CN101020978B - 一种变压器带用铝合金成分控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种变压器带用铝合金成分控制方法，是对合金的组织成分Si、Fe、Ti、V等元素含量进行严格控制与调整后改善了变压器带用铝合金材质的组织，降低了产品电阻率，电阻率能稳定控制在≤0.027Ω.mm2/m；提高了产品导电率，导电率能稳定在≥35.4m/Ω.mm2水平。
Description
所属技术领域：
本发明涉及有色金属加工技术，尤其是一种用于制作变压器带用的铝合金成分控制方法。
背景技术：
目前，变压器已在人们日常生产生活中应用广泛，决定了变压器的生产。近年来随着我国国民经济的快速发展，工业生产和人民生活用电量的快速发展，加大了市场上对变压器带材的需求。由于轧制技术的发展，国内众多变压器生产厂家采取增添和改造相应设备，除对投料采取相应对策外，还从工艺上进行了调整。铝制变压器带主要用于变压器的内置绕组，合金状态为O。由于市场上铜价的暴涨，铜铝之间的差价急剧扩大，铝带每吨2.6万元与铜带每吨约8万元的巨大差价相比，以铝代铜将成为变压器市场的发展趋势。商家为了降低成本，在不影响下游厂商使用的前提下，逐步在寻找可替代的原材料以保证在市场上的竞争能力，故此铝制变压器带应运而生。现有的变压器带用铝合金组织成分对Si、Fe、Ti、V等元素含量没有进行严格控制，由此造成变压器带产品电阻率偏高，导电率降低。经检索出中国申请(专利)号：200510020386.3申请日：2005.02.18公开(公告)号：CN1657318公开(公告)日：2005.08.24
发明内容：
本发明控制变压器带用的铝合金基本组分方法是：Si 0.05-0.12％、Fe 0.10-0.20％、Cu≤0.005％、Mn≤0.005％、Mg≤0.005％、Zn≤0.015％、Ti 0.005～0.015％、V0.001-0.005％、其它杂质元素合计≯0.01％，余量为AI。
技术方案是：原料检验、熔炼、炉前分析、成分调整、导炉、精炼除气、扒渣、温度调整、铸轧、产品检验。
7吨最佳组分方法是：Si：0.12％、Fe：0.20％、Cu：0.005％、Mn：0.005％、Mg：0.005％、Zn：0.015％、Ti：0.005％、V：0.005％、其它杂质元素合计：≯0.01％、AI：余量，合格后转入变形轧制加工成变压器用铝合金带材。
8吨最佳组分方法是：Si：0.11％、Fe：0.19％、Cu：0.005％、Mn：0.005％、Mg：0.005％、Zn：0.015％、Ti：0.015％、V：0.0049％、其它杂质元素合计：0.009％、AI：余量，合格后转入变形轧制加工成变压器用铝合金带材。
(1)原料检验：对原料进行检验，要求无油污、夹带、齐整并按照国家标准进行组织成分验收及按照合同要求进行配料。
(2)熔炼：首先将配料装入熔炼炉内在大气中进行熔炼，熔炼温度720～760℃，熔炼时间7～8吨/1小时，原料软化化塌后进行搅拌，并且表面采用覆盖剂进行覆盖。
(3)炉前分析：温度达到720℃时并经充分搅拌后取样进行炉前分析；
(4)成分调整：视炉前分析结果进入下道工序或进行调整添加合金成分，然后再次进行成分分析直至合格后静置10～20分钟。
(5)导炉：组织成分合格后把合金溶液从熔炼炉导入保温炉，保温温度720～750℃。
(6)精炼除气、扒渣：采用氮气或氩气携带精炼溶剂粉通过导管从保温炉炉底喷入溶液中进行精炼除气，除气10～20分钟后进行扒渣。
(7)温度调整：经保温炉将溶液温度调整至740～750℃后转入铸轧。
(8)铸轧：通过立板进行铸轧，铸轧机铸轧速度900～1000mm/分钟，铸轧成单卷重6～7吨的铸轧卷。
(9)产品检验：按照各项技术要求进行检验，合格后转入变形轧制加工成变压器用铝合金带材。
Si：Si与Fe是铝中的共存元素，当Si过剩时以游离硅状存在，性硬而脆，可以提高合金强度，但塑性降低，并对高纯铝的二次再结晶晶粒度有明显影响，所以Si含量严格控制在≤0.12％；
Fe：Fe与AI可以生成FeAI3，Fe和Si与AI可以生产三元化合物α(AI、Fe、Si)和β(AI、Fe、Si)，是铝合金中的主要相，性硬而脆，对力学性能影响较大，能够提高强度，但塑性降低，并可以提高再结晶温度，所以Fe含量严格控制在≤0.20％；
Cu：Cu在铝合金中主要以固溶状态存在，有助于提高合金强度，对再结晶温度也有影响，所以Cu含量严格控制在≤0.005％；
Mn：Mn可以明显提高再结晶温度，但细化晶粒作用不大，所以Mn含量严格控制在≤0.005％；
Mg：Mg在铝合金中可以是添加元素，并主要以固溶状态存在，Mg的作用是提高强度，对再结晶温度影响较小，所以Mg含量严格控制在≤0.005％；
Zn：Zn对铝合金的电学性能影响较大，但能较少降低导电性，所以Zn含量严格控制在0.015％；
Ti：Ti是铝合金的主要变质元素，即可以细化铸锭晶粒，又可以提高再结晶温度并细化晶粒，但Ti对再结晶温度的影响与Fe和Si的含量有关，当含有Fe时其影响非常显著，若含有少量的Si时，其作用减少，所以Ti含量严格控制在0.005～0.015％之间；
V：V对铝合金的电学性能影响较大，但对导电性能降低较多，所以V含量严格控制在≤0.005％；
其它杂质元素对铝合金的电学性能影响较大，一般均使导电性能下降，另外由于其它杂质元素的存在，破坏了铝表面形成氧化膜的连续性，降低铝的抗蚀性，所以其它杂质元素合计严格控制在≯0.01％；
余量为AI。
通过对合金元素的控制与调整，本发明改善了变压器带用铝合金材质的组织，降低了产品电阻率，电阻率能稳定控制在≤0.027Ω.mm2/m；提高了产品导电率，导电率能稳定在≥35.4m/Ω.mm2水平。
有益效果：
通过对合金元素的控制与调整，本发明改善了变压器带用铝合金材质的组织，降低了产品电阻率，电阻率能稳定控制在≤0.027Ω.mm2/m；提高了产品导电率，导电率能稳定在≥35.4m/Ω.mm2水平。
附图说明：
图1是本发明的工艺流程图。
实施例一：
本发明合金组分控制为：Si：0.12％、Fe：0.20％、Cu：0.005％、Mn：0.005％、Mg：0.005％、Zn：0.015％、Ti：0.005％、V：0.005％、其它杂质元素合计：≯0.01％、AI：余量，合格后转入变形轧制加工成变压器用铝合金带材。铸轧厚度5X宽度1060mm的变压器用1060B铝合金带材的铸轧卷：
(1)原料检验：对原料进行检验，要求无油污、夹带、齐整并按照国家标准进行组织成分验收及按照合同要求进行配料；
(2)熔炼：首先将配料装入熔炼炉内在大气中进行熔炼，熔炼温度720℃，熔炼时间7吨/1小时，原料软化化塌后进行搅拌，并且表面采用覆盖剂进行覆盖；
(3)炉前分析：温度达到720℃时并经充分搅拌后取样进行炉前分析；
(4)成分调整：视炉前分析结果进入下道工序或进行调整添加合金成分，然后再次进行成分分析直至合格后静置10分钟；
(5)导炉：组织成分合格后把合金溶液从熔炼炉导入保温炉，保温温度720℃；
(6)精炼除气、扒渣：采用氮气携带精炼溶剂粉通过导管从保温炉炉底喷入溶液中进行精炼除气，除气20分钟后进行扒渣；
(7)温度调整：经保温炉将溶液温度调整至740℃后转入铸轧；
铸轧：通过立板进行铸轧，铸轧机铸轧速度900mm/分钟，铸轧成单卷重6吨的铸轧卷。
实施例二：
本发明合金组分控制为：Si：0.11％、Fe：0.19％、Cu：0.005％、Mn：0.005％、Mg：0.005％、Zn：0.015％、Ti：0.015％、V：0.0049％、其它杂质元素合计：0.009％、AI：余量，合格后转入变形轧制加工成变压器用铝合金带材。铸轧厚度7X宽度1310mm的变压器用1060B铝合金带材的铸轧卷：
(1)原料检验：对原料进行检验，要求无油污、夹带、齐整并按照国家标准进行组织成分验收及按照合同要求进行配料；
(2)熔炼：首先将配料装入熔炼炉内在大气中进行熔炼，熔炼温度760℃，熔炼时间8吨/1小时，原料软化化塌后进行搅拌，并且表面采用覆盖剂进行覆盖；
(3)炉前分析：温度达到720℃时并经充分搅拌后取样进行炉前分析；
(4)成分调整：视炉前分析结果进入下道工序或进行调整添加合金成分，然后再次进行成分分析直至合格后静置20分钟；
(5)导炉：组织成分合格后把合金溶液从熔炼炉导入保温炉，保温温度750℃；
(6)精炼除气、扒渣：采用氩气携带精炼溶剂粉通过导管从保温炉炉底喷入溶液中进行精炼除气，除气10分钟后进行扒渣；
(7)温度调整：经保温炉将溶液温度调整至750℃后转入铸轧；
(8)铸轧：通过立板进行铸轧，铸轧机铸轧速度1000mm/分钟，铸轧成单卷重7吨的铸轧卷。
具体实施方式：
本发明合金组分控制实施方式为：Si：0.12％、Fe：0.20％、Cu：0.005％、Mn：0.005％、Mg：0.005％、Zn：0.015％、Ti：0.005％、V：0.005％、其它杂质元素合计：≯0.01％、AI：余量，合格后转入变形轧制加工成变压器用铝合金带材。铸轧厚度5X宽度1060mm的变压器用1060B铝合金带材的铸轧卷：
(1)原料检验：对原料进行检验，要求无油污、夹带、齐整并按照国家标准进行组织成分验收及按照合同要求进行配料；
(2)熔炼：首先将配料装入熔炼炉内在大气中进行熔炼，熔炼温度720℃，熔炼时间7吨/1小时，原料软化化塌后进行搅拌，并且表面采用覆盖剂进行覆盖；
(8)炉前分析：温度达到720℃时并经充分搅拌后取样进行炉前分析；
(9)成分调整：视炉前分析结果进入下道工序或进行调整添加合金成分，然后再次进行成分分析直至合格后静置10分钟；
(10)导炉：组织成分合格后把合金溶液从熔炼炉导入保温炉，保温温度720℃；
(11)精炼除气、扒渣：采用氮气携带精炼溶剂粉通过导管从保温炉炉底喷入溶液中进行精炼除气，除气20分钟后进行扒渣；
(12)温度调整：经保温炉将溶液温度调整至740℃后转入铸轧；
铸轧：通过立板进行铸轧，铸轧机铸轧速度900mm/分钟，铸轧成单卷重6吨的铸轧卷。
Claims (3)
1.一种变压器带用铝合金成分控制方法，所述铝合金是由Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ti、V、Al合金组成分组成，其特征在于：Si 0.05-0.12％、Fe 0.10-0.20％、Cu≤0.005％、Mn≤0.005％、Mg≤0.005％、Zn≤0.015％、Ti 0.005～0.015％、V0.001-0.005％、其它杂质元素合计≯0.01％、余量为Al，通过对合金元素的控制与调整，电阻率能稳定控制在≤0.027Ω·mm2/m。
2.根据权利要求1中所述的一种变压器带用铝合金成分控制方法，该铝合金特征在于：Si：0.12％、Fe：0.20％、Cu：0.005％、Mn：0.005％、Mg：0.005％、Zn：0.015％、Ti：0.005％、V：0.005％、其它杂质元素合计：0.01％、Al为余量，合格后转入变形轧制加工成变压器用铝合金带材。
3.根据权利要求1中所述的一种变压器带用铝合金成分控制方法，该铝合金特征在于：Si：0.11％、Fe：0.19％、Cu：0.005％、Mn：0.005％、Mg：0.005％、Zn：0.015％、Ti：0.015％、V：0.0049％、其它杂质元素合计：0.009％、Al为余量，合格后转入变形轧制加工成变压器用铝合金带材。
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