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一、關(guān)鍵技術(shù)與關(guān)鍵設備說明

關(guān)鍵技術(shù)根據(jù)作者多年研究積累的經(jīng)驗，關(guān)鍵技術(shù)為合金配置、精煉除氣、連鑄連軋、熱處理和高速拉線。 · 合金配置是為獲得鋁合金優(yōu)良性能的最基本條件，在合金中添加Mg與Si，形成Mg2Si相，在Mg2Si中，Mg／Si比為1.73，但在生產(chǎn)實踐中難以保持此比例。因此，大部分合金不是含有過量的鎂，就是含有過量的硅。當鎂過剩時，合金抗蝕性好，但強度與成形性能較低；當硅含量過剩，合金強度增高，但成形性能和焊接性能較低，抗晶間腐蝕傾向稍好。 · 精煉除氣使合金線材的塑性增加，也更耐疲勞振動。 · 連鑄連軋是鋁錠變成鋁合金桿的重要工序，為使合金中Mg和Si全部固溶于鋁中，連軋溫度應嚴格控制，過低溫度下軋制，就不能獲得固溶狀態(tài)的冶金組織，產(chǎn)品的力學性能得不到保證。Mg和Si在固溶溫度以上的固溶速度很快，通常只需數(shù)秒鐘。 · 高速拉線工藝，使之能獲得所需的尺寸。 · 人工時效是使針狀Mg2Si非平衡相→棒狀Mg2Si非平衡相→片狀平衡Mg2Si相，從而使線材獲得優(yōu)良的力學性能和電氣性能。人工時效的溫度和時間要精確控制，溫度的偏離過長和過短的時效時間，都不利于獲得線材的優(yōu)良性能。 ⑵ 關(guān)鍵設備說明 · 傾斜式保溫爐 爐體能隨爐內(nèi)鋁合金熔體高度而同步傾斜，以保持放出的鋁合金熔體速度的穩(wěn)定，同時可將爐體內(nèi)的鋁液全部放出，又便于爐子的清理與維護。 · 爐外精煉除氣裝置 鋁合金液體連續(xù)不斷地通過該裝置，全過程進行精煉除氣。 · 連鑄連軋機 具有四面冷卻的連鑄機，使鋁合金成錠后保證連軋過程溫度恒定，并迅速淬火。 · 高速拉線機 速度快，又保證鋁合金線不會被扭傷，拉線產(chǎn)生的熱量有利于時效工藝進行。 · 人工時效爐 連續(xù)式或間歇式，精確的溫度控制和合適的時間，使鋁合金中Mg2Si相析出分布均勻，鋁合金線能獲得良好的力學和電氣性能。 3. 中國導電用鋁合金工廠概況及未來鋁合金工廠的分布預測從六十年代開始，我國便致力于導電用鋁合金的研制工作，盡管以前曾有數(shù)家工廠也從事鋁合金的研制，但目前能向市場成批供貨的只有武漢電線廠、杭州電纜廠、上海鋁線廠三家，今年山東魯能泰山電纜公司也能生產(chǎn)鋁合金線，全國共四家。我國年需輸電線2000年約60萬噸，幾乎都是鋼芯鋁絞線，鋁合金絞線的用量，每年用量只有數(shù)千噸尚不足1萬噸，約占總需求量的1％。然而在國外，法國幾乎所有的輸電線都采用鋁合金，日本超過50％，美國、加拿大等都占有很大比例，即使像印度、孟加拉等發(fā)展中的國家，其用量也較大。我國的電力部門已經(jīng)意識到采用鋁合金導線的種種優(yōu)點，作者預測如果到“十五”末期，2005年輸電線中5％采用鋁合金線的話，那么年需4～5萬噸，目前全國約有2萬噸的生產(chǎn)能力，缺口2～3萬噸，這就是新建工廠的空間。工廠建在何方，規(guī)模多大才合適呢？按預測，首先建設的工廠年產(chǎn)5000噸是合適的，而且隨著市場的發(fā)展，稍加改造便具有年產(chǎn)1萬噸的能力。因此，“十五”期間中國會出現(xiàn)新建鋁合金工廠4～5個。我國將執(zhí)行“西電東送”政策，西南又有鋁，所以在西南地區(qū)（例如貴州或四川）會出現(xiàn)1～2家工廠，西北的甘肅或陜西會出現(xiàn)1家（或者在山西），東部長江流域、上海周邊地區(qū)會形成鋁合金生產(chǎn)的集中地，江蘇的可能性最大，會出現(xiàn)1家，此外東北的遼寧或黑龍江出現(xiàn)1家，廣東也許也會有1家。如果按這樣分布，它的出現(xiàn)是合理的。當然除了電線電纜廠生產(chǎn)鋁合金以外，冶金部門，如鋁廠轉(zhuǎn)過來生產(chǎn)鋁合金線是完全可能的，也許這種轉(zhuǎn)換還會更容易。提出這些設想，僅是作者個人觀點，不希望由此而引起的競相擴大規(guī)模，造成新一輪盲目投資競爭。

二、若干個需要討論的問題

上述鋁合金有種種優(yōu)點，而且國外使用也不少，為什么在中國卻用量不多，直至現(xiàn)在才準備下力氣推廣使用呢？這就是需要討論的問題。

1.鋁合金導線標準鋁合金單線與導線都有標準，問題是電力部門一直希望在單線考核時加入彎曲指標，理由是如果能通過彎曲（4次）的要求時，耐振疲勞也就無問題了。經(jīng)過不斷地改進和努力，現(xiàn)在鋁合金線的彎曲已經(jīng)不成問題，也就消除電力部門對鋁合金線質(zhì)量的擔心，現(xiàn)在鋁合金單線和絞線的標準都與IEC相同，這就是： JB/T 8134-1997架空絞線用鋁鎂硅系合金圓線，它代替了JB/T 8134-1995（原GB 7983-87），等同于IEC 104-1987標準。在此標準中不再像1995年標準提摻入稀土的劃分法，因為合金中摻入微量稀土只是一種工藝措施，所以標準中不明確區(qū)分是否摻入稀土成份，也不規(guī)定合金成份比例，只要求規(guī)定機械和電氣性能。 GB/T 1179-1999圓線同心絞架空導線，它代替了GB 1179-1983和GB 9329-1988，等同于IEC 61089-1991，這就把鋁合金各種形式的絞線包含在標準中，并與IEC標準相一致。鋁合金絞線與鋼芯鋁絞線一樣在標準中列出供選用。

2. 高強度鋁合金推廣的關(guān)鍵問題高強度鋁合金問世以來已有30余年，為何遲遲打不開局面，最主要的是國家的需要與機遇；此外本身的原因是質(zhì)量不穩(wěn)定和價格偏高。隨著技術(shù)的進步和工廠在生產(chǎn)時設備的進一步完善，鋁合金線的質(zhì)量已經(jīng)完全符合標準的要求，與國外產(chǎn)品的質(zhì)量一樣，所以才屢屢中標，出口國外。也由于產(chǎn)量增加，成品率高，價格也逐步下降，進入良性循環(huán)的態(tài)勢。上述二個問題基本上解決后，電力部門又有使用的要求，現(xiàn)在進入推廣應用的大好時機。

3. OPGW用高強度鋁合金線二十一世紀是信息時代的世紀，電線電纜中的OPGW（光纖復合架空地線）是其重要產(chǎn)品，它把光纖放入地線中架設在輸電線路上，既起到通信通道，又是避雷線，一舉二得。地線（避雷線）的主要材料是鋁包鋼線和高強度鋁合金線。高強度鋁合金線除了標準中所規(guī)定的性能以外，還需要特別注意到塑性指標，在這以前，幾乎絕大多數(shù)用于OPGW的鋁合金都向國外購買，隨著現(xiàn)在國產(chǎn)的鋁合金性能穩(wěn)定，伸長率遠超過標準規(guī)定（3.5％）的要求，甚至達到7％，這樣便完全能用于OPGW，現(xiàn)已為用戶所接受。

4. 鋁合金導線的耐振性能評定鋁合金導線是否能安全運行30年，往往需要做振動試驗給予評定，因此振動試驗的條件特別重要。按國內(nèi)目前約定俗成的做法是：微風振動試驗時，其振動角為30′，振動次數(shù)為3×107次，3根試驗應全部通過。這是相當苛刻，我國早期生產(chǎn)的鋁合金導線常常難以通過，需反復試制才能成功，從國外購進的導線也常碰到難過此關(guān)。在國外，是以導線中單線受到的動彎應變來決定的，應為150με（折算至振動角約為：10′～12′），振動次數(shù)為107次，國際大電網(wǎng)會議（CIGRE）的報告已作了上述的敘述。IEC 1396光纖復合架空地線的電氣、機械和物理性能要求及其測試方法中規(guī)定動彎應變?yōu)?/SPAN>±100με，張力為25％ RTS，振動次數(shù)107次，通過時便認為耐振能力能滿足要求，這些要求，國內(nèi)外差距很大，國內(nèi)要求特別嚴格。此外，在大跨越導線的耐振試驗已經(jīng)不是單獨采用導線進行耐振試驗，而是導線同時懸掛防振措施，給予綜合評定。目前國產(chǎn)的鋁合金導線在采用新配方和新工藝流程下制造的產(chǎn)品，即使苛刻的振動條件也都能順利通過，這也為電力部門大力推廣鋁合金線掃除了最后的思想障礙。對于耐振性能的評定今后還應有一個統(tǒng)一的說法。

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