高導電節能鋁導桿及其生產工藝的制作方法
【專利摘要】一種高導電節能鋁導桿及其生產工藝，其特點是：所述高導電節能鋁導桿中含有≥99.7%的Al，所述高導電節能鋁導桿的導電率（20℃）為27.20nΩ·m、相對導電率（IACS）為64%；該生產工藝為：分析鋁錠熔煉成分范 圍 ； 保溫爐元素調整中間合金填充；電磁攪拌；氬氣底吹PK精煉；氬氣旋轉噴頭底吹在線脫氣；帶溫度補償陶瓷過濾；連鑄連軋 Ф9.5，Ф12，,Ф15高導電鋁桿。 本發明生產出導電率不大于（ 20 ℃ ） 27.20 ，相對導電率達 64% 的高導電鋁桿，應用此產品生產高壓輸變電用的鋼芯鋁絞線，可減少線路損耗 3-4% ，經濟效益和社會效益極為顯著。
【專利說明】高導電節能鋁導桿及其生產工藝

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種高導電節能鋁導桿及其生產工藝，特別是涉及一種使用純鋁含量 彡97%時使其導電率（20°C) 27. 20nQ?m、相對導電率（IACS)達到64%的高導電節能鋁導 桿及其生產工藝。

【背景技術】
[0002] 目前國內架空導線用量約達到150萬噸，約占世界鋁桿生產的50%，但從整個行業 的發展水平來看，還存在著行業集中度低，技術力量分散，產品科技含量不高的問題。
[0003] 現有技術中的高導電產品仍然為導電率61%IACS的鋼芯鋁絞線，導電率達 63%IACS或以上的環保節能型鋁導線還沒有。
[0004] 在純鋁導桿的制作中，國內科研成果表明取得了顯著的成果，大連理工大學 劉順華教授等《高導電率含硼鋁導體的研制》膨化工藝可使相對導電率由61%提高至 62. 6%-63%，但其沒有提到其穩定性問題。
[0005] 2020年，我國電力要實現全國聯網。目前，我國能源主要集中在欠發達的西部地 區；而工業發達，用電量需求大的則是東部及沿海地區，電力需要"西電東送"，為節省能源， 廣泛采用高壓輸電。因此，生產高導率（63%IACS以上）的節能導線以滿足我國電網建設要 求，已經成為當前國內鋁導線生產的重要任務。


【發明內容】

[0006] 本發明的目的在于解決現有技術存在的上述問題，經過長時間的大量試驗，提供 一種使用純鋁含量彡97%時使其導電率（20°C) 27. 20nQ?m、相對導電率（IACS)達到64% 的高導電節能鋁導桿及其生產工藝，解決了目前用于生產主導產品鋼芯鋁絞線的鋁桿導 電率由61%IACS提高至64%IACS以上所遇到的技術問題和生產工藝。
[0007] 本發明給出的高導電節能鋁桿，是在通常使用的純鋁含量>97%的重熔鋁基礎 上，精確測定每一種雜質元素的含量，確定其影響導電率的范圍，使用試驗研究出有效控制 其增加或減少的"化學法"制定了精細的精煉工藝。本發明就是于精煉中控制其元素的含 量后加入精煉劑調整配比，使其結晶優化，能穩定制造生產高導電節能鋁桿。
[0008] 本發明給出的技術方案是：這種高導電節能鋁導桿，其特點是所述高導電節能鋁 導桿中含有彡99. 7%的A1，所述高導電節能鋁導桿的導電率（20°C)為27. 20nQ?!!!、相對 導電率（IACS)為64%。
[0009]為更好地實現本發明的目的，這種高導電節能鋁導桿，其特點是所述高導 電節能鋁導桿鋁導桿的組成按重量計：〇. 03-0. 07%Si、0. 08-0. 13%Fe、0. 06-0. 08%B、 [Cr+Mn+Ti+V]〈0? 01%、[Cu+Ni+Zn+Mg+Li+Zr]〈0? 01%、彡 99. 7% 的A1。
[0010] 為更好地實現本發明的目的，保證相對導電率達64%，所述高導電節能鋁導桿中按 重量計的Si含量〈0. 05%、Fe含量0. 08-0. 13%、B含量0. 06%，不得大于0. 08%，其他元素合 計〈0. 02%，A1彡99. 7%，特別是高導電節能鋁導桿中按重量計的Fe:Si為1. 3-2. 0為最好。
[0011]根據本發明09. 5mm高導電節能鋁桿抗拉強度不低于90Mpa，伸長率> 18%。
[0012] 本發明給出的這種高導電節能鋁桿生產工藝，有以下步驟。
[0013] 1.分析鋁錠熔煉成分范圍。
[0014] 對供應商提供的鋁錠除鋁元素外其它元素的分析，在入爐前和熔煉入保溫爐中都 要詳細分析除鋁以外其它元素的分析，確保熔煉質量。
[0015] 2?保溫爐元素調整中間合金填充。
[0016] 降低有害元素的比份是生產高導電鋁桿的關鍵，鋁液放入保溫爐后根據元素分析 結果，計算應填加的中間合金數量，分別均勻加入爐中。
[0017] 3?電磁攪拌。
[0018] 為使中間合金充分熔化，均勻的與有害雜質元素反應，使其浮于鋁液表面便于清 除。
[0019] 4?氬氣底吹PK精煉。
[0020] 使用氬氣底吹PK精煉機和插入導管吹入精煉劑，使鋁液進一步除去有害雜質元 素并初步脫氣。
[0021] 5.氬氣旋轉噴頭底吹在線脫氣。
[0022] 使用ZJ-1X型帶陶瓷旋轉噴頭氬氣底吹在線脫氣裝置，氬氣純度99. 999%，使 700-730°C鋁液中氫氣含量彡0? 15ml/100g，溫降彡10°C。
[0023] 6?帶溫度補償陶瓷過濾。
[0024] 陶瓷過濾鋁液中的雜質，使用50ppi的泡沫陶瓷過濾板過濾效果> 95%(顆粒度 > 10iim雜物）。
[0025]7?連鑄連軋①9. 5,①12,，①15高導電鋁桿。
[0026] 使用國產UL+E-1600+255/14型鋁連珠連軋機組生產鋁桿，爐襯.流槽、箱體內襯 全部采用低硅、不沾鋁的A93澆注料，以控制生產過程中有害雜質的滲入。
[0027] 為更好地實現本發明的目的，在不沾鋁的熔爐中，根據元素分析加入中間合金 (AlB3、AlFe20)，進行15分鐘的電磁攪拌，其溫度<730±5°C，靜置后仔細進行扒渣，隨之進 行PK氬氣底吹精煉機均勻于爐底吹入鋁液重量的0. 15%6AB精煉劑，稍事靜置再次清渣使 鋁液面如鏡面取樣成分元素分析達到要求后靜放30-60分鐘后，依次放入在線脫氣箱，確 保其溫降<l〇°C，其溫度在720°C時效放入補償溫度過濾箱，達到720°C放入澆鑄機包待溫 度平衡>690°C時連續澆鑄，連續軋制，乳機速度620r/min，鋁桿筐滿（2t-3t)后立即放入保 溫時效爐進行時效處理，檢驗合格后存庫。
[0028] 以下詳細描述本發明的高導電節能鋁桿中影響導電率提高或降低的元素及控制 上限的定量分析理由及其工藝措施。
[0029]Si是影響鋁導電率主要元素之一，其含量大時致使導電率增大，試驗研究本發明 控制其含量〇. 03-0. 05%，工藝過程中爐襯流槽全部采用不沾鋁93A耐火材料和極其嚴格的 清潔管理工藝。Fe元素也是影響導電率的元素，通過適時測其含量按要求配加AlFe20合金 使其控制在〇. 08-0. 13% ;添加A1B3的硼化工藝使（Cr+V+Mn+Ti) 4元素合計含量〈0. 01%。
[0030] 鋁液的凈化是提高鋁桿導電率的極其重要關鍵環節，工藝中采用了 50mm厚的50 目泡沫陶瓷過濾板在預加熱過濾箱，使鋁液純度保持在99. 7%以上。
[0031] 為減少重熔過程中吸入的氣體（h2)的影響，采用氫氣底吹氣泡浮游法，（ZJ-1單旋 子）X型箱式在線除氣裝置氫氣壓力0. 15Mpa，使氫氣降至< 0. 12ml/100克鋁液。
[0032] 適時地、適量的加細粒凈化劑，使鋁液在精煉靜置過程中，減少有害元素對導電率 的降低；試驗研究中細粒凈化劑填配量AB6 0. 15%/t鋁液。
[0033] 工藝過程中鋁的熔化溫度精煉溫度、在線脫氣、過濾溫度、澆鑄溫度、乳制溫度是 保證鋁桿質量的核心工藝因素，本發明工藝節點溫度控制為熔煉< 760°C，保溫爐精煉溫 度彡740°C，在線除氣、過濾溫度為720°C，澆注溫度>690°C，乳制溫度>480°C，在線時效 彡 300。。。
[0034] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：連鑄連軋后得到的高導電節能鋁桿電阻 率不大于27. 25 (20°C)nQ?!!!，相對導電率（IACS)64%，抗拉強度不小于90Mpa。用此桿拉 則.8-4. 0mm導線抗拉強度達160Mpa，本發明給出的高導電節能鋁桿具有高導電性，用于 制鋼芯鋁絞線，可實現節約線路損失3-4%，亦可用于電纜的制造降低路線損耗的社會效益 極為顯著。滿足節能減排預期要求。
[0035] 本發明的高導電節能鋁桿，按重量計包含

【權利要求】
1. 一種高導電節能鋁導桿，其特征在于所述高導電節能鋁導桿中含有>99.7%的Al， 所述高導電節能鋁導桿的導電率（20°C)為27. 20nQ ? m、相對導電率（IACS)為64%。
2. 根據權利要求1所述的高導電節能鋁導桿，其特征在于所述高導電節能鋁導桿 的組成按重量計為：〇? 03-0. 07%Si、0. 08-0. 13%Fe、0. 06-0. 08%B、[Cr+Mn+Ti+V]〈0. 01%、 [Cu+Ni+Zn+Mg+Li+Zr]〈0. 01%、彡 99. 7% 的 Al。
3. 根據權利要求1或2所述的高導電節能鋁導桿，其特征在于所述高導電節能鋁導 桿中按重量計的Fe :Si為1. 3-2. 0為最好。
4. 權利要求1所述的一種高導電節能鋁導桿的生產工藝，其特征在于：有以下步驟： (1) 分析鋁錠熔煉成分范圍 對供應商提供的鋁錠除鋁元素外其它元素的分析，在入爐前和熔煉入保溫爐中都要詳 細分析除鋁以外其它元素的分析，確保熔煉質量； (2) 保溫爐元素調整中間合金填充 降低有害元素的比份是生產高導電鋁桿的關鍵，鋁液放入保溫爐后根據元素分析結 果，計算應填加的中間合金數量，分別均勻加入爐中； (3) 電磁攪拌 為使中間合金充分熔化，均勻的與有害雜質元素反應，使其浮于鋁液表面便于清除； (4) 氬氣底吹PK精煉 使用氬氣底吹PK精煉機和插入導管吹入精煉劑，使鋁液進一步除去有害雜質元素并 初步脫氣； (5) 氬氣旋轉噴頭底吹在線脫氣 使用ZJ-1X型帶陶瓷旋轉噴頭氬氣底吹在線脫氣裝置，氬氣純度99.999%，使 700-730°C鋁液中氫氣含量彡0? 15ml/100g，溫降彡10°C ; (6) 帶溫度補償陶瓷過濾 陶瓷過濾鋁液中的雜質，使用50ppi的泡沫陶瓷過濾板過濾效果> 95%(顆粒度 彡10 y m雜物）； (7) 連鑄連軋〇>9. 5, 〇>12,，OU5高導電鋁桿 使用國產UL+E-1600+255/14型鋁連珠連軋機組生產鋁桿，爐襯.流槽、箱體內襯全部 采用低硅、不沾鋁的A93澆注料，以控制生產過程中有害雜質的滲入。
【文檔編號】C22C1/06GK104342587SQ201310327369
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月31日 優先權日:2013年7月31日
【發明者】王寶金, 周天國, 顧振環, 裴曉龍 申請人:沈陽阻燃電纜有限責任公司, 周天國, 顧振環