CN1700363A - 变压器漆包扁线生产工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种变压器漆包扁线生产工艺方法，以铜杆为原料，经挤压成型、涂漆及成品收线生产漆包扁线，其中挤压成型生产采用由挤压推动送料、轮槽摩擦挤压升温、经模孔挤出成型的连续挤压机组组成的挤压一次成型工艺替代传统冷拔拉丝工艺，涂漆及成品收线生产省略真空退火处理工序；整体生产过程包括：铜杆输送校直——挤压一次成型及冷却防氧化——软态裸导线收线——涂漆烘焙放线——涂漆烘焙运行——成品收线。由设备铜杆放线盘和铜杆校直机组成铜杆输送校直工序，连续挤压机及冷却防氧化机组组成挤压一次成型及冷却防氧化工序，软态裸导线收线机构成软态裸导线收线工序，涂漆烘焙放线机组构成涂漆烘焙放线工序，立式漆包扁线机组成涂漆烘焙运行工序，成品收线机构成成品收线工序。铜杆输送校直工序、挤压一次成型及冷却防氧化工序及软态裸导线收线工序为挤压成型生产软态铜裸导线，涂漆烘焙放线工序、涂漆烘焙运行工序及成品收线工序为涂漆及成品收线生产变压器漆包扁线。
Description
技术领域
本发明涉及线材的加工或处理，特别是指一种变压器漆包扁线生产工艺方法。
背景技术
现有变压器漆包扁线的铜裸导线生产主要是采用传统的冷拔拉丝工艺方法，由于生产工艺的局限，无法解决漆包扁线产品存在的毛刺、翘皮、油污等漆包扁线的质量缺陷，这些缺陷正是造成变压器通电后线圈容易短路烧毁的致命伤，致使变压器产品的内在质量不稳定，运行时故障多、可靠性差，因而随时存在着事故隐患，引起人们对变压器使用运行的担忧，由于质量故障而引发事故随时都可能对企业和社会造成巨大的损失；同时传统冷拔拉丝工艺生产方法还存在着能耗高、批量生产周期时间长、操作人员多等缺陷，因而限制了变压器漆包扁线生产的进一步发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就在于克服现有变压器漆包扁线产品质量及其生产工艺存在的缺陷，提供一种铜裸导线生产采用挤压一次成型工艺替代传统冷拔拉丝工艺，涂漆及成品收线生产省略真空退火处理工序的变压器漆包扁线生产工艺方法。本发明的变压器漆包扁线生产工艺方法以铜杆为原料，经挤压成型、涂漆及成品收线生产漆包扁线；其中挤压成型生产采用由挤压推动送料、轮槽摩擦挤压升温、经模孔挤出成型的连续挤压机组组成的挤压一次成型工艺替代传统冷拔拉丝工艺，涂漆及成品收线生产省略真空退火处理工序；整体生产过程包括：
铜杆输送校直——挤压一次成型及冷却防氧化——软态裸导线收线——涂漆烘焙放线——涂漆烘焙运行——成品收线
由设备铜杆放线盘和铜杆校直机组成铜杆输送校直工序，连续挤压机及冷却防氧化机组组成挤压一次成型及冷却防氧化工序，软态裸导线收线机构成软态裸导线收线工序，涂漆烘焙放线机构成涂漆烘焙放线工序，立式漆包扁线机组成涂漆烘焙运行工序，成品收线机构成成品收线工序。铜杆输送校直工序、挤压一次成型及冷却防氧化工序及软态裸导线收线工序为挤压成型生产软态铜裸导线，涂漆烘焙放线工序、涂漆烘焙运行工序及成品收线工序为涂漆及成品收线生产变压器漆包扁线。
本发明生产工艺进料原材料选用表面光亮无氧化不需轧机延压的连铸铜杆，要求为二级以上的铜材，规格为φ8±0.08～0.15mm或φ12.5±0.12～0.18mm。铜杆质量指标见于下表：
| 组分重量含量(％) | ||||||||||
| 铜银含量Cu+Ag≥ | 杂质元素含量≤ | |||||||||
| 砷 | 锑 | 铋 | 铁 | 铅 | 锡 | 镍 | 锌 | 硫 | 磷 | |
| As | Sb | Bi | Fe | Pb | Sn | Ni | Zn | S | P | |
| 99.95 | 0.0015 | 0.0015 | 0.0006 | 0.0025 | 0.002 | 0.001 | 0.002 | 0.002 | 0.0025 | 0.001 |
| 注：T2的氧含量应≤0.01，Tu2的氧含量应≤0.006(其中T2、Tu2分别表示二级的铜与二级的铜线坯) | ||||||||||
本发明生产工艺的控制条件如下：
1、铜杆输送校直 铜杆规格φ8mm±0.08～0.15mm、
φ12.5mm±0.12～0.18mm；
铜杆坯料进入铜杆校直机要求放正、注意出线方向，当铜杆料有急弯应及时手工矫直防止卡死。
2、挤压一次成型及冷却防氧化系统
①挤压推动送料速度 6-12米/分钟；
②压紧压 40-50Mpa；
③轮槽摩擦挤压升温温度 320-600℃；
④冷却水温度 10-50℃；
3、软态裸导线收线 收线截面a＝0.50-9.10mm、b＝0.50-15.0mm，
收线速度5-60米/分钟；
4、涂漆烘焙放线 放线截面a＝0.50-9.10mm、b＝0.50-15.0mm，
放线速度3-10米/分钟；
5、涂漆烘焙运行系统
炉温 进口100-220℃，下层190-275℃，中层250-390℃，
上层360-450℃，催化370-450℃；
出口测温点380-410℃，蒸发测温点260-370℃，
固化测温点400-450℃，催化后测温点370-410℃；
引风机电压60-150V，开车线速度3-10米/分钟；
漆的粘度(4号涂杯测量)
QQB/120(120级缩醛漆包铜扁线) ＞450-550/S，
QZ(G)B/155(155级改性聚酯漆包铜扁线) ＞50-75/S，
QZYB/180(180级聚酯亚胺漆包铜扁线) ＞70-110/S；
6、成品收线工序 收线截面a＝0.50-9.10mm、b＝0.50-15.0mm，
收线速度3-10米/分钟。
采用本发明生产工艺生产的漆包扁线软态裸导线截面尺寸及尺寸偏差列于下表：
| 项目 | 尺寸标准(mm) | 尺寸偏差(mm) |
| a边 | 0.50＜a≤3.15 | ±0.03 |
| 3.15＜a≤6.30 | ±0.05 | |
| 6.30＜a≤7.10 | ±0.07 | |
| 7.10＜a≤9.10 | ±0.08 | |
| b边 | 0.50＜b≤3.15 | ±0.03 |
| 3.15＜b≤6.30 | ±0.05 | |
| 6.30＜b≤12.50 | ±0.07 | |
| 12.50＜b≤15.0 | ±0.09 |
漆包扁线成品的质量指标列于下表：
| 项目 | 指标 | |||
| 外观 | 不存在毛刺、翘皮、油污缺陷 | |||
| 漆膜厚度(mm) | 1级0.06～0.11mm，2级0.11～0.16mm | |||
| 伸长率(％) | 当a≤2.50时，≥30；当a＞2.50时，≥32 | |||
| 最小击穿电压(V) | 1级室温1000V，高温750V；2级室温2000V，高温1500V | |||
| 漆膜附着性(切割法) | QQB/120拉伸 20-25％ | 漆膜失去附着力的距离应不大于1b | ||
| QZ(G)B/155拉伸 15-20％ | ||||
| QZYB/180拉伸 15-20％ | ||||
| 弯曲 | QQB/120 | 宽边 | 所有尺寸 2×a | 漆膜应不开裂 |
| 窄边 | 当b≤10时，2×b | |||
| 当b＞10时，3×b | ||||
| QZ(G)B/155QZYB/180 | 宽边 | 所有尺寸 4×a | ||
| 窄边 | 当b≤10时，4×b | |||
| 当b＞10时，5×b | ||||
| 电阻率(20℃)(Ωmm2/m) | ≤0.017241Ωmm2/m | |||
注：表中最小击穿电压项目中高温下击穿电压的温度是指QQB/120(120级缩醛漆包铜扁线)120-125℃，QZ(G)B/155(155级改性聚酯漆包铜扁线)155-160℃，QZYB/180(180级聚酯亚胺漆包铜扁线)180-185℃。
当进行生产时，铜杆放线盘上的铜杆由输送校直装置送入并牵引进入一次挤压成型连续挤压机组送料轨道，经挤压模具腔体口通过挤压轮旋转将铜杆坯料源源不断带入挤压模具模腔内，控制挤压推动送料速度6-12米/分钟；挤压模具模腔内在挤压轮槽摩擦挤压力的作用下，压力增大、铜杆坯料温度逐步升高，摩擦挤压升温温度控制在320-600℃；坯料经升温、变形从模孔挤出后再经定型冷却通道定型以及水冷却和风冷却形成软态裸导线，然后经过计米、软态裸导线收线，生产出漆包扁线软态裸导线。经挤压一次成型的软态裸导线再通过放线架线装置，引入立式漆包扁线机组，牵引进入生产工序循环运转状态，在立式漆包扁线机组的炉温达到工艺要求时，软态裸导线便通过漆缸与毛毡(或模具)进行涂漆，自内而外、自下而上地经过十道次的循环运转涂漆、烘焙，达到质量指标，然后由成品收线导引轮牵引至收线装置，形成合格的漆包扁线成品。漆包扁线的规格尺寸，由一次挤压成型连续挤压机组模具模孔的不同规格所确定。本发明使用的一次挤压成型漆包扁线生产工艺方法以TLJ300或TLJ250型铜材连续挤压生产机组替换原漆包扁线铜裸导线生产冷拔拉丝工艺的设备，TLJ300或TLJ250型铜材连续挤压生产机组主机通过挤压轮与模具吻合，经旋转挤压将置于挤压轮表面中间沟槽的铜杆坯料连续咬入模具模腔，铜杆坯料由于轮槽挤压和摩擦而升温、变形被挤入模腔再通过模具孔挤出形成产品。在挤压过程中处于模腔中的铜料温度高达500℃以上，腔内挤压压力高达1000Mpa以上。有关连续挤压机的主要技术参数列于下表：
| 项目 | 指标 | |
| TLJ300型 | TLJ250型 | |
| 挤压轮公称直径 | 290mm | 250mm |
| 额定扭矩 | 63000N·M | 35000N·M |
| 额定转速 | 11.5rpm | 16rpm |
| 调速范围 | 2-11.5rpm | 2-16rpm |
| 主电机功率 | 90KW | 45KW |
| 坯料直径 | φ12.5±0.10mm或φ8±0.10mm | φ8±0.10mm |
| 挤压产品最大断面积 | 150mm2(φ12.5杆料)65mm2(φ8杆料) | 80mm2(φ8杆料) |
| 挤压产品最小断面积 | 15mm2(φ12.5杆料)7mm2(φ8杆料) | 5mm2(φ8杆料) |
| 液压站系统压力 | 0-14Mpa | 0-14Mpa |
| 压紧压力 | 0-100Mpa | - |
| 溢料量 | 3-5％ | 3-5％ |
| 主机尺寸(长×宽×高) | 4195×1115×2165(mm) | 3715×917×1980(mm) |
本发明的优点就在于采用挤压推动送料、轮槽摩擦挤压升温、经模孔挤出成型的连续挤压机组生产变压器漆包扁线的生产工艺方法，彻底杜绝了毛刺、翘皮、油污、麻坑等产品缺陷，漆包扁线成品耐压等级高、无漆流气泡现象、表面光洁，提高了产品质量。采用挤压一次成型工艺，避免了冷拔拉丝工艺多道次冷拔拉丝的烦琐过程，并且工艺过程省略了真空退火处理工序，与传统工艺相比节能节电1200元/吨，人工时也由传统工艺10人一班/生产2吨转变到2人一班/生产4吨，用电量由525元/吨下降到94.5元/吨，不仅简化了生产工艺并大大节省了能源、节约了人工和生产时间，使生产成本下降40％以上。因此本发明具有广阔的市场推广前景。
附图说明
以下结合附图对本发明做进一步的说明。
图1是本发明变压器漆包扁线生产工艺方法的挤压成型生产工艺流程示意图；
图2是本发明变压器漆包扁线生产工艺方法的涂漆及成品收线生产工艺流程示意图；
参照图1和图2，本发明的变压器漆包扁线生产的挤压成型工艺部分由铜杆放线盘1、铜杆校直机2、一次成型连续挤压机3、冷却防氧化系统4、计米装置5、软态裸导线收线机6组成，其中铜杆放线盘1和铜杆校直机2组成铜杆输送校直工序，一次成型连续挤压机3及冷却防氧化系统4组成挤压一次成型及冷却防氧化工序，计米装置5与软态裸导线收线机6构成软态裸导线收线工序。涂漆及成品收线工艺部分由涂漆烘焙放线机7、立式漆包扁线机涂漆烘焙运行系统8和成品收线机9组成，其中涂漆烘焙放线机7构成涂漆烘焙放线工序，立式漆包扁线机涂漆烘焙运行系统8组成涂漆烘焙运行工序，成品收线机9构成成品收线工序。如图，A轮为立式漆包扁线机的成品收线导引轮。铜裸导线的生产以挤压一次成型工艺替代传统冷拔拉丝工艺，铜杆放线盘1上的铜杆由铜杆校直机2送入并牵引进入由一次成型连续挤压机3及冷却防氧化系统4组成一次挤压成型连续挤压机组，经挤压与摩擦升温、挤出成型，定型冷却通道定型以及水冷却与风冷却，再经计米装置5和软态裸导线收线机6，完成挤压成型工艺部分的工作。冷却及防氧化系统4的定型冷却通道位于水冷却的长条水槽中。涂漆及成品收线生产省略了真空退火处理工序，经过挤压一次成型的软态裸导线通过涂漆烘焙放线机7，引入立式漆包扁线机涂漆烘焙运行系统8，牵引进入生产工序循环运转状态，在立式漆包扁线机涂漆烘焙运行系统8的炉温达到工艺要求时，软态裸导线便自内而外、自下而上地经过十道次的循环运转涂漆、烘焙，达到质量指标，然后由成品收线导引轮A牵引至成品收线机9，形成合格的漆包扁线成品。
具体实施方式
以下是本发明的一个实施例，本发明的实际使用并不局限于实施例。
实施例1，采用挤压一次成型工艺生产变压器漆包扁线
采用本发明挤压一次成型工艺生产变压器漆包扁线，生产以铜杆为原料，经挤压成型、涂漆及成品收线生产漆包扁线，其中挤压成型生产工艺部分采用挤压推动送料、轮槽摩擦挤压升温、经模孔挤出成型的连续挤压机组组成的挤压一次成型工艺替代传统冷拔拉丝工艺。挤压一次成型连续挤压机组型号TLJ300，生产的漆包扁线规格QZYB-2/180 2×11.8mm，尺寸偏差2+0.02/-0.01mm，11.8+0.05/-0.02mm，生产吨位18吨。整体生产过程包括：铜杆输送校直——挤压一次成型及冷却防氧化——软态裸导线收线——涂漆烘焙放线——涂漆烘焙运行——成品收线。
主要工艺设备列于下表：
| 序号 | 设备名称 | 数量 | 型号或规格 | 备注 |
| 1 | 铜杆放线盘 | 1台 | 型号FXP-II，φ2500mm最大承重2T | |
| 2 | 铜杆校直机 | 1台 | 型号TLJ300配套 | 产地大连 |
| 3 | 连续挤压机 | 1台 | 型号TLJ300主机 | 产地大连 |
| 4 | 冷却防氧化系统 | 1台 | 型号TLJ300配套 | 产地大连 |
| 5 | 软态祼导线收线机 | 1台 | 型号TSXY630/100收线截面a＝0.50-9.10mm、b＝0.50-15.0mm | 产地无锡 |
| 6 | 涂漆烘焙放线机 | 1台 | 放线截面a＝0.50-9.10mm、b＝0.50-15.0mm，放线速度3-10米/分钟 | 产地无锡 |
| 7 | 立式漆包扁线机 | 1台 | 型号QHLF4/2-3+3/10 | 产地无锡 |
| 8 | 成品收线机 | 1台 | 型号SX-H 规格5-230mm2、性能指标0.5-3cm横向可调 | 产地无锡 |
主要工艺控制条件如下：
1、铜杆规格φ12.5±0.10mm；
2、挤压一次成型及冷却防氧化系统
①推动送料速度 8-10米/分钟；
②压紧压力 45-50Mpa；
③轮槽摩擦挤压升温温度 350-480℃；
④冷却水温度 10-21℃；
3、软态裸导线收线 收线截面a＝2mm、b＝11.8mm，
收线速度9-10米/分钟
4、涂漆烘焙放线 放线截面a＝2mm、b＝11.8mm，
放线速度5-6米/分钟
5、涂漆烘焙运行系统
炉温 进口200-220℃，下层250-275℃，中层350-390℃，
上层410-450℃，催化400-450℃；
出口测温点390-410℃，蒸发测温点350-370℃，
固化测温点420-450℃，催化后测温点370-400℃；
引风机电压80-150V，开车线速度4-5米/分钟；
漆的粘度(4号涂杯测量) QZYB-2/180＞70-110/S，
6、成品收线工序 成品出线速度3.5-4.9米/分钟。
生产的漆包扁线质量：外观不存在毛刺、翘皮、油污缺陷，漆膜厚度符合2级0.11-0.16mm的规定要求，弯曲(a×4、b×5)漆膜未开裂，伸长率46.7％，电阻率(20℃)0.016990Ωmm2/m。除生产2×11.8mm规格的漆包扁线外，使用型号TLJ300一次成型连续挤压机组还生产截面60-150mm2全部规格的漆包扁线。与传统冷拔拉丝工艺相比，产品质量大大提高，生产工艺避免了传统多道次冷拔拉丝的烦琐过程，并且省略了真空退火处理工序，节能节电1200元/吨，人工时也由传统工艺10人一班/生产2吨转变到2人一班/生产4吨，用电量由525元/吨下降到94.5元/吨，不仅简化了生产工艺并大大节省了能源、节约了人工和生产时间，使生产成本下降40％以上。
实施例2，采用挤压一次成型工艺生产变压器漆包扁线
采用本发明挤压一次成型工艺生产变压器漆包扁线，生产以铜杆为原料，工艺过程同实施例1。挤压一次成型连续挤压机组型号TLJ250，生产的漆包扁线规格QQB-1/120 2.50×5.30mm，尺寸偏差2.50±0.02mm，5.30±0.04mm，生产吨位35吨。整体生产过程包括：铜杆输送校直——挤压一次成型及冷却防氧化——软态裸导线收线——涂漆烘焙放线——涂漆烘焙运行——成品收线。
主要工艺设备除一次成型连续挤压机组为TLJ250外同实施例1。
主要工艺控制条件如下：
1、铜杆规格φ8±0.08mm；
2、挤压一次成型及冷却防氧化系统
①挤压推动送料速度 6-12米/分钟；
②压紧压力 40-45Mpa；
③轮槽摩擦挤压升温温度 320-380℃；
④冷却水温度 10-18℃；
3、软态裸导线收线 收线截面a＝2.50mm、b＝5.30mm，
收线速度10-11米/分钟
4、涂漆烘焙放线机 放线截面a＝2.50mm、b＝5.30mm，
放线速度7-9米/分钟
5、涂漆烘焙运行系统
炉温 进口100-120℃，下层190-210℃，中层250-320℃，
上层360-400℃，催化370-390℃；
出口测温点380-400℃，蒸发测温点260-290℃，
固化测温点400-440℃，催化后测温点370-410℃；
引风机电压60-100V，开车线速度6-10米/分钟；
漆的粘度(4号涂杯测量) QQB-1/120＞450-550/S；
6、成品收线工序 成品出线速度7.5-9米/分钟。
生产的漆包扁线质量：外观不存在毛刺、翘皮、油污缺陷，漆膜厚度符合1级0.06-0.11mm的规定要求，弯曲(a×2、b×2)漆膜未开裂，伸长率42.7％，电阻率(20℃)0.016081Ωmm2/m。除生产2.50×5.30mm规格的漆包扁线外，使用型号TLJ250一次成型连续挤压机组还生产截面5-70mm2全部规格的漆包扁线。与传统冷拔拉丝工艺相比，产品质量大大提高，生产工艺避免了多道次冷拔拉丝的烦琐过程，并且省略了真空退火处理工序，不仅简化了生产工艺并大大节省了能源、节约了人工和生产时间，使生产成本下降40％以上。
Claims (10)
1、一种变压器漆包扁线生产工艺方法，以铜杆为原料，其特征在于经挤压成型、涂漆及成品收线生产漆包扁线，其中挤压成型生产采用由挤压推动送料、轮槽摩擦挤压升温、经模孔挤出成型的连续挤压机组组成的挤压一次成型工艺替代传统冷拔拉丝工艺，涂漆及成品收线生产省略真空退火处理工序；整体生产过程包括：
铜杆输送校直——挤压一次成型及冷却防氧化——软态裸导线收线——涂漆烘焙放线——涂漆烘焙运行——成品收线
由设备铜杆放线盘和铜杆校直机组成铜杆输送校直工序，连续挤压机及冷却防氧化机组组成挤压一次成型及冷却防氧化工序，软态裸导线收线机构成软态裸导线收线工序，涂漆烘焙放线机构成涂漆烘焙放线工序，立式漆包扁线机组成涂漆烘焙运行工序，成品收线机构成成品收线工序；铜杆输送校直工序、挤压一次成型及冷却防氧化工序及软态裸导线收线工序为挤压成型生产软态铜裸导线，涂漆烘焙放线工序、涂漆烘焙运行工序及成品收线工序为涂漆及成品收线生产变压器漆包扁线。
2、根据权利要求1所述的变压器漆包扁线生产工艺方法，其特征在于进料原材料铜杆的规格为φ8±0.08～0.15mm。
3、根据权利要求1所述的变压器漆包扁线生产工艺方法，其特征在于进料原材料铜杆的规格为φ12.5±0.12～0.18mm。
4、根据权利要求2或3所述的变压器漆包扁线生产工艺方法，其特征在于进料原材料铜杆选用二级以上的铜线坯，组分重量含量(％)：铜银含量Cu+Ag≥99.95，砷≤0.0015、锑≤0.0015、铋≤0.0006、铁≤0.0025、铅≤0.002、锡≤0.001、镍≤0.002、锌≤0.002、硫≤0.0025、磷≤0.001。
5、根据权利要求1所述的变压器漆包扁线生产工艺方法，其特征在于挤压一次成型及冷却防氧化系统工艺控制条件为：①挤压推动送料速度6-12米/分钟，②压紧压力40-50Mpa，③轮槽摩擦挤压升温温度320-600℃，④冷却水温度10-50℃。
6、根据权利要求1或5所述的变压器漆包扁线生产工艺方法，其特征在于挤压一次成型及冷却防氧化系统工艺控制条件为：①挤压推动送料速度8-10米/分钟，②压紧压力45-50Mpa，③轮槽摩擦挤压升温温度350-480℃，④冷却水温度10-21℃。
7、根据权利要求1所述的变压器漆包扁线生产工艺方法，其特征在于漆包扁线软态裸导线截面尺寸a边为0.50-9.10mm、尺寸偏差±0.03-0.08mm，b边为0.50-15.0mm、尺寸偏差±0.03-0.09mm。
8、根据权利要求1所述的变压器漆包扁线生产工艺方法，其特征在于挤压成型生产工艺选用TLJ300铜材连续挤压生产机组。
9、根据权利要求1所述的变压器漆包扁线生产工艺方法，其特征在于挤压成型生产工艺选用TLJ250铜材连续挤压生产机组。
10、根据权利要求1所述的变压器漆包扁线生产工艺方法，其特征在于漆包扁线成品外观不存在毛刺、翘皮、油污缺陷，漆膜厚度0.06-0.16mm，伸长率≥30(％)，最小击穿电压为750-1500V(高温)、1000-2000V(室温)，电阻率(20℃)≤0.017241Ωmm2/m。
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