雲鋁股份核心專利之一淺析

名稱：一種高強度合金圓鋁桿及其生產方法

發明人：李永平; 劉志祥; 和玉光; 田光輝; 呂國璽; 羅建華; 張曉群; 陳曉雲; 陳金花; 木群花; 趙麗琴

法律狀態：有權

技術要點：一種高強度合金圓鋁桿及其生產方法。在熔爐中加入含量為99.5％以上的鋁液，溫度控制在760～800℃之間；添加硅、鎂金屬和鐵劑，含量控制為Si≤0.6％、Mg：0.3-0.9％、Fe≤0.3％；配製好的鋁溶體，用氮氣將粉末精鍊劑吹入熔體中精鍊處理，精鍊劑用量為1.2公斤/噸，通入氮氣壓力為0.05-0.4MPa，從而獲得純潔度較高的鋁溶體；經過靜置處理的鋁熔體進行連鑄連軋：澆鑄前，在溜槽中以150mm/分鐘的速度加入鋁鈦硼絲對鋁溶體進行在線晶粒細化處理；軋制好的線材經霧化淬冷通道進行固溶強化處理。

現有技術：目前製作電線電纜主要採用純鋁電工圓鋁桿加工而成，由於純鋁電工圓鋁桿強度低，抗拉強度≤140MPa，在製作電線電纜時通常都要加鋼芯形成綱芯鋁絞線，這將會使電線電纜自重增加、電阻增大、耐腐蝕性降低，導致電杆負重增加、線路損耗加大、壽命縮短，不利於實現大跨距、高運載能力的高壓輸電。高強度合金鋁導線具有耐熱性好、載流量大的特點，在高壓、超高壓、和及以下電壓級的母線上使用能減少材料消耗，節省投資，同時簡化母線結構，減母線上的金屬接頭，提高運行的可靠性，因此在發電和輸變電領域有著廣闊的使用前景。特別是2008年的南方冰凍災害之後，國家發改委提出了對電網升級改造的步伐，高強度合金圓鋁桿可以在高壓輸電線上使用，對於城市網路增容的改造和重冰區的線路以及城郊狹窄走廊內的線路也具有較好的優勢。所以，高強度合金圓鋁桿產品越來越受到電力系統的重視，現在電網網架建設在大跨越工程、重冰區及高載流量線路都逐漸趨向於採用高強度鋁合金導線。

高強度合金圓鋁桿的主要性能指標為：電阻率≤35nΩ·m、抗拉強度≥150MPa、延伸率≥10％。但是國內成熟且產業化生產高強度合金圓鋁桿的廠家尚不存在，即使是目前國內裝備水平最高的圓鋁桿生產線就是包頭鋁業公司2005年從義大利Continuus公司引進的和中鋁貴州分公司2002年從鎂國南方線材公司(Southwire)引進的兩條連鑄連軋生產線，由於設備引進時沒有採購合金配方技術，後期也沒有對高強度合金圓鋁桿生產工藝進行深入研發，故都無法生產高強度合金圓鋁桿，只能在市場上提供純鋁電工圓鋁桿產品。為此我公司決定於2008年年底從義大利Continuus公司引進Properzi連鑄連軋機組，致力於高強度合金圓鋁桿的開發、研究。

有益效果：(1)原料用高品質鋁液，熔煉過程中關鍵是控制熔煉溫度，減少合金元素的損耗。

(2)控制添加硅、鎂、鐵等元素時，充分考慮其燒損量，選擇了合適的目標值。

(3)硅、鎂、鐵等元素加入時，採用先加入硅和鐵，待完全溶解后，適當降低熔煉溫度，再加入純金屬鎂，硅、鎂、鐵等元素在溶解過程中，採用電磁攪拌器進行攪拌，減少了金屬的偏析。

(4)澆鑄過程中進行了在線品粒細化、在線除氣和二級過濾除渣，同時控制結品器冷卻水的分佈，使其獲得品粒度較好，氣渣含量較低的均勻鑄坯。

本發明的Al-Si-Mg合金圓鋁桿與普通純鋁電工圓鋁桿相比，其抗拉強度提高了56.5％，最大可達64.6％；相應的伸長率增加了200％，最大可達228％；而電阻率只升高28％。

引證情況：