第一節(jié) 變壓器銅帶生產(chǎn)工藝介紹

   目前國內(nèi)外銅板帶帶式生產(chǎn)法有兩種：熱軋-高精冷軋工藝、水平連鑄-高精冷軋工藝，如圖所示。

其中水平連鑄-高精冷軋工藝長期存在爭議，僅用于生產(chǎn)諸如錫磷青銅、鋅白銅等熱加工溫度范圍較窄的合金品種，近年來隨著裝備制造及工藝技術(shù)的革新，取得了重大的技術(shù)突破，主要表現(xiàn)在使用密封性能優(yōu)良的聯(lián)體潛流式爐型實現(xiàn)了無氧銅的水平連鑄，該項技術(shù)取消了熔化爐和保溫爐間的流槽，采用鱗片石墨覆蓋與外界空氣充分隔絕，符合高品質(zhì)無氧銅熔鑄堅持的“精料、密封”工藝原則，同時解決了無氧銅半連鑄一直困擾我國的爐體、澆鑄飾流槽管路及結(jié)晶器的密封問題，是中小規(guī)模銅加工企業(yè)生產(chǎn)無氧銅優(yōu)選工藝。

水平連鑄-高精冷軋的突出優(yōu)點是工藝流程短、項目建設(shè)投資小、避免了高耗能的熱軋工序，主要生產(chǎn)設(shè)備國內(nèi)消化、吸收充分，在窄幅水平連鑄方面設(shè)備性能基本達到國外同類產(chǎn)品水平，完全可以立足國內(nèi)選購。以16×450mm卷重7～8噸的水平連鑄機組為例，單條生產(chǎn)線年供坯5000噸，設(shè)備投資200余萬元，8條水平連鑄生產(chǎn)線總投資約2000萬元，可形成30000噸的生產(chǎn)規(guī)模，是中小銅加工企業(yè)應(yīng)重點關(guān)注的生產(chǎn)方法。

 精密銅帶主體生產(chǎn)工藝流程圖

 

    第二節(jié) 國外變壓器銅帶生產(chǎn)工藝發(fā)展階段比較

國外20世紀五六十年代就完成了精密銅帶由塊式法生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為帶式法生產(chǎn)。隨著生產(chǎn)技術(shù)不斷創(chuàng)新，設(shè)備不斷更新，精密銅帶的生產(chǎn)技術(shù)到70年代趨于成熟，到20試劑末達到很高水平：帶卷的單位寬度重量已超過15kg/mm，卷重達20~35~t；軋制速度達1200m/min;帶厚精度可控制在±0.03mm以內(nèi)，表面質(zhì)量與板形均達到較佳狀態(tài)。

 第三節(jié) 我國變壓器銅帶生產(chǎn)工藝創(chuàng)新路徑

《高效銅帶連續(xù)擠壓新技術(shù)與裝備開發(fā)》是以連續(xù)擠壓技術(shù)制造無氧銅帶的新方法為核心內(nèi)容。由力博集團公司首創(chuàng)的連續(xù)擠壓制造無氧銅帶新技術(shù)，不僅可以達到TU0無氧銅帶的性能要求（Cu+Ag≥99.99%，氧含量≤5ppm，導(dǎo)電率≥101%IACS），而且具有工藝流程短、生產(chǎn)效率高、成材率高、節(jié)能降耗等優(yōu)點，是國家和中國有色工業(yè)協(xié)會重點推廣的銅帶生產(chǎn)新技術(shù)。力博集團始終堅持技術(shù)創(chuàng)新，開創(chuàng)了國內(nèi)連續(xù)擠壓技術(shù)在銅加工領(lǐng)域應(yīng)用的多個“第一”，為國內(nèi)連續(xù)擠壓技術(shù)的應(yīng)用與推廣發(fā)揮了巨大的作用，被中國有色工業(yè)協(xié)會譽為中國連續(xù)擠壓技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用的一面旗幟。

 
    第四節(jié) 國內(nèi)變壓器銅帶生產(chǎn)設(shè)備介紹

要生產(chǎn)出高精度銅帶，設(shè)備選擇十分重要，選擇的前提是滿足產(chǎn)品工藝流程及質(zhì)量的要求。主要設(shè)備分四大類：軋制設(shè)備、熱處理設(shè)備、表面處理設(shè)備、精整設(shè)備。

1、軋制設(shè)備

根據(jù)產(chǎn)品工藝流程及工序的作用，軋制設(shè)備科分為三類：承擔(dān)熱加工的熱軋機列、承擔(dān)冷開坯的初軋或初中軋機列、承擔(dān)預(yù)精軋機精軋的精軋機列。

2、熱處理設(shè)備

1）加熱設(shè)備

加熱設(shè)備分類：用于扁錠加熱的設(shè)備從總體結(jié)構(gòu)分可分為四類：環(huán)境加熱爐、推料式連續(xù)加熱爐、步進式加熱爐、鑄錠立放的電加熱爐。前三種以重油或燃氣為熱源，這需根據(jù)當(dāng)?shù)啬茉磁渲脿顩r選擇。

2）退火設(shè)備

退火爐的分類：成卷式退火爐及單條展開式退火爐。

3、表面處理設(shè)備

隨著對產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，表面處理設(shè)備的配置顯得更為重要。根據(jù)處理方式可分為三類：帶坯銑面裝置、帶材表面酸洗及清刷處理設(shè)備、帶材表面清洗裝置。

4、矯直、剪切機包裝設(shè)備

1）矯直設(shè)備

 矯直機主要有三種：輥式矯直機、連續(xù)張力矯直機、連續(xù)拉彎矯直機。

2）帶材成品剪切及包裝設(shè)備

按照帶材規(guī)格分：有厚帶材（厚度不小于0.5mm）、薄帶剪（厚度不大于0.8mm）兩類，二者規(guī)格有部分重疊。

 
   第五節(jié) 國內(nèi)變壓器銅帶生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用 分析

1、軋機

1）四輥軋機:

工作輥輥徑Ф350- 450、150- 280mm。工作輥與支撐輥直徑之比通常為1: 2～2.5。Ф350- 450mm 輥徑的四輥軋機主要用于冷中軋， 軋制厚度一般為1- 3mm。應(yīng)滿足可提供最大道次壓下和為精軋?zhí)峁┝己冒逍蔚囊?。?50- 280mm輥徑的四輥軋機適用于純銅、黃銅系列高壓下、高速軋制， 主要用于較薄帶材的精軋， 也可用于連鑄板坯的初軋、中軋但多見于精軋。采用120 輥徑可以軋0.05~0.06mm 的紫銅帶材， 厚度偏差+3μ， 但輥徑小宜采用支撐輥傳動， 以提高軋制速度。

2）多輥軋機、HC UC 軋機( 6 輥)

 工作輥輥徑Ф120-150mm。輥軋機的工作輥直徑較小， 采用低粘度( 4-12mm2/s) 礦物油潤滑， 適用于各種強度范圍的銅合金帶材的精軋， 可軋制出表面平滑的錫磷及引線框家用合金帶材。尤其是UC 軋機組合使用工作彎輥、中間彎輥、中間輥位移等多種方式控制板形。HC 軋機也可用于中軋， 其板厚控制能力強， 適用于強度從245MPa 的純銅系列到785MPa 的含Sn8%的錫磷材料的軋制。

2、現(xiàn)代高精軋機控制基本要求

1）厚度控制裝置

目前有接觸式和非接觸式、X 射線測厚儀兩種。機械式測厚儀采用金剛石觸頭與板帶材上下表面接觸， 將變位信號轉(zhuǎn)變?yōu)椴顒咏粨Q信號輸出。機械式測厚儀使用方便， 測量結(jié)果不依賴材質(zhì)的變化， 價格便宜， 因此應(yīng)用最為廣泛， 但有可能劃傷帶材表面， 有溫差影響。X 射線測厚儀要根據(jù)材質(zhì)設(shè)定校正系數(shù)， 較廣泛應(yīng)用于寬幅精軋機上。

板厚的控制方式主要有: 1、通過壓下監(jiān)視器控制板厚的中心值。2、控制扳厚短周期變動， 該種方式是目前較為先進的控制方式， 如: BISRA- AGC 采用Feedfoward ( 前反饋預(yù)測壓下AGC) 可消除響應(yīng)滯后的影響， 控制扳厚精度偏差可達+1%以下， 輥縫儀分辨率1μm， 保證0.2mm 以下帶材厚度偏差為+3μ， 0.2 ～0.5mm 帶材厚度偏差為+5μ， 尤其適用于純銅薄帶 ( 板) 的生產(chǎn)。

2）扳形控制裝置

目前低速、窄幅板帶材軋制時板型問題不多， 但大型高速、寬幅軋機則需要板型控制裝置， 常用的板型儀有: 空氣軸承式、測力傳感器、磁性吸引式、導(dǎo)磁率式等。日本采用測力傳感器式， 沿軋輥寬度方向每隔25- 50mm 安裝一個測力傳感器， 測定板寬方向的張力分布， 根據(jù)測量值和材料的楊式模量計算伸長率在CRT 上顯示。但目前板型儀價格較貴， 一般軋機用不起， 但隨著材料向薄型化、高板型化方向的發(fā)展， 采用板型儀閉環(huán)自動控制板型是當(dāng)今高精板帶材生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的方向。

 3）液壓壓下裝置

壓下分辨率1 微米以下， 反應(yīng)時間幅值100μs， 滯后時間5～10μs， 壓下速度0～3mm/s。電動壓下分辨率10 微米， 反應(yīng)時間小于1000μs， 壓下速度0.066mm/s。

這是保證高精度帶材生產(chǎn)的重要指標。支撐輥軸承采用四列短圓柱滾動軸承， 油霧潤滑， 工作輥同心度小于+2μ。

4）潤滑冷卻裝置

乳液過濾精度15～20μ， 采用氣動分段冷卻， 流量無級調(diào)整， 可充分控制板型。

5）卷取裝置

采用四棱錐無縫隙、無偏心卷曲機， 保證卷筒園度， 提高產(chǎn)品精度和成品率。薄帶要有助卷、襯紙裝置。采用可控硅控制， 有計算機控制的卷徑記憶裝置，以保證卷曲機靜態(tài)張力精度小于3%。

第六節(jié) 我國變壓器銅帶技術(shù)研發(fā) 分析

隨著銅帶需求量的不斷增加以及生產(chǎn)的快速增長，我國精密銅帶生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)、制造水平也在迅速提高，有些色環(huán)保已達到國際先進水平。

在熱軋機、冷軋機研制方面，洛陽有色金屬設(shè)計 研究 院、華北鋁業(yè)的涿神公司、西安重機所等單位都取得了可喜的成果，廣州銅材廠、蕪湖鑫科銅材公司等都采用了國產(chǎn)設(shè)備。

在精軋多輥軋機、拉彎矯直機和帶材清洗機組等主、輔設(shè)備研發(fā)方面，北京冶金工程技術(shù)聯(lián)合開發(fā) 研究 中心（北京冶金正源科技有限公司）做了大量工作，其設(shè)備裝備水平較高，并在許多企業(yè)得到應(yīng)用。

變壓器用銅帶和對邊部的質(zhì)量要求較高，帶材邊部不允許有尖角、粗燥或者凸出的邊棱；對帶材的邊緣形狀也有要求，一般分為三種：剪切邊、圓角和圓邊?，F(xiàn)需要解決變壓器用銅帶的分切倒角生產(chǎn)設(shè)備及相應(yīng)的生產(chǎn)工藝。

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