导电率含硼铝 合金的制造技术，但该专利仅适用于铝杆的制造过程，这种铝杆在经过拉拔延 伸后电阻率会上升较多，导电率也不能达到63.5%IACS。而中国专利 200410079600.8公开了高导电率铝线含稀土、硼的铝基材料及制备方法，该专 利适用于合金锭的制造，而且该合金锭经融化、轧制、拉拔后电阻率也不能完 全达到63.5。/。IACS。普通软铝线的导电率一般在62.5。/。IACS左右，超过此数值 的铝线， 一般就称之为高导电率软铝线。
发明内容
本发明的目的在于开发一种高导电率软铝线及制造方法，利用这种软铝线， 可以降低输电线路损耗，从而有效降低运行费用。
本发明的具体工艺过程如下
实施条件为铝杆连铸连轧生产线，非滑动式高速铝拉丝机，时效处理炉。
所述软铝线的成分包括Si《0.08%; Fe《0.20%， Cu《0.005%; 0.07-0.15%
的硼，余为铝；单位为重量百分数。
所述软铝线的制造方法包括如下步骤
1) 采用99.70A或99.8°/。牌号的铝锭进行熔化，保证铝液中Si《0.08%; Fe《0.20%， Cu《0.005°/。，单位为重量百分数；
2) 铝液在保温炉内以氮气为载体，在底部吹入0.2-0.5%的铝液精炼剂，以 除去铝液中的气体和氧化铝杂质，并使温度控制在720-750°C;
3) 加入铝-硼(Al-B)中间合金进行硼化处理，确保铝液中含硼量控制在 0.07-0.15%，单位为重量百分数，并搅拌2-5min;
4) 静置25-30min后，打开保温炉阀门，铝液流入淌槽，采用双层玻璃纤维 过滤网过滤掉氧化铝杂质；
5) 过滤处理后的铝液进入结晶轮，确保冷却水均匀有效，并控制铸锭的进 轧温度在430-47(TC间，轧制时乳化液的温度应控制在6(TC以下，保证出杆终轧 温度控制在220-25(TC间；6) 调整轧辊，轧制出直径为9-12mm的圆铝杆，并冷却24小时以上；
7) 采用钨模或聚晶模在高速铝拉丝机拉制铝线，各道次延伸系数控制在 1.20-1.35间。
拉制成需要规格的铝线后，使铝线进入时效处理炉进行时效处理，形成软 铝线；时效处理时横截面面积在5mr^以下的铝线需要在280-30(TC条件下时 效1-1.5小时;横截面面积在5-15mm^司的铝线需要在280-30(TC条件下时效1.5-2 小时；横截面面积在15-25mm2间的铝线需要在280-30(TC条件下时效2-2.5小时； 横截面面积在25mm2以上的铝线需要在2S0-30(TC条件下时效3-4小时。
在用双层玻璃纤维过滤网进行过滤铝液时，每40分钟到80分钟时更换一 次双层玻璃纤维过滤网。所述软铝线的导电率大于等于63.5%IACS。
本发明的优点为为了能够提高铝线的导电率，在铝中加入了硼元素，然 后经过结晶、轧制、拉拔、高温时效处理工艺，制造出导电率为63.5c/。IACS的 铝线，这种软铝线可以为圆形、梯形或"Z"形，在架空导线中使用该铝线，配合 强度很高的特高强度钢芯、复合材料芯、或殷钢芯进行绞合，导线在运行时由 于铝线伸长率很大，所以线路运行时铝线不受力，只起传输电流作用，因此可 提高架空导线工作温度，提高载流量；而软铝线电阻率低，可有效降低线路损 耗，给输变电行业带来巨大的经济效益和社会效益。
图h软铝线制造工艺流程图。
具体实施例方式
实施例一采用10吨99.80牌号的铝锭进行熔化，采用分光光度计分析铝 液中Si含量为0.05%; Fe含量为0.13%， Cu含量0.004%;在保温炉内采用氮 气在炉底吹入30kg的精炼剂进行净化处理，并使温度控制在750°C; IO分钟后 加入AL-B中间合金，确保铝液中含硼量控制在0.07-0.15%，进行3min的搅拌， 静置25min后，打开保温炉阀门，铝液流入淌槽，采用双层玻璃纤维过滤网进 行过滤杂质。过滤处理后的铝液进入结晶轮，确保冷却水均匀有效，并控制铸 锭的进轧温度在45(TC，轧制时乳化液温度控制在55°C，测量出杆终轧温度为 240°C，铝杆直径为9.5mm;铝杆经冷却24小时后，在高速铝拉丝机上进行拉 制线径为3.22mm圆铝线，配模尺寸为8.1mm; 6.86mm; 5.95mm; 5.18mm; 4.53mm; 3.99mm; 3.57mm; 3.22mm。其中3.22mm模具为聚晶模，其余采用 钨钢模。拉制完成后，进入时效处理炉，在280-300'C条件下时效100分钟；这 样，高导电率(大于63.5。/。IACS)的软圆铝线就生产完成了。经在QJ36电桥上 测量，铝线的电阻率在0.02680-0.02700Q'mm2/m，导电率在63.8-64.3%IACS间， 伸长率平均达到27%，铝线强度平均75Mpa。
实施例二采用8吨99.70A牌号的铝锭进行熔化，采用分光光度计分析铝 液中Si含量为0.07%; Fe含量0.16%， Cu含量0.004%;在保温炉采用氮气在 炉底吹入32kg的精炼剂进行净化处理，并使温度控制在740°C; 10分钟后加入 AL-B中间合金，确保铝液中含硼量控制在0.07-0.15%，进行5min的搅拌，静 置28min后，打开保温炉阀门，铝液流入淌槽，采用双层玻璃纤维过滤网进行过滤杂质。过滤处理后的铝液进入结晶轮，确保冷却水均匀有效，并控制铸锭
的进轧温度在460°C，轧制时乳化液温度控制在60°C，测量出杆终轧温度为 235°C，铝杆直径为9.5mm;截面为71.5mm2;铝杆经冷却24小时后，在高速 铝拉丝机上进行拉制截面为20.75mm2的梯型铝线，配模尺寸为55.55mm2; 42.60mm2; 32.55mm2; 24.85mm2; 20.75mm2;模具全部采用钩钢模。拉制完成 后，进入时效处理炉，在280-30(TC条件下时效100分钟；这样，高导电率(大 于63.5。/。IACS)的软铝型线就生产完成了。经在QJ36电桥上测量，铝线的电阻 率在0.02685-0.02705Q'mm2/m，导电率在63.7-64.2°/oIACS间，伸长率平均达到 26%，铝线强度平均80Mpa。
实施例三采用4吨99.70A和6吨99.80牌号的铝锭进行熔化，用分光光 度计分析铝液中Si含量为0.06%; Fe含量0.15。/。， Cu含量0.003%;在保温炉 内采用氮气在炉底吹入40kg的铝液精炼剂进行净化处理，并使温度控制在 730°C; IO分钟后加入AL-B中间合金，AL-B中间合金的加入量应确保铝液中 含硼量控制在0.07-0.15%，进行5min的搅拌，静置25-30min后，打开保温炉阀 门，铝液流入淌槽，采用双层玻璃纤维过滤网进行过滤杂质。过滤处理后的铝 液进入结晶轮，确保冷却水均匀有效，并控制铸锭的进轧温度在44(TC，轧制时 乳化液温度控制在6(TC，测量出杆终轧温度为23(TC，铝杆直径为10.5mm;截 面为87.2mm2;铝杆经冷却24小时后，在高速铝拉丝机上进行拉制截面为 26.85mm2的梯型铝线，配模尺寸为67.6mm2; 52.40mm2; 40.94mm2; 32.75mm2; 26.85mm2;模具全部采用钨钢模。拉制完成后，进入时效处理炉，在280-300°C 条件下时效200分钟；这样，高导电率(大于63.5%IACS)的软铝型线就生产 完成了。经在QJ36电桥上测量，铝线的电阻率在0.02690-0.02710Q'mm2/111，导 电率在63.6-64.in/。IACS间，伸长率平均达到24°/。，铝线强度平均85Mpa。
所述聚晶模是拉丝模的一种，与其他拉丝模相比，可获得更长的模具寿命， 更好的金属丝圆度，并且高度可预测的模具磨损性能。进口聚晶模原料采用美 国通用公司GE料和日本住友料生产的，是一种具有高度表面光洁度，最小摩擦 力的耐磨人工合成材料，模具寿命最长，金属丝表面光洁度最好。
所述乳化液是由水和乳化油按1: 98配制而成，乳化油主要由基础油和添 加剂组成，在轧制过程中主要起润滑及冷却作用， 一般都是外购的。
权利要求
1、一种高导电率软铝线，包括Si≤0.08％；Fe≤0.20％，Cu≤0.005％；其特征在于还包括0.07-0.15％的硼，余为铝；单位为重量百分数。
2、 一种高导电率软铝线的制造方法，其特征是所述制造步骤为1) 采用99.70A或99.8%牌号的铝锭进行熔化，保证铝液中Si《0.08%; Fe《0.20%， Cu《0.005%，单位为重量百分数；2) 铝液在保温炉内以氮气为载体，在底部吹入0.2-0.5%的铝液精炼剂，以 除去铝液中的气体和氧化铝杂质，并使温度控制在720-750°C;3) 加入Al-B中间合金进行硼化处理，确保铝液中含硼量控制在0.07-0.15%， 单位为重量百分数，并搅拌2-5min;4) 静置25-30min后，打开保温炉阀门，铝液流入淌槽，采用双层玻璃纤维 过滤网过滤掉氧化铝杂质；5) 过滤处理后的铝液进入结晶轮，确保冷却水均匀有效，并控制铸锭的进 轧温度在430-470'C间，轧制时乳化液的温度应控制在60'C以下，保证出杆终轧 温度控制在220-25(TC间；6) 调整轧辊，轧制出直径为9-12mm的圆铝杆，并冷却24小时以上；7) 采用钨模或聚晶模在高速铝拉丝机上拉制铝线，各道次延伸系数控制在 1.20-1.35间。
3、 如权利要求2所述高导电率软铝线的制造方法，其特征在于，拉制成需 要规格的铝线后，使铝线进入时效处理炉进行时效处理，形成软铝线；时效处 理时横截面面积在5mm2以下的铝线需要在280-30(TC条件下时效1-1.5小时； 横截面面积在5-15mn^间的铝线需要在280-300"C条件下时效1.5-2小时；横截 面面积在15-25mm2间的铝线需要在280-300'C条件下时效2-2.5小时；横截面面 积在25mm2以上的铝线需要在280-300。C条件下时效3-4小时。
4、 如权利要求2所述高导电率软铝线的制造方法，其特征在于，在用双层 玻璃纤维过滤网进行过滤铝液时，每40分钟到80分钟时更换一次双层玻璃纤 维过滤网。
5、 如权利要求3所述高导电率软铝线的制造方法，其特征在于，所述软铝 线的导电率大于等于63.5%IACS。
全文摘要
本发明涉及一种高导电率软铝线及制造方法，具体地说是一种用于输电线路架空导线的导体材料制造技术。所述软铝线的成分包括Si≤0.08％；Fe≤0.20％，Cu≤0.005％；0.07-0.15％的硼，余为铝；单位为重量百分数。利用这种软铝线，可以降低输电线路损耗，从而有效降低运行费用。
文档编号H01B5/00GK101419849SQ20081019486
公开日2009年4月29日 申请日期2008年10月21日 优先权日2008年10月21日
发明者叶胜平, 霖 鞠, 项建新 申请人:无锡华能电缆有限公司