電線電纜1-12講中文

1、前言 電線電纜是輸送電力、傳遞信息和制造各種電機(jī)電器不可缺少的重要器材。 由電站發(fā)出的電能通過(guò)架空輸電線、電力電纜聯(lián)結(jié)各種電壓級(jí)的變電配電站, 送到各個(gè)工礦企業(yè)和城市、農(nóng)村居民點(diǎn)等用電單位。在工礦企業(yè)等內(nèi)部又經(jīng)過(guò)母線、架空輸電線、電力電纜、絕緣電纜及各種連接線將電能輸送到車間、礦區(qū)的每一臺(tái)用電設(shè)備和用電器具上。這一系列的電線電纜把電站、變電配電站和所有的用電單位連接起來(lái)，組成一個(gè)電能的傳輸和分配系統(tǒng)，即電力系統(tǒng)。同樣，通過(guò)各類高、低頻的長(zhǎng)途通信電纜、市內(nèi)電話電纜、光纖電纜、電視廣播和控制信號(hào)線路，在全國(guó)各地區(qū)、各單位之間以及每個(gè)單位內(nèi)部傳輸各種通信信號(hào)電能，組成了一個(gè)通信信號(hào)傳遞系統(tǒng)?？傊?，凡

2、是生產(chǎn)和應(yīng)用電能的場(chǎng)合一般都離不開(kāi)電線電纜。隨著電氣化和自動(dòng)化的不斷發(fā)展，電線電纜在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中將發(fā)揮它日益巨大的作用。我國(guó)于上世紀(jì)的30年代末期引進(jìn)英國(guó)的電纜制造技術(shù)和裝備。自80年代起，從國(guó)外引進(jìn)了大量電線電纜制造技術(shù)和裝備，為中國(guó)電纜工業(yè)的騰飛創(chuàng)造了條件。第一講 電線電纜的分類電線電纜產(chǎn)品種類很多。根據(jù)產(chǎn)品的性能、結(jié)構(gòu)和制造工藝，并結(jié)合產(chǎn)品的使用特點(diǎn)，可將所有電線電纜產(chǎn)品分為五大類。（一）裸電線與裸導(dǎo)體制品：指僅有導(dǎo)體，而無(wú)絕緣層的產(chǎn)品，其中包括銅、鋁等各種金屬和復(fù)合金屬圓單線、各種結(jié)構(gòu)的架空輸電線用絞線、軟接線、型線和型材。參照公司樣本裸電線中全鋁絞線（）、鋼芯鋁絞線（）、全鋁

3、合金導(dǎo)體（）、鋼芯鋁合金絞線（）、鋁包鋼絞線和鋁包鋼芯鋁絞線（）和鋁包鋼芯鋁合金絞線。（二）電磁線：通過(guò)以電流產(chǎn)生磁場(chǎng)所用的電線稱為電磁線，其中包括漆包線、纖維繞包線、無(wú)機(jī)絕緣線等。（三）電力電纜：在電力系統(tǒng)的主干線路中用以傳輸和分配大功率電能的電纜產(chǎn)品，基本包括1千伏到330千伏及以上各種電壓等級(jí)、各種絕緣的電力電纜。參照公司樣本電力電纜中聚氯乙烯(PVC)絕緣電力電纜、交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣電力電纜、架空電纜和地下配電電纜(URD)。（四）通信電線電纜：傳輸音頻及音頻以上的各種電訊信息用的電線電纜產(chǎn)品，其中包括市內(nèi)電話電纜、長(zhǎng)途對(duì)稱通信電纜、同軸通信電纜和光纖電纜等。在電話通信中光纖電

4、纜被證明是一個(gè)重大的突破。在1960年科學(xué)家首先制成激光。電話的研究者們不是利用光去看，而是想法利用光去通信。也就是說(shuō)，他們想把光用于同無(wú)線電波一樣的目的，即用來(lái)傳輸電話通話、電視節(jié)目和數(shù)據(jù)信息。（五）電氣裝備用電線電纜：從電力系統(tǒng)的配電點(diǎn)把電能直接傳遞到各種用電設(shè)備、器具的電源連接線路用的電線電纜。其中包括橡套軟電纜、控制和信號(hào)電纜、汽車用電線、機(jī)車車輛用電線電纜、礦用電纜、船用電纜、油礦及探測(cè)電纜等。參照公司樣本橡皮絕緣電纜、船用電纜、建筑用電纜和控制電纜。第二講 電線電纜的各種性能電線電纜產(chǎn)品應(yīng)用于不同的場(chǎng)合，因此性能要求是多方面的，非常廣泛的。從整體來(lái)看，其主要性能可綜合為下列各項(xiàng)：1

5、. 電性能導(dǎo)電性能大多數(shù)產(chǎn)品要求有良好的導(dǎo)電性能，個(gè)別產(chǎn)品要求有一定的電阻范圍。電絕緣性能絕緣電阻、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、耐電壓特性等。傳輸特性指高頻傳輸特性、防干擾特性等。2. 機(jī)械性能：指抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、彎曲性、彈性、柔軟性、耐振動(dòng)性、耐磨耗性以及耐沖擊性等。3. 熱性能：指產(chǎn)品的耐溫等級(jí)、工作溫度、電力傳輸用電線電纜的發(fā)熱和散熱特性、載流量、短路和過(guò)載能力、合成材料的熱變形性和耐熱沖擊能力、材料的熱膨脹性以及浸漬和涂層材料的滴落性能等。4. 耐腐蝕和耐氣候性能：指耐電力腐蝕、耐生物和細(xì)菌侵蝕、耐化學(xué)品（油、酸、堿、化學(xué)溶劑）侵蝕、耐鹽等、耐光、耐寒、耐霉以及防潮性能等。5. 老化性能：指

6、在機(jī)械應(yīng)力、電應(yīng)力、熱應(yīng)力以及其他各種外加因素的作用下，或外界氣候條件作用下，產(chǎn)品及其組成材料保持其原有性能的能力。6. 其他性能：包括部分材料的物性（如金屬材料的硬度、蠕變，高分子材料的相容性）以及產(chǎn)品的某些特殊使用特性（如不延燃性、耐原子輻射、防蟲(chóng)咬、延時(shí)傳輸，以及能量阻尼等）。第三講 電線電纜產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn) (I)在改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和發(fā)展新品種時(shí)，必須充分考慮電線電纜產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)，這些生產(chǎn)特點(diǎn)主要是：1. 原材料用量大，種類多，要求高。電線電纜產(chǎn)品性能的提高和新產(chǎn)品的發(fā)展，與選擇適用的原材料以及原材料的發(fā)展和改性有著密切的關(guān)系。2. 工藝范圍廣，專用設(shè)備多。電線電纜產(chǎn)品在生產(chǎn)中要涉及到多種

7、專業(yè)的工藝，而生產(chǎn)設(shè)備大部分是專用的。在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中采用合適的裝備和工藝條件，嚴(yán)格進(jìn)行工藝控制，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量的提高，起著關(guān)鍵作用。3. 生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)性強(qiáng)。電線電纜產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程大部分是連續(xù)的。因此，設(shè)計(jì)合理的生產(chǎn)流程和工藝布置，使各工序生產(chǎn)計(jì)劃協(xié)調(diào)，并在各工序中加強(qiáng)半制品的中間質(zhì)量控制，這對(duì)于確保產(chǎn)品質(zhì)量，減少浪費(fèi)，提高生產(chǎn)效率都是十分重要的。第四講 電線電纜產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)()1. 原材料用量大我想您不知道全國(guó)的電纜廠每年要用掉多少噸銅？我想您不知道全國(guó)有多少家電纜廠？我想您不知道全國(guó)的電纜廠每年要進(jìn)口多少噸銅？答案是:全國(guó)的電纜廠每年要用掉300萬(wàn)噸銅。全國(guó)有五十家左右大型的電纜廠和

8、4000家左右中小型電纜廠。全國(guó)的電纜廠每年要進(jìn)口100萬(wàn)噸銅。 從這些數(shù)字可以看出電線電纜產(chǎn)品用銅量是多么的驚人，而銅只是電線電纜所用的主要原材料之一，除此之外，電線電纜還要使用其他許多的原材料。有一家大型的電纜廠，年產(chǎn)值50億元，每年銅的消耗量是5萬(wàn)噸，而現(xiàn)在的銅每噸6萬(wàn)元，總共是30億元，占其總產(chǎn)值的60%。另外，每年塑料和橡膠的用量是5000噸，每噸10000元，總共是5000萬(wàn)元，占其總產(chǎn)值的10%，當(dāng)然還要使用大量其他的原材料，如鋁、銅、錫、玻璃纖維帶和化工材料等，據(jù)保守的估算，電線電纜原材料在其成本中占百分之九十?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，電線電纜是一種材料密集型的產(chǎn)品。由于使用大量的原

9、材料，電線電纜的價(jià)格主要取決于原材料的成本。由于工序繁多，勞動(dòng)強(qiáng)度高，勞動(dòng)環(huán)境差，電線電纜還是一種勞動(dòng)密集型的產(chǎn)品。當(dāng)然隨著新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和自動(dòng)化程度的提高，開(kāi)發(fā)了一些高科技的產(chǎn)品，如光纖電纜。光纖電纜是在通信電纜中重大的技術(shù)突破，它根本不用銅，二根細(xì)小的光纖足以代替二千對(duì)銅芯電話電纜。在電力電纜發(fā)面，雖然超高壓充油電纜和高壓交聯(lián)聚乙烯電纜在其生產(chǎn)工藝的控制上已經(jīng)達(dá)到先進(jìn)的水平，但是其導(dǎo)體還是需要使用大量的銅和鋁。當(dāng)前只有低溫超導(dǎo)電纜不使用銅而用稀有金屬作為導(dǎo)體。它是根據(jù)特種的稀有金屬在氦冷卻至零下100時(shí)，電阻接近零的現(xiàn)象開(kāi)發(fā)的。雖經(jīng)多年研究，這種電纜還只是在實(shí)驗(yàn)室中使用，要達(dá)到商業(yè)用途還有很

10、長(zhǎng)的一段路要走。但是，如果在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上被證明是可行的話，這種電纜可能是電力電纜的一個(gè)重大突破。第五講 電線電纜產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)（）2. 原材料種類多電線電纜產(chǎn)品所用的原材料種類繁多，有各種金屬、塑料、橡皮和化工材料等。電線電纜的主要結(jié)構(gòu)元件，如導(dǎo)體、內(nèi)屏蔽層、絕緣層、外屏蔽層、墊層、內(nèi)護(hù)層、鎧裝層和外護(hù)層使用不同的原材料，而一個(gè)結(jié)構(gòu)元件又可使用同一種類的不同的原材料，這樣造成原材料的數(shù)量越來(lái)越多。A. 導(dǎo)體銅和鋁主要被用作電線電纜導(dǎo)體。為了增強(qiáng)抗拉強(qiáng)度，鋁合金被用作導(dǎo)體。鋁合金的種類很多，具有不同的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能。目前廣泛使用的是熱處理型鋁鎂硅合金和非熱處理型鋁鎂合金。銅包鋁線、銅包鋼線

11、和鋁包鋼線同樣具有較高的抗拉強(qiáng)度，也被用作為電線電纜的導(dǎo)體。為了防止腐蝕和幫助焊接，在電線電纜的銅導(dǎo)電線芯或銅屏蔽線上往往要鍍上一層1.5-15微米厚的錫層，這就是鍍錫銅線。用于同樣目的的還有鍍銀銅線和鍍鎳銅線。除此之外，用于測(cè)量溫度的熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線使用鐵/康銅合金、鉻鎳合金和鎳鋁合金，以及鉑、銠和錸等金屬作為導(dǎo)體。B. 絕緣層對(duì)絕緣層的設(shè)計(jì)要求是：1、工藝上可以做到的最小厚度2、又必須有足夠的厚度以承受機(jī)械應(yīng)力3、擊穿場(chǎng)強(qiáng)油浸紙絕緣電纜使用了將近一個(gè)世紀(jì)。隨著新型合成材料的不斷問(wèn)世，油紙絕緣在低壓領(lǐng)域已被淘汰。代之而起的是聚氯乙烯、低密度聚乙烯、聚四氟乙烯、交聯(lián)聚乙烯、熱彈性體、乙丙膠、三元

12、乙丙膠、硅橡膠和丁基橡膠。這些材料被使用在不同的電壓、溫度和用途的電線電纜中。最先得到廣泛使用的是聚氯乙烯、聚乙烯和氯丁橡膠等。自上世紀(jì)六十年代以來(lái)，交聯(lián)聚乙烯和乙丙橡膠等異軍突起，用量日益增大。氟塑料系列被用于高溫導(dǎo)線和航空導(dǎo)線。主要的品種有聚四氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-三氟乙烯共聚物和聚三氟乙烯等。其中聚四氟乙烯的耐溫等級(jí)高達(dá)260。C. 內(nèi)外屏蔽層為了均勻電場(chǎng)，防止局部放電，中壓及高壓電纜都應(yīng)有導(dǎo)體及絕緣屏蔽，即稱為半導(dǎo)體內(nèi)外屏蔽層。一般的半導(dǎo)體料是聚乙烯與碳黑的混合物，后又開(kāi)發(fā)了乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯丙烯單體等屏蔽料。D. 鎧裝層顧名思義

13、，鎧裝層是電纜的機(jī)械保護(hù)層。金屬鎧裝層直接包覆在電纜的成纜線芯外。普通的鎧裝層由鋼帶和鋼絲組成。近年來(lái)，廣泛采用聯(lián)鎖式鋼帶或鋁帶鎧裝、皺紋式銅合金或青銅合金管或光滑的或皺紋式鋁合金管。E. 內(nèi)外護(hù)層在鎧裝層的下面和上面各有內(nèi)外護(hù)層，各自對(duì)電纜的成纜線芯和鎧裝層進(jìn)行保護(hù)。內(nèi)外護(hù)層的材料是聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丁腈/聚氯乙烯、氯丁膠、氯磺化聚乙烯、熱彈性體、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯、低密度阻燃聚乙烯、高密度阻燃聚乙烯和交聯(lián)聚乙烯等。綜上所述，電線線纜產(chǎn)品所用的原材料可謂五花八門，不勝枚舉。根據(jù)不同的溫度、電壓和用途，可以使用不用的原材料。以MC電纜為例，它的導(dǎo)體有銅導(dǎo)體、銅包鋁導(dǎo)體、

14、鋁合金導(dǎo)體、軟退火銅導(dǎo)體、實(shí)心鋁導(dǎo)體和半退火8000系列鋁導(dǎo)體。它的絕緣層有熱塑性和熱固性絕緣材料等20多種，如四氟乙烯與六氟丙烯共聚物等，耐溫等級(jí)75-200，電壓600V-2000V。它的護(hù)層有氯丁橡膠等十種。鎧裝層有聯(lián)鎖鋼帶等六種。第六講 電線電纜產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備（）如果您方便的話，您不妨去參觀一家電纜廠。我一直在一家電纜廠工作，直到最近才退休。我覺(jué)得我應(yīng)該向您介紹一下電線電纜產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備。您也許在電視上看到過(guò)汽車制造廠。一個(gè)看上去像鋼骨架的汽車框架被放在移動(dòng)的平臺(tái)上。移動(dòng)的框架經(jīng)過(guò)工人們時(shí)，每個(gè)工人裝上一個(gè)部件。當(dāng)汽車到達(dá)生產(chǎn)線終端時(shí)，就已經(jīng)裝配好了。油，汽油和水加好后，汽車就可以開(kāi)走

15、了。電纜廠完全是另外一回事。您一走進(jìn)車間，好像所有的東西都在旋轉(zhuǎn)，放線盤、絞籠、收線盤都在旋轉(zhuǎn)。參觀時(shí)間長(zhǎng)了，您會(huì)覺(jué)得頭暈?zāi)垦?。每臺(tái)電纜制造設(shè)備主要由四個(gè)部份組成。放線部分，線材毛坯從此進(jìn)入工作部分。工作部分，在該部分中進(jìn)行工藝加工，如扭絞、擠包絕緣層或外護(hù)層等。牽引部分，加工好的電線或電纜由該部分以固定的線速度從工作部分拉出。收線部分，加工好的電線或電纜被卷繞在收線部分的線盤上。收線部分裝有排線機(jī)構(gòu)。每臺(tái)設(shè)備都有電機(jī)和齒輪組成的傳動(dòng)裝置。機(jī)械傳動(dòng)裝置完成均勻的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。電纜設(shè)備主要通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)齒輪和皮帶輪而傳動(dòng)的。在電纜設(shè)備的動(dòng)力圖上注明電機(jī)的轉(zhuǎn)速和齒輪的數(shù)目，以此可以調(diào)節(jié)設(shè)備的轉(zhuǎn)速和

16、線速度。既是電纜制品通過(guò)設(shè)備的速度，以米/分鐘表示，從而得出每班的生產(chǎn)量，以公里/班表示。電纜設(shè)備有臥式和立式之分，臥式一般是單頭的，如單頭拉絲機(jī)，而立式是多頭的，如4頭立式紙包機(jī)，每一頭有一套收、放線、牽引和工作部分，而多頭往往有多套裝置。為了減少工序、內(nèi)部運(yùn)輸、工藝周期和生產(chǎn)面積，有些設(shè)備被聯(lián)合成一個(gè)機(jī)組，一個(gè)機(jī)組只需要一套收、放線、牽引和工作部分。絞線-紙包機(jī)、鎧裝-護(hù)層機(jī)和連續(xù)硫化機(jī)屬于這樣的機(jī)組。電纜制品的線材毛坯、半制品和成品被分別繞在線盤上。線盤由木材、鋼和鋼木結(jié)構(gòu)組成。線盤的兩面各有一塊側(cè)板，中間是筒體。第七講 電線電纜產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備（）一家大型的電纜廠，生產(chǎn)、試驗(yàn)設(shè)備有上千臺(tái)

17、，大的和小的,高的和低的，長(zhǎng)的和短的，但是并非廠里所有的人都熟悉這么多的設(shè)備，沒(méi)有一年半載的時(shí)間，您不可能對(duì)他們有初步的了解。一家大型電纜廠的生產(chǎn)以銅桿和鋁桿開(kāi)始。銅桿和鋁桿的原材料是銅錠、電解銅和鋁錠，他們由冶煉廠供應(yīng)，或者從國(guó)外進(jìn)口。電纜工業(yè)是用銅大戶，每年要進(jìn)口一百萬(wàn)噸左右才能滿足需要。A.連鑄連軋?jiān)O(shè)備是目前生產(chǎn)銅桿的主要設(shè)備。最著名的有三種，即意大利Properzi系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱CCR系統(tǒng)；美國(guó)的Southwire系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱SCR系統(tǒng)，以及德國(guó)的Krupp系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱Contirod。此三者在原理上基本相同，工藝上也大同小異，其差異主要在鑄機(jī)和軋機(jī)的形式和結(jié)構(gòu)上。以SCR系統(tǒng)為例，主要由豎爐

18、、澆鑄機(jī)、八個(gè)精軋機(jī)架和繞桿機(jī)組成。最大的軋制速度為23m/s，最大軋制能力為40t/h，最小銅桿直徑8mm。另一種是芬蘭Outokumpu公司生產(chǎn)的上引法連續(xù)澆鑄機(jī)，用于制造無(wú)氧銅桿。它主要由以下部分組成：1. 預(yù)熱爐，用于電解銅的預(yù)熱。2. 熔化爐，為工頻感應(yīng)電爐3. 保溫爐，其作用是控制石墨坩堝中銅液的高度。4. 鑄造設(shè)備，用于鑄造銅桿。5. 軋機(jī)，軋制銅桿，6. 繞桿機(jī)，將軋制后的銅桿繞制成圈。銅桿直徑712mm，年產(chǎn)量6萬(wàn)噸。B.鋁桿連鑄連軋機(jī)。所生產(chǎn)的電工鋁導(dǎo)體主要用作：1. 架空導(dǎo)線、裸鋁絞線或鋼芯鋁絞線，作輸、配電之用。2. 電線電纜的導(dǎo)電線芯，都由軟或半軟鋁線制成。鋁桿連鑄連

19、軋機(jī)類似Properzi系統(tǒng)，主要有豎爐、保溫爐、鑄輪、熱軋機(jī)和繞桿機(jī)組成。9.5mm鋁桿的軋制速度為9m/s，生產(chǎn)量為6t/h。鋁桿的生產(chǎn)流程如下：鋁錠在豎爐中熔化，熔化后鋁水流入保溫爐，從保溫爐流入鑄輪，鑄輪是一個(gè)直徑1.5米的有槽的輪子，并有密封的金屬帶。鑄輪也稱為結(jié)晶輪。鋁水在槽內(nèi)結(jié)晶成形，并進(jìn)入三輥式（Y型）熱軋機(jī)，經(jīng)15道熱軋成所要求的鋁桿。C.拉絲機(jī)拉絲機(jī)的基本原理是將金屬桿（銅、鋁）通過(guò)孔徑逐級(jí)減小的圓形或異形模子。在拉伸過(guò)程中，被拉金屬前端要加拉力，從而坯料截面減小，成品長(zhǎng)度增加?，F(xiàn)代模子材料主要是碳化鎢硬質(zhì)合金、金剛鉆石及人造聚晶鉆粒。拉絲潤(rùn)滑液。線及線模的潤(rùn)滑是拉絲工藝中

20、應(yīng)注意的問(wèn)題之一。拉絲潤(rùn)滑液要有良好的潤(rùn)滑性，要保證線與線模間的摩擦最小，要能清除線材表面、拉線?？准袄z機(jī)上的油污、銅粉、并要求對(duì)人體無(wú)刺激性，對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕作用。拉銅線的潤(rùn)滑液主要由不同成分的油水乳濁液制成。其中的水溶性油開(kāi)始是磺化植物油（菜油、蓖麻油），現(xiàn)在一般代以皂化合成脂肪酸。大、中拉用的潤(rùn)滑液的配方為：機(jī)油（20）號(hào)合成脂肪酸氫氧化鈉石油磺酸鈉小拉機(jī)則用優(yōu)質(zhì)香皂液和中性肥皂的乳化液。在大拉機(jī)上拉鋁桿，一般采用礦物油加若干添加劑，其配方為：汽缸油工業(yè)豬油鯨腦油聚異丁烯羊毛脂第八講 電線電纜產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備（）根據(jù)所要求的線材的規(guī)格，拉線機(jī)可分為大拉機(jī)、中拉機(jī)和小拉機(jī)?；旧?，各種拉線機(jī)由

21、一系列硬質(zhì)合金?；蜚@石模組成。銅桿或鋁桿在由拉線機(jī)中的一組錐形輪拉過(guò)這些模子的過(guò)程中縮小了直徑。拉線機(jī)又可分為滑動(dòng)式和非滑動(dòng)式兩種。一般表面強(qiáng)度較高的線材（如銅線）采用滑動(dòng)式拉線，而較低的（如鋁線）采用非滑動(dòng)式拉線。當(dāng)前，由于潤(rùn)滑的改進(jìn)，鋁線也已大量采用滑動(dòng)式拉線工藝。電纜工業(yè)用的拉制銅線滑動(dòng)式拉線機(jī)，根據(jù)線材粗細(xì)可拉制八個(gè)等級(jí)的銅線。拉鋁線一般只分為大拉、中拉兩級(jí)。1.當(dāng)代鋁導(dǎo)線制造工藝鋁導(dǎo)線大部分用作架空導(dǎo)線（裸鋁絞線或鋼芯鋁絞線），電力電纜和絕緣布電線的導(dǎo)電線芯。前者為硬鋁線，后者為軟或半軟鋁線。單股圓鋁線截面都在1mm2或1.5mm2以上。只須用大拉機(jī)或大、中拉機(jī)就可拉制所有規(guī)格的圓鋁

22、線。用作電力電纜導(dǎo)電線芯的單根扇形線可以由壓鋁機(jī)擠壓成形或連鑄連軋機(jī)熱軋成形（必要時(shí)通過(guò)一兩道冷拉）。單扇形線截面一般做到240 mm2或300 mm2。(1) 硬鋁圓單線的生產(chǎn) 當(dāng)前，硬鋁圓單線的拉制多采用臥式大拉機(jī)，以9.5mm連鑄連軋鋁桿為進(jìn)線。鋁桿在大拉機(jī)上通過(guò)10個(gè)模子拉到出線直徑2.3mm，基本上包括了所需硬鋁單線的所有規(guī)格。(2)軟及半軟鋁線的生產(chǎn) 半軟圓鋁線一般都作為0.75-9.5 mm2的布線線芯之用。單線直徑為0.97-2.73mm，需要軟化和半軟化。拉制在中拉機(jī)上進(jìn)行，一般以3.0mm的大拉線為進(jìn)線。它的生產(chǎn)工藝如下：鋁大拉、連續(xù)軟化、連續(xù)成盤或成捆收線，線徑3.0mm

23、左右；中拉3-4道，拉至成品前一道，截面縮減率20-25%；連續(xù)全軟化，出線溫度約340；在冷卻潤(rùn)滑液下拉一道至成品尺寸?，F(xiàn)代鋁線控制設(shè)備有的配備連續(xù)退火裝置。臥式鋁大拉機(jī)的最快線速度可達(dá)38m/s，可以做到不停車連續(xù)收線。這種大拉機(jī)的結(jié)構(gòu)與銅大拉機(jī)基本相似。并非所有的鋁大拉機(jī)都配備有連續(xù)退火裝置，這些鋁大拉機(jī)須停車換盤，其生產(chǎn)效率僅為現(xiàn)代鋁大拉機(jī)的四分之一。鋁線表面易于氧化結(jié)成一層薄膜，如果用接觸法連續(xù)軟化，鋁線與接觸輪間易于發(fā)生火花，燒斷鋁線。鋁線連續(xù)軟化一般采用工頻或中頻感應(yīng)連續(xù)加熱法。加熱溫度350-400，退火線速度可達(dá)20-25m/s。用高速滑動(dòng)式大拉機(jī)拉制鋁線必須考慮采用適宜的潤(rùn)

24、滑劑。潤(rùn)滑劑一般采用礦物油加適當(dāng)?shù)奶砑觿?，以增?qiáng)與鋁桿的附著力，從而降低被拉鋁線與錐形輪之間的摩擦系數(shù)。拉制鋁線時(shí)有不少鋁屑浮游在潤(rùn)滑油中，對(duì)拉線質(zhì)量和線模壽命有不良影響。這種浮游物應(yīng)用帆布真空過(guò)濾濾去。采用優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑劑后，碳化鎢模的正常使用壽命為每塊能拉制4500km鋁線。第九講 電線電纜產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備（）2.當(dāng)代銅導(dǎo)線制造工藝（1）傳統(tǒng)銅導(dǎo)線拉制設(shè)備作為銅導(dǎo)體單線、絞線或束線所用圓銅單線都用滑動(dòng)式多模拉伸工藝生產(chǎn)。當(dāng)前仍在廣泛使用滑動(dòng)式多模銅拉線機(jī)。按成品尺寸不同，可分為重拉、大拉、中拉、小拉及細(xì)拉機(jī)五種，而拉制的線材按直徑的不同，可分為八級(jí)，從16毫米到0.01毫米。模子的數(shù)量從最少的五個(gè)

25、到最多的十九個(gè)。重拉機(jī)主要用來(lái)加工扁線。傳統(tǒng)的九?；蚴ｃ~大拉機(jī)采用雙排錐形輪結(jié)構(gòu)，拉制速度不超過(guò)17米/秒。其它傳統(tǒng)的中、小及細(xì)拉機(jī)一般是單排或雙排錐形輪結(jié)構(gòu)。（2）當(dāng)代拉線新工藝當(dāng)前銅線生產(chǎn)技術(shù)有不少新的進(jìn)展，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。運(yùn)用這些新技術(shù)，可以做到拉線連續(xù)化，大拉平均斷頭率達(dá)每50噸一次，小時(shí)平均產(chǎn)量2.5噸以上。中小拉生產(chǎn)效率可以提得更高。這些新技術(shù)歸納起來(lái)有：a. 采用高質(zhì)量連鑄連軋銅桿為臥式大拉機(jī)進(jìn)料桿，大捆放線（每捆可達(dá)五噸），聚晶模拉線-連續(xù)軟化，成盤或成捆連續(xù)收線。斷頭率可以做到每50噸一次。臥式銅大拉機(jī)，拉線速度約為2530米/秒。一臺(tái)大拉機(jī)二班生產(chǎn)2.53.0

26、毫米軟線，年產(chǎn)量可達(dá)萬(wàn)噸以上。b. 中、小拉線機(jī)的高速化。近年來(lái)，中、小拉機(jī)高速拉線在技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。國(guó)外市場(chǎng)上出現(xiàn)了一些拉線速度達(dá)63米/秒，甚至80米/秒的中、小拉線機(jī)。但是，國(guó)外多數(shù)電纜廠采用的中、小拉機(jī)的拉線速度實(shí)際均在35-40米/秒左右。高速拉線，除了對(duì)拉線模、線盤動(dòng)平衡和潤(rùn)滑乳濁液等有特殊要求外，拉線機(jī)本身的設(shè)計(jì)也急需改進(jìn)。因此，幾年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐證明，由于高速拉機(jī)對(duì)各種輔助條件（銅線材質(zhì)、拉線模、線盤、乳濁液等）的要求很高，單機(jī)生產(chǎn)率的提高并沒(méi)有在經(jīng)濟(jì)上帶來(lái)多大的好處。c. 中、小拉機(jī)多線中速拉制。國(guó)外最近發(fā)展起來(lái)的多頭中、小拉線系統(tǒng)很值得注意。在這些拉線機(jī)上，視線

27、徑的大小，可28根同時(shí)進(jìn)行中速拉線。中、小拉機(jī)的拉線速度一般為25-30米/秒，折合單線線速可達(dá)200-240米/秒。由于單根的拉線速度不高，斷線機(jī)會(huì)大為減小。由于軟線線芯生產(chǎn)大量增加，帶有連續(xù)退火及成束收線的多線中、小拉機(jī)當(dāng)前得到迅速發(fā)展。在多頭拉線機(jī)中，由于各根線的斷線機(jī)會(huì)不一致，拉線的根數(shù)愈多，效率就愈低。一般來(lái)說(shuō)，8頭拉線機(jī)的效率要比4頭拉線機(jī)低15%-20%。如果銅線材質(zhì)良好，4頭拉線機(jī)的班產(chǎn)機(jī)效可達(dá)80-90%，并不低于目前的高速單頭拉線機(jī)，而其產(chǎn)量可提高數(shù)倍。以4頭拉線機(jī)為例，以30米/秒的速度拉制0.20毫米銅線時(shí)，即相當(dāng)于120米/秒的拉線速度，即一臺(tái)4頭拉線機(jī)相當(dāng)于兩臺(tái)高速

28、拉線機(jī)（線速度60米/秒）。一臺(tái)4頭拉線機(jī)的產(chǎn)量是一臺(tái)高速拉線機(jī)的兩倍。一臺(tái)4頭拉線機(jī)的小時(shí)理論產(chǎn)量可達(dá)120公斤，考慮機(jī)效，亦可達(dá)到每小時(shí)100公斤左右的產(chǎn)量。當(dāng)采用800毫米收線盤時(shí)，容量為800公斤時(shí)，即可做到8小時(shí)內(nèi)不換盤。d.連續(xù)收線和靜盤收線。當(dāng)前大-中拉線已采用連續(xù)收線，在大拉機(jī)上已有連續(xù)退火、連續(xù)成盤或成捆收線。在中、小拉機(jī)上還可用靜盤連續(xù)收線，大大地提高了生產(chǎn)效率。第十講 電線電纜產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備 （）銅線鍍錫電線電纜的銅導(dǎo)電線芯或銅線屏蔽線上往往要鍍上一層1.515µm厚的錫層。其目的，一是防止腐蝕，特別是防止銅與絕緣間的腐蝕作用；二是幫助焊接。銅線鍍錫有熱鍍和電鍍

29、兩種工藝。當(dāng)前主要采用電鍍，在不少情況下熱鍍?nèi)栽谑褂谩?.銅線熱鍍錫(1)銅線表面清潔處理。銅比較容易為錫液所浸潤(rùn)，光亮退火的銅線，在正常生產(chǎn)中，可以直接通過(guò)熔劑槽后進(jìn)入鍍錫槽。氧化鋅水溶液是銅線熱鍍錫的常用熔劑。在銅線進(jìn)入錫槽前要把多余熔劑盡量擦除。(2)熱鍍錫工藝。所用鍍層金屬有兩大類，純錫和合金錫，主要介紹純錫熱鍍工藝。純錫的錫含量約為99.85% ，熔點(diǎn)230，比重7.3。熔化錫在錫槽內(nèi)的溫度一般保持在280325。銅線直徑超過(guò)2.5mm時(shí)，槽溫可提高到350。錫槽溫度必須嚴(yán)格控制，溫度太高會(huì)增加錫灰（氧化錫）和錫渣（亦稱硬錫，銅錫合金，熔點(diǎn)較高，沉于槽底）的生成。溫度太低會(huì)使錫層毛糙

30、，或與銅線附著不良。良好的鍍錫工藝必須保證錫層與銅線表面之間形成一連續(xù)的中間合金薄層，其成份一般是銅錫合金，作為錫層與銅基間牢固結(jié)合的媒介。如銅線直徑較粗、錫槽溫度太低、鍍速又過(guò)快，中間層將不易生成，產(chǎn)品將不易通過(guò)曲繞實(shí)驗(yàn)。(3)錫層揩擦及冷卻。鍍錫線從錫槽出來(lái)后要經(jīng)過(guò)揩擦，去除余錫?？练椒▽?duì)錫層厚度和錫層均勻度有很大影響。(4)鍍錫層厚度。銅成品線的錫層厚度視其用途不同而異。為防蝕，應(yīng)厚一些；為焊接，可薄一些；但用作電子工業(yè)接頭的鍍錫銅線，為保證高速度自動(dòng)焊接性能，鍍層厚度有時(shí)高達(dá)8µm；電纜用線錫層厚度一般不超過(guò)5µm（約為360mg/dm2)。近年細(xì)銅線電鍍錫普遍采

31、用“先鍍后拉再連續(xù)退火”的工藝。其方法是以3.01.8mm銅線先經(jīng)電鍍錫作為中、小拉進(jìn)線，拉到0.90.3mm，隨之連續(xù)退火和自動(dòng)下盤。(5)熱鍍錫的純錫消耗。在生產(chǎn)過(guò)程中，錫槽內(nèi)錫的含銅量逐漸增加，原因是粘附在線上的銅粉銅屑帶入錫槽。金屬錫中如含銅量超過(guò)3%時(shí)，錫層表面將出現(xiàn)粗糙。用提高溫度來(lái)消除粗糙將是徒勞的，而且會(huì)得到相反的效果。銅錫合金比重較大，沉在槽底，含銅量超過(guò)規(guī)定時(shí)要加以清理，用鐵漏勺把下沉在槽底的銅錫合金（也叫硬錫或錫渣）扒出，而后配入新錫。槽內(nèi)錫水表面同空氣接觸易于氧化，應(yīng)有覆蓋層或充以保護(hù)氣體減少氧化錫（錫灰）的生成。在熱鍍錫工藝中，錫灰和硬錫的損耗是非常高的，特別是鍍細(xì)線

32、時(shí)，兩者的損耗總和幾乎與錫層耗錫量相等。在熱鍍錫工藝中如何減少及回收和錫灰在經(jīng)濟(jì)上是十分重要的。(6)鍍錫銅線錫層的控制試驗(yàn) 用多硫化鈉試驗(yàn)控制鍍層質(zhì)量有2種方法：鍍錫試樣在4倍直徑的圓柱上繞5圈以上,將此螺旋圈取下浸在苯中洗凈后,浸在標(biāo)準(zhǔn)多硫化鈉的溶液30秒種。取出后用水清洗,經(jīng)肉眼仔細(xì)觀察,無(wú)任何黑點(diǎn)斑痕為合格；一個(gè)不彎曲的試樣,在比重1.186的鹽酸中浸1分鐘后,再在多硫化鈉液中浸30秒種，用肉眼觀察,線上無(wú)黑點(diǎn)斑痕為合格。2.銅線電解鍍錫電解鍍錫是銅線鍍錫工藝中的一項(xiàng)重大突破,它只有到上世紀(jì)70年代初才得到普遍采用，電解鍍錫能提高生產(chǎn)效率。保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高經(jīng)濟(jì)效益已為電纜行業(yè)所公認(rèn)。

33、電解鍍錫生產(chǎn)線中重要的一環(huán)是進(jìn)線處理。進(jìn)線在鍍錫之前必須保持清潔，不染油污，不被氧化，以保證良好的錫層附著和均勻的錫層厚度。為了去除進(jìn)線表面的殘留潤(rùn)滑油脂及其它污穢，可將線來(lái)回地在較濃的堿性洗滌液中沖洗，同時(shí)在線上加以5-10A/dm2的電流密度，再經(jīng)高壓水沖洗及空氣吹干后，線在10%氟硼酸液中酸洗去除表面氧化。經(jīng)化學(xué)清洗后，銅線由牽引輪引導(dǎo)，平行地在電鍍槽中運(yùn)行多次得到鍍錫。電鍍槽中安放有圓柱形的純錫作為陽(yáng)極。以氟硼酸錫為基礎(chǔ)的電介液環(huán)繞陽(yáng)極及銅線循環(huán)流動(dòng)。同時(shí)通過(guò)調(diào)整電流密度和工藝速度，可以制造高質(zhì)量的鍍錫銅線。電鍍電流1600A（10V）時(shí)，鍍1.83.0mm的銅線，最大錫層厚度可達(dá)15

34、µm，最高線速可達(dá)360m/min，電鍍電流也有采用3000A的，線速可增加1倍。電解液由氟硼酸錫、純氟硼酸、硼酸和防氧劑等組成。鍍錫線經(jīng)過(guò)沖洗，干燥后繞在線盤上取樣，進(jìn)行多硫化鈉試驗(yàn)，檢查是否有鍍層缺陷。然后再在有連續(xù)軟化的中拉機(jī)上拉成有光澤的，附著良好的鍍錫銅線。第十一講電線電纜產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備()現(xiàn)代拉伸用線模拉線模是導(dǎo)線制造的重要工具，其所用材質(zhì)的優(yōu)劣及加工制作水平對(duì)拉線工藝影響很大。（一） 線模材料現(xiàn)代線模材料主要是碳化鎢硬質(zhì)合金、金剛鉆石及人造聚晶鉆粒。（1） 碳化鎢線模。1922年，有實(shí)用價(jià)值的碳化鎢硬質(zhì)合金問(wèn)世。30年后，碳化鎢線模在拉線工藝中得到了廣泛的應(yīng)用。其洛氏硬

35、度為90左右。（2） 鉆石模。單晶鉆石是天然晶體中最硬的物體，洛氏硬度100，在19世紀(jì)后期已用作拉線模。鉆石模?？字睆揭话悴怀^(guò)1.0 mm（最大的可達(dá)2.5 mm）。1.01.6mm孔徑的鉆石模坯料重達(dá)1.412.6克拉。在實(shí)際拉線中，最為經(jīng)濟(jì)的配合是拉粗線用碳化鎢模，拉細(xì)線用鉆石模。地球上不少地方或多或少都出產(chǎn)天然鉆石，但可以制成鉆石模的只有少量，約占6%。天然鉆基本上是正六面體，確定鉆石模打孔的取向極為重要。在一塊鉆石晶體中，由于其結(jié)晶方向的不同而耐磨能力不一樣。要很有經(jīng)驗(yàn)才能成功地確定打孔的取向，以保證使用中?？椎膱A正和精確度，以及鉆石模的最長(zhǎng)使用壽命。在鉆石模生產(chǎn)中，可以用X光設(shè)備

36、和極化光顯微鏡來(lái)幫助取向。鉆石模要鑲裝在銅模套內(nèi)，以吸收橫向沖擊力，并保證有良好的熱傳導(dǎo)性。大?？足@石模易于產(chǎn)生裂縫，加上它的磨損不均勻性，往往影響其使用壽命，而且大鉆石價(jià)值昂貴，故鉆石模的經(jīng)濟(jì)限度最大是2.0mm。當(dāng)前在銅拉線中比較經(jīng)濟(jì)的選擇是1.00.8 mm以下一般用鉆石模，而1.0mm以上一般用碳化鎢模。（3）聚晶模。上世紀(jì)70年代中期，線模材料開(kāi)始有了進(jìn)一步突破。早在1953年，石墨人造鉆石在美國(guó)試制成功，現(xiàn)在，世界上不少國(guó)家，包括我國(guó)，都能生產(chǎn)人造鉆石。但至70年代，才用人造鉆石粉末，在高溫高壓下，制成聚晶模芯坯塊。聚晶模有極高的硬度和耐磨性。（二）線模加工和設(shè)備（1）鉆石模加工程

37、序選粒-磨平面-定心-鉆孔-用焊料將模芯鑲在銅套內(nèi)-成品鉆石原粒是完整的多面體結(jié)晶，選用透明度好，無(wú)暇粒子作模子坯料，在磨光機(jī)上磨出兩個(gè)平行面，用激光定心，用超聲波機(jī)鉆透模芯并修整，用焊料將修好的鉆石粒固定在銅模套內(nèi)，制成成品。所用的設(shè)備有：磨光機(jī)、打孔機(jī)、修整定心機(jī)和線模成形機(jī)等。新型的超聲波打孔和拋光機(jī)得到廣泛應(yīng)用。（2）聚晶模加工。聚晶模一般可以用加工大型鉆石模的同樣方法來(lái)加工，但工效甚低，并難作最后拋光。國(guó)外有些工廠開(kāi)發(fā)了聚晶模專用加工設(shè)備?；鸹娢g機(jī)利用聚晶模坯的導(dǎo)電性能，對(duì)其加工，如打孔、成形等（除拋光外），最有效的圓模拋光可用機(jī)械透平拋光機(jī)來(lái)完成。拋光速度每分鐘三萬(wàn)轉(zhuǎn)。用適當(dāng)鉆粒

38、磨料時(shí)，鏡面光澤可在較短時(shí)間得到，比常用超聲拋光工藝加工時(shí)間縮短20%。第十二講我國(guó)成為世界第三電線電纜生產(chǎn)大國(guó)20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)電線電纜行業(yè)獲得高速發(fā)展，成為世界第三電線電纜生產(chǎn)大國(guó)。但是，電線電纜行業(yè)目前仍存在著許多問(wèn)題，與世界先進(jìn)水平還存在著一定的差距。A. 電線電纜制造廠多達(dá)4700多家，是世界上電線電纜企業(yè)最多的國(guó)家。盲目發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重后果，無(wú)氧、低氧銅桿的生產(chǎn)能力已達(dá)到250萬(wàn)-300萬(wàn)噸左右，但是，每年需要量?jī)H占設(shè)備能力的30 %；交聯(lián)電纜設(shè)備生產(chǎn)能力已達(dá)到12萬(wàn)公里以上，但每年僅需3萬(wàn)-4萬(wàn)公里，設(shè)備利用率僅為30%以下。按工業(yè)先進(jìn)國(guó)家觀點(diǎn)，設(shè)備利用率在70%是正常的。我國(guó)十大電纜企業(yè)的產(chǎn)值僅占全行業(yè)的10-11%，而日本七大公司卻占全國(guó)電纜銷