一种高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产线及生产工艺的制作方法
【专利摘要】一种高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产线及生产工艺，该生产线包括放线架、矫直整形装置、退火装置、钝化装置、清洗装置；还包括风干装置、印字标识机、牵引机、收线机；特征是：退火装置包括加热及保温装置、冷却装置；加热及保温装置包括加热段和保温段，加热段、保温段均由高频电路、螺旋铜管、石英玻璃管构成；冷却装置包括蒸汽发生器和冷却水槽；钝化装置，包括钝化槽、钝化液储存箱、泵、连接管路、及用于吹掉地线表面的钝化液的吹干装置；清洗装置包括三个级别的清洗装置。生产中，利用地线自身温度在蒸汽发生器中加水产生大量水蒸气，水蒸气作为加热保温的保护气并起到降温作用，此外钝化清洗液零排放，可提高产品质量及生产效率。
【专利说明】一种高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产线及生产 工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产【技术领域】，具体说是一种 高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产线及生产工艺。
【背景技术】
[0002] 高速铁路贯通地线是铁路综合接地系统中的接地主线，用以实现高速铁路通信、 信号、电力、牵引供电等各系统、设备之间的等电位连接，其工艺结构是在绞合铜导体外紧 密包覆一层合金护套，满足其环保、耐腐蚀等使用要求。
[0003] 经过理论分析和试验证明，黄铜合金材料可满足合金地线护套技术要求，但黄铜 合金带材在变形焊接拉拔过程中，产生了很大的内应力，必须经过退火消除内应力，为满足 和提高合金护套地线的耐腐蚀性能，其合金地线表面必须进行钝化处理。
[0004] 据调研了解，目前退火可能有两种工艺方法：
[0005] -种是罐式退火，即焊接拉拔后的贯通地线，放入抽真空的罐体内，用专用的电加 热设备对管体加热，通过加热、保温、降温冷却达到退火的目的，但此方式退火质量不均匀， 其机械性能线盘表面、中间、内层的地线有较大的差异，不能保证产品质量要求，同时线表 面若有拉拔油等残留物，易导致线表面发黑；退火罐若抽真空不彻底，还会导致地线被氧 化，均严重影响了产品质量；再者采用罐式退火一般还需要进行钝化、清洗复绕，生产工艺 更加繁琐；
[0006] 另一种是在线焊接、退火、钝化，即焊接、退火、钝化在同一生产线，此工艺方法主 要是焊接、退火彼此相互制约，焊接速度较慢，退火速度较快，彼此不能同步，并且中间任何 一部分出问题均无法正常生产，降低了效率，再者在钝化清洗时，钝化液、清洗液不能循环 利用，需要经常更换，在更换或处理排放过程中，有时不能达到环保要求，无法实现零排放； 同时生产线安装受空间限制，其退火、钝化、清洗的时间也会受到限制，不能确保退火、钝 化、清洗质量要求，对产品的机械性能和耐腐蚀性能都存有潜在的质量隐患。
【发明内容】
[0007] 为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种高速铁路铜合金 护套贯通地线退火钝化生产线及生产工艺，其生产的产品质量不仅满足或优于地线机械物 理性能和耐腐蚀性能要求，同时提高了生产效率，实现了清洗钝化液的零排放，保护了环 境。
[0008] 本发明提供的一种高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产线，该生产线包括 放线架、矫直整形装置、退火装置、钝化装置、清洗装置；还包括风干装置、印字标识机、牵引 机、收线机；其中：
[0009] 所述退火装置，包括加热及保温装置、冷却装置；
[0010] 所述加热及保温装置包括加热段和保温段，加热段、保温段均由高频电路、螺旋铜 管、石英玻璃管构成，所述高频电路通过与高频电路连接的均匀缠绕在石英玻璃管上的螺 旋铜管感应加热；所述螺旋铜管内充有用于调节螺旋铜管自身温度的离子水，螺旋铜管上 设置有进水端、出水端；加热段的石英玻璃管的出线端与保温段的石英玻璃管的进线端同 轴线相接连通；
[0011] 所述冷却装置包括蒸汽发生器和冷却水槽；所述蒸汽发生器采用管件制成，该蒸 汽发生器的进线端与保温段的石英玻璃管出线端相连通，且该连接处用密封材料密封；蒸 汽发生器的出线端置于所述冷却水槽中，所述冷却水槽中通有循环的冷却水，所述冷却水 槽中的冷却水没过蒸汽发生器；在蒸汽发生器的轴向上的中部设置一回水通道；在所述加 热段的石英玻璃管的进线端连接有排气口；
[0012] 所述钝化装置，包括钝化槽、钝化液储存箱、泵、连接管路、及用于吹掉地线表面的 钝化液的吹干装置；所述钝化槽设置有进线端、出线端、钝化液输入端；所述钝化液储存箱 储存有钝化液，并通过所述连接管路、泵向钝化槽输送钝化液；所述吹干装置置于所述钝化 槽的出线端处；
[0013] 所述清洗装置，包括三个级别的清洗装置，分别为初级清洗装置、一级清洗装置、 二级清洗装置；每个级别的清洗装置均包括清洗槽、连接管路、循环泵；三个级别的清洗装 置中，所述清洗槽均采用封闭的不锈钢容器；且第一级清洗装置的清洗槽中、第二级清洗装 置的清洗槽中，分别设置超声波清洗装置；
[0014] 所述二级清洗装置的清洗槽上设置有清洗自来水进水端、二级清洗液输出端；
[0015] 所述一级清洗装置的清洗槽上设置有一级清洗液输入端、一级清洗液输出端；
[0016] 所述初级清洗装置的清洗槽上设置有初级清洗液输入端、初级清洗液输出端；
[0017] 所述一级清洗液输入端通过连接管路、循环泵与所述二级清洗液输出端连接；所 述一级清洗液输出端通过连接管路、循环泵与所述初级清洗液输入端连接；
[0018] 所述初级清洗液输出端通过连接管路、循环泵与所述钝化槽的钝化液输入端连 接；
[0019] 所述风干装置设置在所述二级清洗装置的出线端。
[0020] 作为该生产线的进一步的技术方案，所述矫直整形装置，由五组水平辊和四组立 辊组成；同一组立辊或水平辊中，每个辊中间开有半圆弧形环槽，半圆弧形环槽的深度与加 工的地线半径相同。
[0021] 作为该生产线的进一步的技术方案，所述蒸汽发生器采用直径20mm，长度 IOOcm?120cm的不锈钢管制成；在蒸汽发生器中，距出线端45cm?50cm处设置回水通道。
[0022] 作为该生产线的进一步的技术方案，所述冷却水槽长度为2米，冷却水为5°C? l〇°C的循环水。
[0023] 作为该生产线的进一步的技术方案，所述钝化液储存箱底部设置有液位监测报警 器。
[0024] 本发明提供的一种高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产工艺，包括如下步 骤：
[0025] 1)矫直整形步骤：将待加工的线经过所述矫直整形装置进行；
[0026] 2)退火步骤：该退火步骤包括：
[0027] 21)加热及保温步骤：高频电路通过与之连接的螺旋铜管感应加热石英玻璃管， 矫直整形后的地线送入石英玻璃管中进行加热；加热过程中，螺旋铜管中加入离子水以调 节螺旋铜管自身温度；
[0028] 22)冷却步骤：冷却水槽中的水进入蒸汽发生器，加热保温后的地线进入蒸汽发 生器后与蒸汽发生器中的冷却水接触，产生大量水蒸气，水蒸气瞬间充满蒸汽发生器、保温 段的石英玻璃管及加热段的石英玻璃管，保护地线在步骤21)的加热及保温过程中表面无 氧化现象，石英玻璃管上的排气口用于排除水蒸气；蒸汽发生器上的回水通道阻挡水流过 蒸汽发生器的进线端，避免继续流入石英玻璃管，此外水流通过回水通道排除时即带走大 量热量，有效降低地线温度；地线经过蒸汽发生器后进入冷却水槽，经冷却水槽后的地线表 面温度为50°C?60°C之间；
[0029] 3)钝化步骤：冷却后的地线进入装有钝化液的钝化槽进行钝化处理；
[0030] 4)吹干步骤：吹掉钝化后的地线表面的钝化液；
[0031] 5)清洗步骤：地线依次经过初级清洗、一级清洗、二级清洗；其中的一级清洗、二 级清洗均为超声波清洗，利用超声波振动清洗地线表面钝化液和残留物；清洗过程中，清洗 自来水只添加到二级清洗的清洗槽中，一级清洗的清洗液取自二级清洗的清洗液，初级清 洗液取自一级清洗的清洗液，始终保持第二级最清，保证最佳清洗效果；初级清洗的清洗液 输送至钝化步骤的钝化槽，作为钝化槽钝化过程中钝化反应损失挥发钝化液的部分补充， 钝化槽内另加适量的原液，即可满足钝化液浓度要求；
[0032] 6)风干步骤，利用干燥的压缩空气对清洗后的地线进行风干，使地线的温度达到 室温；
[0033] 7)印字标识步骤：风干的地线达到室温后经过喷码印字；
[0034] 8)收线步骤：将加工后的高速铁路铜合金护套贯通地线收绕在收线机上。
[0035] 作为上述生产工艺的进一步的技术方案：蒸汽发生器的管长为IOOcm?120cm，保 证水蒸气瞬间充满并保持适当压力，为地线提供充足气体保护，亦给其降温提供合适环境， 避免急冷对其机械性能产生的影响。
[0036] 作为上述生产工艺的进一步的技术方案：在22)冷却步骤中，冷却水槽长为2米， 冷却水为循环水，水温保持在5°C?KTC。
[0037] 作为上述生产工艺的进一步的技术方案：步骤2)中，地线送入加热石英玻璃管中 进行加热时，加热温度为460±5°C ;保温温度为420±5°C，地线经过的速度为18±lm/min ; 地线进入钝化槽，钝化槽中钝化液的液面高度漫过地线5?IOmm ;钝化液的PH值为0. 5? 2. 5之间。
[0038] 本发明的有益效果是：本发明的生产线及生产工艺中，加热采用高频电路通过石 英玻璃管感应加热，退火是在蒸汽发生器完成，通过退火产生的蒸汽带走加热、保温产生的 大量热量，降低了循环水的温度，避免了温度过高无法正常生产的缺陷，而且大量的水蒸气 充满石英玻璃管可使后续的地线在加热保温时被保护避免发生表面氧化，省去充氮装置和 氮气损耗。冷却水槽出来的地线仍保留部分热量为钝化液加热，省略了钝化槽的电加热装 置，简化了设备；清洗采用三级独立的清洗方式，始终保持二级清洗装置中添加纯净自来 水，清洗液再进入一级清洗装置、初级清洗装置，逐级浓缩，最后由初级清洗装置送到钝化 液池，实现清洗液零排放，保护了环境，克服了前述其他退火钝化生产方式所存在的各种不 足，具有速度快、效率高，而且与地线的焊接工序彼此不受制约，此外产品质量均匀、稳定可 O
【专利附图】
【附图说明】
[0039] 图1为本发明中生产线的结构示意图；
[0040] 图2为本发明中生产线的矫直整形装置的结构示意图；
[0041] 图3为本发明中生产线的蒸汽发生器的结构简图；
[0042] 图4为本发明中生产线的钝化装置、清洗装置的结构示意图；
[0043] 图中：
[0044] 1地线，101导体，102外护套，
[0045] 2矫直整形装置，21立辊，22水平辊，
[0046] 3石英玻璃管，31排气口，32加热段的石英玻璃管，33保温段的石英玻璃管，
[0047] 4螺旋铜管，
[0048] 5连接密封装置，
[0049] 6蒸汽发生器，61水蒸气，62回水通道，
[0050] 7冷却水槽，71冷却水，
[0051] 8、钝化槽，
[0052] 9、吹干装置，
[0053] 10初级清洗装置，1001初级清洗槽，
[0054] 11 -级清洗装置，111 一级清洗槽，
[0055] 12二级清洗装置，121二级清洗槽，
[0056] 13风干装置，
[0057] 14印字标识机，
[0058] 15牵引机。
【具体实施方式】
[0059] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
[0060] 如图1所示，该高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产线，包括放线架、矫直 整形装置2、退火装置、钝化装置、清洗装置；还包括风干装置13、印字标识机14、牵引机15、 收线机。其中放线架、印字标识机14、牵引机15、收线机均为公知技术，不再做详细描述说 明。图1中还示出了地线的导体101、外护套102。
[0061] 所述矫正整形装置，置于机架座上面。如图2所示，该生产线的矫直整形装置2由 五组水平辊和四组立辊组成，每组由两个压辊组成。图2所示的四组立辊、五组水平辊按照 进线方向依次排列。同一组水平辊或立辊中，每个压辊中间开有半圆弧形环槽，半圆弧形环 槽的深度与加工的地线半径相同。
[0062] 每个压棍直径为90mm，高度为70mm，压棍外圆面开有与线径一致的半圆弧槽，两 压辊中心距离范围为l〇3±2mm，并且在此范围内通过机械结构可连续可调，满足矫正力量 的要求，压辊材料用超高分子聚乙烯材料制作，具有耐磨性和韧性，保证矫直的最佳效果， 使其能沿直线方式进入后续的石英玻璃管。
[0063] 该生产线的退火装置，包括加热及保温装置、冷却装置。
[0064] 所述加热及保温装置包括加热段和保温段，加热段、保温段均由高频电路、螺旋 铜管4、石英玻璃管3构成。加热温度根据工艺要求，不同的线径、不同的速度可以通过操 作面板设定或调整，通过感应电流和频率调节产生需要的加热温度，温度调节范围为〇? 750°C，以满足加热温度设定和调节要求。
[0065] 所述高频电路采用IGBT (绝缘栅双极型晶体管）高频电路。所述高频电路通过与 高频电路连接的均匀缠绕在石英玻璃管3上的螺旋铜管4感应加热。
[0066] 加热段的螺旋铜管与保温段的螺旋铜管的两连接电极之间采用高介电强度的绝 缘材料分隔固定，有效提高了耐高温、高压（电流）性能，避免了易击穿短路的缺陷性能。螺 旋铜管4上设置有进水端、出水端。使用过程中，所述螺旋铜管4内充有用于调节螺旋铜管 4自身温度的离子水。
[0067] 所述加热及保温装置中的加热部分与保温部分的构造组成及原理要求都相同，仅 是根据工艺要求对温度进行适当调整即可。加热段的石英玻璃管32的出线端与保温段的 石英玻璃管33的进线端同轴线相接连通。
[0068] 所述冷却装置包括蒸汽发生器6和冷却水槽7。
[0069] 其中蒸汽发生器6采用管件制成，该实施例中，该蒸汽发生器6采用直径20mm、长 度1米的不锈钢管制成。该实施例中的冷却水槽7长度为2米，冷却水为5°C?KTC的循 环水。
[0070] 该蒸汽发生器6的进线端与保温段的石英玻璃管33出线端相连通，且该连接处用 密封材料形成的连接密封装置5密封。蒸汽发生器6的出线端置于冷却水槽7中，所述冷 却水槽7中通有循环的冷却水71，冷却水槽7中的冷却水71没过蒸汽发生器6 ;在蒸汽发 生器6的轴向上的中部设置一回水通道62。在石英玻璃管3的进线端连接有排气口 31。
[0071] 地线经过蒸汽发生器6时，由于地线表面温度是退火保温温度，一般约450°C左 右，当地线通过充满水的蒸汽发生器6时，会产生大量水蒸气，瞬间充满蒸汽发生器6及石 英玻璃管3内，能有效的保护地线表面不被氧化，同时水蒸气通过加热段的石英玻璃管进 线端的排气口 31排除时随时带走大量热量，有效降低地线温度。
[0072] 蒸汽发生器6的长度不宜过长，其IOOcm?120cm的长度可保证水蒸气瞬间充满 石英玻璃管并保持适当压力，为蒸汽发生器6及石英玻璃管3中的地线1提供充足气体保 护，亦给地线1降温提供合适环境，避免急冷对地线的机械性能产生影响。
[0073] 冷却水槽7长度为2米，其中的冷却水为循环水，水温保持在5°C?15°C之间。地 线经过冷却水槽7后，地线表面温度为50°C?60°C之间。由于后面钝化装置中的钝化槽8 中钝化液的温度要求为50 ± 5°C，所以冷却水槽7出来后进入钝化槽8的地线正好满足钝化 液所需温度，可充分保证钝化效果，同时免去了另给钝化槽8单独加热的工艺要求，为省略 钝化槽8的电加热装置提供了基础条件，有利于简化设备。
[0074] 该生产线的钝化装置，包括钝化槽8、钝化液储存箱、泵、连接管路及用于吹掉地线 表面的钝化液的吹干装置9。
[0075] 钝化槽8长度4米，用306不锈钢材料制作。钝化槽8设置有进线端、出线端、钝 化液输入端。所述钝化液储存箱储存有钝化液（该钝化液为无铬环保钝化液），所述泵、连 接管路用于实现由钝化液储存箱与钝化槽8之间的钝化液循环。钝化液储存箱内储存足量 的钝化液，满足循环使用要求，液位监测报警器置于钝化液储存箱的底端，如图4所示，用 于监视储存箱钝化液的储存量，若钝化液不足或无法正常循环，即可停机并报警，提示查找 原因并恢复。
[0076] 所述吹干装置9置于钝化槽8的出线端处，以吹掉地线表面的钝化液，尽量减少或 避免将钝化液带入后面清洗装置中的初级清洗槽1001。
[0077] 该生产线的清洗装置，包括三个级别的清洗装置，分别为初级清洗装置10、一级清 洗装置11、二级清洗装置12。
[0078] 每个级别的清洗装置均包括清洗槽、连接管路、循环泵。其中的清洗槽分别对应的 记为初级清洗槽1001、一级清洗槽111、二级清洗槽121。一级清洗槽111、二级清洗槽121 中，分别设置超声波清洗装置，利用超声波发生器产生25KHZ的超音频电信号，通过换能器 将超音频电能转换为机械振荡的振动能量，清洗地线表面钝化液和清洗液的残留物，使其 达到最佳清洗效果；三个级别的清洗装置中，所述清洗槽均采用封闭的不锈钢容器，避免了 钝化清洗液的外撒和飞溅等现象，避免了环境污染。
[0079] 二级清洗槽121上设置有清洗自来水进水端、二级清洗液输出端。一级清洗槽111 上设置有一级清洗液输入端、一级清洗液输出端。初级清洗槽1001上设置有初级清洗液输 入端、初级清洗液输出端。
[0080] 如图4所示，所述一级清洗液输入端通过连接管路、循环泵与所述二级清洗液输 出端连接；所述一级清洗液输出端通过连接管路、循环泵与所述初级清洗液输入端连接； 所述初级清洗液输出端通过连接管路、循环泵与所述钝化槽的钝化液输入端连接。
[0081] 由于三级清洗槽之间彼此有管路相同，可适时将二级清洗槽中的清洗液适量补充 到一级清洗槽，依次类推，可适时将一级清洗槽中的清洗液适量补充到初级清洗槽，初级清 洗槽的清洗液可适量补充至钝化槽，通过这样循环，清洗液始终取自上一级的清洗液，始终 保持二级清洗槽中的清洗液最清，保证清洗效果的同时，实现了钝化清洗液的零排放。
[0082] 该生产线中的所述风干装置13设置在清洗装置的后方即二级清洗装置12的出线 端，采用压缩空气风干清洗后的地线，使地线的温度与室温一致后再通过印字标识机14印 字，最后通过牵引机15、收线机，将地线盛盘，完成贯通地线退火钝化工序的生产。
[0083] 基于上述生产线的高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产工艺，包括如下步 骤：
[0084] 1)矫直整形步骤：将待加工的线经过所述矫直整形装置进行；
[0085] 2)退火步骤：该退火步骤包括：
[0086] 21)加热及保温步骤：高频电路通过与之连接的螺旋铜管感应加热石英玻璃管， 矫直整形后的地线送入石英玻璃管中进行加热；加热过程中，螺旋铜管中加入离子水以调 节螺旋铜管自身温度；
[0087] 22)冷却步骤：冷却水槽中的水进入蒸汽发生器，加热保温后的地线进入蒸汽发 生器后与蒸汽发生器中的冷却水接触，产生大量水蒸气，水蒸气瞬间充满蒸汽发生器、保温 段的石英玻璃管及加热段的石英玻璃管，保护地线在步骤21)的加热及保温过程中表面无 氧化氧化现象，石英玻璃管上的排气口用于排除水蒸气；蒸汽发生器上的回水通道阻挡水 流过蒸汽发生器的进线端，避免继续流入石英玻璃管，此外水流通过回水通道排除时即带 走大量热量，有效降低地线温度；地线经过蒸汽发生器后进入冷却水槽，经冷却水槽后的地 线表面温度为50°C?60°C之间；
[0088] 该步骤22)中，蒸汽发生器的管长为100cm?120cm，保证水蒸气瞬间充满并保持 适当压力，为地线提供充足气体保护，亦给其降温提供合适环境，避免急冷对其机械性能产 生的影响；
[0089] 冷却水槽长为2米，冷却水为循环水，水温保持在5°C?KTC ;
[0090] 3)钝化步骤：冷却后的地线进入装有钝化液的钝化槽进行钝化处理；钝化时间不 小于10秒即可满足产品耐腐蚀性能；
[0091] 4)吹干步骤：吹掉钝化后的地线表面的钝化液；
[0092] 5)清洗步骤：地线依次经过初级清洗、一级清洗、二级清洗；其中的一级清洗、二 级清洗均为超声波清洗，利用超声波振动清洗地线表面钝化液和残留物；清洗过程中，清洗 自来水只添加到二级清洗的清洗槽中，一级清洗的清洗液取自二级清洗的清洗液，初级清 洗液取自一级清洗的清洗液，始终保持第二级最清，保证最佳清洗效果；初级清洗的清洗液 输送至钝化步骤的钝化槽，作为钝化槽钝化过程中钝化反应损失挥发钝化液的部分补充， 钝化槽内另加适量的原液，即可满足钝化液浓度要求；
[0093] 6)风干步骤，利用干燥的压缩空气对清洗后的地线进行风干，使地线的温度达到 室温；
[0094] 6)印字标识步骤：风干的地线达到室温后经过喷码印字；
[0095] 7)收线步骤：将加工后的高速铁路铜合金护套贯通地线收绕在收线机中的收线 盘上。
[0096] 下面以截面面积70_2的地线退火钝化生产为例进行进一步说明。
[0097] 地线经由牵引线经由放线架放出后，依次经过九组矫直装置，进入加热部分的石 英玻璃管对其加热，通过操作面板将操作温度设定为460°C，缓慢调节速度旋钮，注意观察 加热温度、保温温度及电流的变化情况，最后将加热温度控制在460 ± 5 °C，保温温度控制在 420±5°C，速度控制在18±lm/min，在地线进入蒸汽发生器始端，设置一保温温度监控测 试仪，要求监控测试仪显示温度与面板显示保温温度基本一致，注意观察从冷却水槽出来 后的地线表面质量有无异常或被氧化现象，以确认蒸汽发生器工作是否稳定正常，在退火 稳定正常后，地线进入钝化槽，钝化槽液面高度漫过地线约5?IOmm为宜，钝化液PH值浓 度控制在0. 5?2. 5之间即可满足耐腐蚀要求。随后地线经过初级清洗、一级清洗、二级清 洗共三级清洗并吹干后，进行喷码印字标识，最后将喷码合格的地线通过收线装置缠绕于 收线机中的收线盘上，完成在线退火钝化清洗。
[0098] 将自检合格的地线，按照标准要求进行检验，检验结果如下：
[0099] 表1 :机械物理性能
[0100]
【权利要求】
1. 一种高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产线，该生产线包括放线架、矫直整 形装置、退火装置、钝化装置、清洗装置；还包括风干装置、印字标识机、牵引机、收线机；其 特征是： 所述退火装置，包括加热及保温装置、冷却装置； 所述加热及保温装置包括加热段和保温段，加热段、保温段均由高频电路、螺旋铜管、 石英玻璃管构成，所述高频电路通过与高频电路连接的均匀缠绕在石英玻璃管上的螺旋铜 管感应加热；；所述螺旋铜管内充有用于调节螺旋铜管自身温度的离子水，螺旋铜管上设置 有进水端、出水端；加热段的石英玻璃管的出线端与保温段的石英玻璃管的进线端同轴线 相接连通； 所述冷却装置包括蒸汽发生器和冷却水槽；所述蒸汽发生器采用管件制成，该蒸汽发 生器的进线端与保温段的石英玻璃管出线端相连通，且该连接处用密封材料密封；蒸汽发 生器的出线端置于所述冷却水槽中，所述冷却水槽中通有循环的冷却水，所述冷却水槽中 的冷却水没过蒸汽发生器；在蒸汽发生器的轴向上的中部设置一回水通道；在所述加热段 的石英玻璃管的进线端连接有排气口； 所述钝化装置，包括钝化槽、钝化液储存箱、泵、连接管路、及用于吹掉地线表面的钝化 液的吹干装置；所述钝化槽设置有进线端、出线端、钝化液输入端；所述钝化液储存箱储存 有钝化液，并通过所述连接管路、泵向钝化槽输送钝化液；所述吹干装置置于所述钝化槽的 出线端处； 所述清洗装置，包括三个级别的清洗装置，分别为初级清洗装置、一级清洗装置、二级 清洗装置；每个级别的清洗装置均包括清洗槽、连接管路、循环泵；三个级别的清洗装置 中，所述清洗槽均采用封闭的不锈钢容器；且第一级清洗装置的清洗槽中、第二级清洗装置 的清洗槽中，分别设置超声波清洗装置； 所述二级清洗装置的清洗槽上设置有清洗自来水进水端、二级清洗液输出端； 所述一级清洗装置的清洗槽上设置有一级清洗液输入端、一级清洗液输出端； 所述初级清洗装置的清洗槽上设置有初级清洗液输入端、初级清洗液输出端； 所述一级清洗液输入端通过连接管路、循环泵与所述二级清洗液输出端连接；所述一 级清洗液输出端通过连接管路、循环泵与所述初级清洗液输入端连接； 所述初级清洗液输出端通过连接管路、循环泵与所述钝化槽的钝化液输入端连接； 所述风干装置设置在所述二级清洗装置的出线端。
2. 根据权利要求1所述的一种高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产线，其特征 是，所述矫直整形装置，由五组水平辊和四组立辊组成；同一组立辊或水平辊中，每个辊中 间开有半圆弧形环槽，半圆弧形环槽的深度与加工的地线半径相同。
3. 根据权利要求1所述的一种高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产线，其特征 是，所述蒸汽发生器采用直径20mm，长度100cm?120cm的不锈钢管制成；在蒸汽发生器 中，距出线端45cm?50cm处设置回水通道。
4. 根据权利要求3所述的一种高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产线，其特征 是，所述冷却水槽长度为2米，冷却水为5°C?10°C的循环水。
5. 根据权利要求1所述的一种高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产线，其特征 是，所述钝化液储存箱底部设置有液位监测报警器。
6. -种高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产工艺，其特征是，包括如下步骤： 1) 矫直整形步骤：将待加工的线经过所述矫直整形装置进行； 2) 退火步骤：该退火步骤包括： 21) 加热及保温步骤：高频电路通过与之连接的螺旋铜管感应加热石英玻璃管，矫直 整形后的地线送入石英玻璃管中进行加热；加热过程中，螺旋铜管中加入离子水以调节螺 旋铜管自身温度；； 22) 冷却步骤：冷却水槽中的水进入蒸汽发生器，加热保温后的地线进入蒸汽发生器 后与蒸汽发生器中的冷却水接触，产生大量水蒸气，水蒸气瞬间充满蒸汽发生器、保温段的 石英玻璃管及加热段的石英玻璃管，保护地线在步骤21)的加热及保温过程中表面无氧化 现象，石英玻璃管上的排气口用于排除水蒸气；蒸汽发生器上的回水通道阻挡水流过蒸汽 发生器的进线端，避免继续流入石英玻璃管，此外水流通过回水通道排除时即带走大量热 量，有效降低地线温度；地线经过蒸汽发生器后进入冷却水槽，经冷却水槽后的地线表面温 度为50°C?60°C之间； 3) 钝化步骤：冷却后的地线进入装有钝化液的钝化槽进行钝化处理； 4) 吹干步骤：吹掉钝化后的地线表面的钝化液； 5) 清洗步骤：地线依次经过初级清洗、一级清洗、二级清洗；其中的一级清洗、二级清 洗均为超声波清洗，利用超声波振动清洗地线表面钝化液和残留物；清洗过程中，清洗自来 水只添加到二级清洗的清洗槽中，一级清洗的清洗液取自二级清洗的清洗液，初级清洗液 取自一级清洗的清洗液，始终保持第二级最清，保证最佳清洗效果；初级清洗的清洗液输送 至钝化步骤的钝化槽，作为钝化槽钝化过程中钝化反应损失挥发钝化液的部分补充，钝化 槽内另加适量的原液，即可满足钝化液浓度要求； 6) 风干步骤，利用干燥的压缩空气对清洗后的地线进行风干，使地线的温度达到室 温； 7) 印字标识步骤：风干的地线达到室温后经过喷码印字； 8) 收线步骤：将加工后的高速铁路铜合金护套贯通地线收绕在收线机上。
7. 根据权利要求7所述的一种高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产工艺，其特 征是：蒸汽发生器的管长为l〇〇cm?120cm，保证水蒸气瞬间充满并保持适当压力，为地线 提供充足气体保护，亦给其降温提供合适环境，避免急冷对其机械性能产生的影响。
8. 根据权利要求6或7所述的一种高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产工艺， 其特征是：冷却水槽长为2米，冷却水为循环水，水温保持在5°C?10°C。
9. 根据权利要求8所述的一种高速铁路铜合金护套贯通地线退火钝化生产工艺，其特 征是：步骤2)中，地线送入加热石英玻璃管中进行加热时，加热温度为460±5°C;保温温度 为420±5°C，地线经过的速度为18±lm/min ;地线进入钝化槽，钝化槽中钝化液的液面高 度漫过地线5?10mm ;钝化液的PH值为0. 5?2. 5之间。
【文档编号】C21D1/74GK104328442SQ201410497667
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】余旺生, 陈社, 申涌, 辛延良, 邱庶华, 韩云跃, 边历嵚, 刘明 申请人:济南瑞通铁路电务有限责任公司