CN109066508A - 一种高强度耐火电缆桥架及其加工工艺 - Google Patents

一种高强度耐火电缆桥架及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高强度耐火电缆桥架及其加工工艺，属于配电设备技术领域。该高强度耐火电缆桥架，包括金属底架、金属盖板、无机防火角和无机防火板，无机防火板为四块，四块无机防火板相互固接为长方体状的桥架主体，桥架主体设置在金属底架内，金属盖板盖设在金属底架的开口处并与金属底架固接；桥架主体的内部四角固接有四个无机防火角，无机防火角的两端设置有柔性防火泥。本发明的高强度耐火电缆桥架通过在无机防火板组成的桥架主体内设置无机防火角，在桥架主体外部设置金属底架和金属盖板，通过双重加固，大大提高了高强度耐火电缆桥架的力学强度，相对于传统桥架，强度提高了60‑85％，延长了使用寿命。

Description

一种高强度耐火电缆桥架及其加工工艺
技术领域
本发明涉及一种高强度耐火电缆桥架及其加工工艺，属于配电设备技术领域。
背景技术
电缆桥架主要是用来敷设计算机电缆、通信电缆、热电偶电缆及其他高灵敏系统的控制电缆，特别是大型写字楼、金融商厦、酒店、场馆等建筑,信息点密集,缆线敷设除了采用楼板沟槽和墙内埋管方式外,在竖井和屋内天棚吊顶内广泛采用电缆桥架，然而现有的电缆桥架因结构、材料、加工工艺等原因，存在着耐火能力不足、易腐蚀、强度低、使用寿命较短等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种耐火性能好并且强度高的高强度耐火电缆桥架及其加工工艺。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种高强度耐火电缆桥架，包括金属底架、金属盖板、无机防火角和无机防火板，无机防火板为四块，四块无机防火板相互固接为长方体状的桥架主体，金属底架为开口向上的方槽状，桥架主体设置在金属底架内，金属盖板盖设在金属底架的开口处并与金属底架固接；无机防火角为L型，桥架主体的内部四角固接有四个无机防火角，无机防火角的两端设置有柔性防火泥。
上述技术方案的改进是：无机防火角的两个侧壁分别与桥架主体的内壁通过自攻螺钉固接。
上述技术方案的改进是：金属底架和金属盖板的外表面涂覆有防火涂料，防火涂料的厚度为150-450μm。
上述技术方案的改进是：无机防火板为氯氧镁防火板，厚度为5-25㎜。
上述技术方案的改进是：桥架主体的底部与金属底架的内部底面通过粘结剂固接。
本发明的高强度耐火电缆桥架的加工工艺，包括以下步骤：
㈠制作金属底架和金属盖板，具体步骤如下：
a、配料：金属底架和金属盖板中化学成份的质量百分比成分为：C：0.03-0.05%，Mn：1.15-1.42%，Zn：1.43-1.58%，Al：4.17-5.56%，Ni：1.15-1.48%，Mo：0.55-0.65%，Ni：0.16-0.29%，Nd：0.05-0.07%，Cr：0.17-0.23%，Ce：0.05-0.08%，Eu：0.26-0.31%，Lu：0.08-0.15%，余量为Fe；
b、将金属底架和金属盖板的原料按照金属底架和金属盖板的各成分的质量百分比进行配料，将配料后的金属底架和金属盖板的原料进行熔炼；
c、将熔炼后的金属底架和金属盖板的原料进行连铸连轧，制得金属板；
d、将金属板进行加热锻打至厚度为2-6mm，锻打时间45-55min；
e、将锻打后的金属板进行冲压加工，分别制得金属底架和金属盖板；
㈡将金属底架和金属盖板进行热处理，具体为：
a、一次加热：将金属底架和金属盖板加热至850-875℃，并保温15-20min；
b、风冷：采用风冷以11-13℃/s的冷却速率将金属底架和金属盖板加速冷却至室温；
c、回火：将金属底架和金属盖板加热至850-870℃回火25-30min后，待温50-55s，使金属底架和金属盖板的温度均匀化，之后采用水冷以16-18℃/s的冷却速率加速冷却至200-220℃后，再空冷至室温；
d、淬火：将金属底架和金属盖板进行淬火处理，淬火保温温度为750℃±10℃，保温时间为5.5～6.5h；
㈢在金属底架和金属盖板的表面涂覆厚度为150-450μm的防火涂料；防火涂料的原料组分按重量份包括：氯氧化镁15-25、氧化铝15-18份、膨胀珍珠岩9-12份、膨胀蛭石6-8、改性剂3-5、硬化剂4-6、防水剂3-6、水15-25；
㈣制作无机防火角：采用氯氧镁防火板制作L型的无机防火角；
㈤制作桥架主体；采用四块氯氧镁防火板相互固接制为长方体状的桥架主体；
㈥将无机防火角与桥架主体进行组装：将无机防火角放入桥架主体的内部四角并通过自攻螺钉固接，在无机防火角的两端设置有柔性防火泥；
㈦将组装好的桥架主体放入金属底架内并通过粘结剂固接，然后将金属盖板盖设到金属底架的开口处并焊接，制得高强度耐火电缆桥架；
㈧质量检验：检验高强度耐火电缆桥架的焊接质量，对不合格的重新加工，然后用超声波无损探伤仪检测电缆桥架内部是否有裂痕，如有裂痕则为废品，检验合格的为成品，入库。
上述技术方案的改进是：金属底架和金属盖板中化学成份的质量百分比成分为：C：0.03%，Mn：1.15%，Zn：1.43%，Al：4.17%，Ni：1.15%，Mo：0.55%，Ni：0.16%，Nd：0.05%，Cr：0.17%，Ce：0.05%，Eu：0.26%，Lu：0.08%，余量为Fe。
上述技术方案的改进是：金属底架和金属盖板中化学成份的质量百分比成分为：C：0.05%，Mn：1.42%，Zn：1.58%，Al：5.56%，Ni：1.48%，Mo：0.65%，Ni：0.29%，Nd：0.07%，Cr：0.23%，Ce：0.08%，Eu：0.31%，Lu：0.15%，余量为Fe。
上述技术方案的改进是：防火涂料的原料组分按重量份包括：氯氧化镁22份、氧化铝17份、膨胀珍珠岩9份、膨胀蛭石7份、改性剂4份、硬化剂5份、防水剂6份、水24份。
本发明采用上述技术方案的有益效果是：
（1）本发明的高强度耐火电缆桥架通过在无机防火板组成的桥架主体内设置无机防火角，在桥架主体外部设置金属底架和金属盖板，通过双重加固，大大提高了高强度耐火电缆桥架的力学强度，相对于传统桥架，强度提高了60-85％，延长了使用寿命，并且无机防火板使桥架具有耐高温、防火、隔热、隔音的性能；无机防火板为氯氧镁防火板，是绿色环保材料，还能有效防止环境污染；
（2）本发明的高强度耐火电缆桥架在无机防火角的两端设置柔性防火泥，当发生火灾时柔性防火泥遇火膨胀将桥架内所有的缝隙堵死，使已经燃烧的火势因缺氧而熄灭，起到阻止火势蔓延的作用，有效保护桥架内部的电线电缆；
（3）本发明的高强度耐火电缆桥架在金属底架和金属盖板的外表面涂覆有防火涂料，使桥架在遇火时不会燃烧，从而阻止火势蔓延，具有良好的防火、阻火效果；
（4）本发明的高强度耐火电缆桥架在金属底架和金属盖板的原料内加入了稀土元素，提高了金属底架和金属盖板的强度和耐腐蚀性能；
（5）本发明的高强度耐火电缆桥架的金属底架和金属盖板通过锻打和热处理结合，大大提高了金属底架和金属盖板的强度，使得抗拉强度达到750/MPa以上，断后伸长率达到25.30%，端面收缩率达到28%，屈服点延伸率延伸率达到45.3J，屈服点伸长率达到950/MPa；
（6）本发明的高强度耐火电缆桥架的防火涂料中的蛭石是一种含铁、镁的铝硅酸盐类矿物质，具有层状结构，层间有结晶水，其密度为80-200kg/m3，热导率为0.17-0.25W/（m·K），耐火性能强，吸声、隔声性能好，无毒无味，使得高强度耐火电缆桥架也具有了耐火性能强，吸声、隔声性能好，无毒无味的特点；
（7）本发明的高强度耐火电缆桥架的防火涂料中膨胀珍珠岩是一种玻璃质岩石，膨胀珍珠岩的质量极轻，容重为80-250kg/m3，热导率为0.042-0.076W/(m·K)，具有保温、隔热、不燃、无毒、化学稳定性好等特性，使得高强度耐火电缆桥架也具有了保温、隔热、不燃、无毒的特性，并且膨胀珍珠岩的化学稳定性好，延长了防火涂料的寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例高强度耐火电缆桥架的结构示意图；
1-无机防火角，2-无机防火板，3-自攻螺钉，4-柔性防火泥，5-金属底架，6-金属盖板，7-防火涂料。
具体实施方式
实施例1
本实施例的高强度耐火电缆桥架，如图1所示，包括金属底架5、金属盖板6、无机防火角1和无机防火板2，无机防火板2为四块，四块无机防火板2相互固接为长方体状的桥架主体，金属底架5为开口向上的方槽状，桥架主体设置在金属底架5内，金属盖板盖6设在金属底架5的开口处并与金属底架5固接；无机防火角1为L型，桥架主体的内部四角固接有四个无机防火角1，无机防火角1的两端设置有柔性防火泥4。
本实施例的高强度耐火电缆桥架的无机防火角1的两个侧壁分别与桥架主体的内壁通过自攻螺钉固接。金属底架5和金属盖板6的外表面涂覆有防火涂料7，防火涂料7的厚度为350μm。无机防火板2为氯氧镁防火板，厚度为15㎜。桥架主体的底部与金属底架5的内部底面通过粘结剂固接。
本实施例的高强度耐火电缆桥架的加工工艺，包括以下步骤：
㈠制作金属底架和金属盖板，具体步骤如下：
a、配料：金属底架和金属盖板中化学成份的质量百分比成分为：C：0.03%，Mn：1.15%，Zn：1.43%，Al：4.17%，Ni：1.15%，Mo：0.55%，Ni：0.16%，Nd：0.05%，Cr：0.17%，Ce：0.05%，Eu：0.26%，Lu：0.08%，余量为Fe；
b、将金属底架和金属盖板的原料按照金属底架和金属盖板的各成分的质量百分比进行配料，将配料后的金属底架和金属盖板的原料进行熔炼；
c、将熔炼后的金属底架和金属盖板的原料进行连铸连轧，制得金属板；
d、将金属板进行加热锻打至厚度为2-6mm，锻打时间45-55min；
e、将锻打后的金属板进行冲压加工，分别制得金属底架和金属盖板；
㈡将金属底架和金属盖板进行热处理，具体为：
a、一次加热：将金属底架和金属盖板加热至850-875℃，并保温15-20min；
b、风冷：采用风冷以11-13℃/s的冷却速率将金属底架和金属盖板加速冷却至室温；
c、回火：将金属底架和金属盖板加热至850-870℃回火25-30min后，待温50-55s，使金属底架和金属盖板的温度均匀化，之后采用水冷以16-18℃/s的冷却速率加速冷却至200-220℃后，再空冷至室温；
d、淬火：将金属底架和金属盖板进行淬火处理，淬火保温温度为750℃±10℃，保温时间为5.5～6.5h；
㈢在金属底架和金属盖板的表面涂覆厚度为150-450μm的防火涂料；防火涂料的原料组分按重量份包括：氯氧化镁22份、氧化铝17份、膨胀珍珠岩9份、膨胀蛭石7份、改性剂4份、硬化剂5份、防水剂6份、水24份；
㈣制作无机防火角：采用氯氧镁防火板制作L型的无机防火角；
㈤制作桥架主体；采用四块氯氧镁防火板相互固接制为长方体状的桥架主体；
㈥将无机防火角与桥架主体进行组装：将无机防火角放入桥架主体的内部四角并通过自攻螺钉固接，在无机防火角的两端设置有柔性防火泥；
㈦将组装好的桥架主体放入金属底架内并通过粘结剂固接，然后将金属盖板盖设到金属底架的开口处并焊接，制得高强度耐火电缆桥架；
㈧质量检验：检验高强度耐火电缆桥架的焊接质量，对不合格的重新加工，然后用超声波无损探伤仪检测电缆桥架内部是否有裂痕，如有裂痕则为废品，检验合格的为成品，入库。
其中防火涂料中的改性剂可为珠颜料，可使得桥架外观闪亮，增加其美观性。火涂料中的硬化剂和防水剂均可采用市面上可买到的水泥硬化剂和水泥防水剂。
其中桥架主体与金属底架5侧壁之间的空隙可填充柔性防火泥或者石棉。
实施例2
本实施例的高强度耐火电缆桥架，如图1所示，包括金属底架5、金属盖板6、无机防火角1和无机防火板2，无机防火板2为四块，四块无机防火板2相互固接为长方体状的桥架主体，金属底架5为开口向上的方槽状，桥架主体设置在金属底架5内，金属盖板盖6设在金属底架5的开口处并与金属底架5固接；无机防火角1为L型，桥架主体的内部四角固接有四个无机防火角1，无机防火角1的两端设置有柔性防火泥4。
本实施例的高强度耐火电缆桥架的无机防火角1的两个侧壁分别与桥架主体的内壁通过自攻螺钉固接。金属底架5和金属盖板6的外表面涂覆有防火涂料7，防火涂料7的厚度为150-450μm。无机防火板2为氯氧镁防火板，厚度为5-25㎜。桥架主体的底部与金属底架5的内部底面通过粘结剂固接。
本实施例的高强度耐火电缆桥架的加工工艺，包括以下步骤：
㈠制作金属底架和金属盖板，具体步骤如下：
a、配料：金属底架和金属盖板中化学成份的质量百分比成分为：C：0.05%，Mn：1.42%，Zn：1.58%，Al：5.56%，Ni：1.48%，Mo：0.65%，Ni：0.29%，Nd：0.07%，Cr：0.23%，Ce：0.08%，Eu：0.31%，Lu：0.15%，余量为Fe；
b、将金属底架和金属盖板的原料按照金属底架和金属盖板的各成分的质量百分比进行配料，将配料后的金属底架和金属盖板的原料进行熔炼；
c、将熔炼后的金属底架和金属盖板的原料进行连铸连轧，制得金属板；
d、将金属板进行加热锻打至厚度为2-6mm，锻打时间45-55min；
e、将锻打后的金属板进行冲压加工，分别制得金属底架和金属盖板；
㈡将金属底架和金属盖板进行热处理，具体为：
a、一次加热：将金属底架和金属盖板加热至850-875℃，并保温15-20min；
b、风冷：采用风冷以11-13℃/s的冷却速率将金属底架和金属盖板加速冷却至室温；
c、回火：将金属底架和金属盖板加热至850-870℃回火25-30min后，待温50-55s，使金属底架和金属盖板的温度均匀化，之后采用水冷以16-18℃/s的冷却速率加速冷却至200-220℃后，再空冷至室温；
d、淬火：将金属底架和金属盖板进行淬火处理，淬火保温温度为750℃±10℃，保温时间为5.5～6.5h；
㈢在金属底架和金属盖板的表面涂覆厚度为150-450μm的防火涂料；防火涂料的原料组分按重量份包括：氯氧化镁22份、氧化铝17份、膨胀珍珠岩9份、膨胀蛭石7份、改性剂4份、硬化剂5份、防水剂6份、水24份；
㈣制作无机防火角：采用氯氧镁防火板制作L型的无机防火角；
㈤制作桥架主体；采用四块氯氧镁防火板相互固接制为长方体状的桥架主体；
㈥将无机防火角与桥架主体进行组装：将无机防火角放入桥架主体的内部四角并通过自攻螺钉固接，在无机防火角的两端设置有柔性防火泥；
㈦将组装好的桥架主体放入金属底架内并通过粘结剂固接，然后将金属盖板盖设到金属底架的开口处并焊接，制得高强度耐火电缆桥架；
㈧质量检验：检验高强度耐火电缆桥架的焊接质量，对不合格的重新加工，然后用超声波无损探伤仪检测电缆桥架内部是否有裂痕，如有裂痕则为废品，检验合格的为成品，入库。
其中防火涂料中的改性剂可为珠颜料，可使得桥架外观闪亮，增加其美观性。火涂料中的硬化剂和防水剂均可采用市面上可买到的水泥硬化剂和水泥防水剂。
其中桥架主体与金属底架5侧壁之间的空隙可填充柔性防火泥或者石棉。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种高强度耐火电缆桥架，其特征在于：包括金属底架、金属盖板、无机防火角和无机防火板，所述无机防火板为四块，所述四块无机防火板相互固接为长方体状的桥架主体，所述金属底架为开口向上的方槽状，所述桥架主体设置在所述金属底架内，所述金属盖板盖设在所述金属底架的开口处并与所述金属底架固接；所述无机防火角为L型，所述桥架主体的内部四角固接有四个无机防火角，所述无机防火角的两端设置有柔性防火泥。
2.根据权利要求1所述的高强度耐火电缆桥架，其特征在于：所述无机防火角的两个侧壁分别与所述桥架主体的内壁通过自攻螺钉固接。
3.根据权利要求2所述的高强度耐火电缆桥架，其特征在于：所述金属底架和金属盖板的外表面涂覆有防火涂料，所述防火涂料的厚度为150-450μm。
4.根据权利要求3所述的高强度耐火电缆桥架，其特征在于：所述无机防火板为氯氧镁防火板，厚度为5-25㎜。
5.根据权利要求4所述的高强度耐火电缆桥架，其特征在于：所述桥架主体的底部与所述金属底架的内部底面通过粘结剂固接。
6.根据权利要求1-5之任一权利要求所述的高强度耐火电缆桥架的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
㈠制作金属底架和金属盖板，具体步骤如下：
a、配料：所述金属底架和金属盖板中化学成份的质量百分比成分为：C：0.03-0.05%，Mn：1.15-1.42%，Zn：1.43-1.58%，Al：4.17-5.56%，Ni：1.15-1.48%，Mo：0.55-0.65%，Ni：0.16-0.29%，Nd：0.05-0.07%，Cr：0.17-0.23%，Ce：0.05-0.08%，Eu：0.26-0.31%，Lu：0.08-0.15%，余量为Fe；
b、将金属底架和金属盖板的原料按照金属底架和金属盖板的各成分的质量百分比进行配料，将配料后的金属底架和金属盖板的原料进行熔炼；
c、将熔炼后的金属底架和金属盖板的原料进行连铸连轧，制得金属板；
d、将所述金属板进行加热锻打至厚度为2-6mm，锻打时间45-55min；
e、将锻打后的金属板进行冲压加工，分别制得金属底架和金属盖板；
㈡将金属底架和金属盖板进行热处理，具体为：
a、一次加热：将所述金属底架和金属盖板加热至850-875℃，并保温15-20min；
b、风冷：采用风冷以11-13℃/s的冷却速率将金属底架和金属盖板加速冷却至室温；
c、回火：将金属底架和金属盖板加热至850-870℃回火25-30min后，待温50-55s，使金属底架和金属盖板的温度均匀化，之后采用水冷以16-18℃/s的冷却速率加速冷却至200-220℃后，再空冷至室温；
d、淬火：将所述金属底架和金属盖板进行淬火处理，淬火保温温度为750℃±10℃，保温时间为5.5～6.5h；
㈢在所述金属底架和金属盖板的表面涂覆厚度为150-450μm的防火涂料；所述防火涂料的原料组分按重量份包括：氯氧化镁15-25份、氧化铝15-18份、膨胀珍珠岩9-12份、膨胀蛭石6-8份、改性剂3-5份、硬化剂4-6份、防水剂3-6份、水15-25份；
㈣制作无机防火角：采用氯氧镁防火板制作L型的无机防火角；
㈤制作桥架主体；采用四块氯氧镁防火板相互固接制为长方体状的桥架主体；
㈥将无机防火角与所述桥架主体进行组装：将无机防火角放入所述桥架主体的内部四角并通过自攻螺钉固接，在所述无机防火角的两端设置有柔性防火泥；
㈦将组装好的桥架主体放入所述金属底架内并通过粘结剂固接，然后将金属盖板盖设到所述金属底架的开口处并焊接，制得高强度耐火电缆桥架；
㈧质量检验：检验高强度耐火电缆桥架的焊接质量，对不合格的重新加工，然后用超声波无损探伤仪检测电缆桥架内部是否有裂痕，如有裂痕则为废品，检验合格的为成品，入库。
7.根据权利要求5所述的高强度耐火电缆桥架的加工工艺，其特征在于：所述金属底架和金属盖板中化学成份的质量百分比成分为：C：0.03%，Mn：1.15%，Zn：1.43%，Al：4.17%，Ni：1.15%，Mo：0.55%，Ni：0.16%，Nd：0.05%，Cr：0.17%，Ce：0.05%，Eu：0.26%，Lu：0.08%，余量为Fe。
8.根据权利要求5所述的高强度耐火电缆桥架的加工工艺，其特征在于：所述金属底架和金属盖板中化学成份的质量百分比成分为：C：0.05%，Mn：1.42%，Zn：1.58%，Al：5.56%，Ni：1.48%，Mo：0.65%，Ni：0.29%，Nd：0.07%，Cr：0.23%，Ce：0.08%，Eu：0.31%，Lu：0.15%，余量为Fe。
9.根据权利要求5所述的高强度耐火电缆桥架的加工工艺，其特征在于：所述防火涂料的原料组分按重量份包括：氯氧化镁22份、氧化铝17份、膨胀珍珠岩9份、膨胀蛭石7份、改性剂4份、硬化剂5份、防水剂6份、水24份。
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