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一、關(guān)鍵技術(shù)與關(guān)鍵設(shè)備說明

關(guān)鍵技術(shù)根據(jù)作者多年研究積累的經(jīng)驗(yàn)，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(shí)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(dāng)鎂過剩時(shí)，合金抗蝕性好，但強(qiáng)度與成形性能較低；當(dāng)硅含量過剩，合金強(qiáng)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(dòng)。 · 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(yīng)嚴(yán)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(xué)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(shí)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(xué)性能和電氣性能。人工時(shí)效的溫度和時(shí)間要精確控制，溫度的偏離過長和過短的時(shí)效時(shí)間，都不利于獲得線材的優(yōu)良性能。 ⑵ 關(guān)鍵設(shè)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(shí)可將爐體內(nèi)的鋁液全部放出，又便于爐子的清理與維護(hù)。 · 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(jìn)行精煉除氣。 · 連鑄連軋機(jī) 具有四面冷卻的連鑄機(jī)，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(jī) 速度快，又保證鋁合金線不會(huì)被扭傷，拉線產(chǎn)生的熱量有利于時(shí)效工藝進(jìn)行。 · 人工時(shí)效爐 連續(xù)式或間歇式，精確的溫度控制和合適的時(shí)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(xué)和電氣性能。 3. 中國導(dǎo)電用鋁合金工廠概況及未來鋁合金工廠的分布預(yù)測(cè)從六十年代開始，我國便致力于導(dǎo)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(chǎng)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(shí)到采用鋁合金導(dǎo)線的種種優(yōu)點(diǎn)，作者預(yù)測(cè)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(yù)測(cè)，首先建設(shè)的工廠年產(chǎn)5000噸是合適的，而且隨著市場(chǎng)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(huì)出現(xiàn)新建鋁合金工廠4～5個(gè)。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(huì)出現(xiàn)1～2家工廠，西北的甘肅或陜西會(huì)出現(xiàn)1家（或者在山西），東部長江流域、上海周邊地區(qū)會(huì)形成鋁合金生產(chǎn)的集中地，江蘇的可能性最大，會(huì)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(huì)有1家。如果按這樣分布，它的出現(xiàn)是合理的。當(dāng)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(huì)更容易。提出這些設(shè)想，僅是作者個(gè)人觀點(diǎn)，不希望由此而引起的競(jìng)相擴(kuò)大規(guī)模，造成新一輪盲目投資競(jìng)爭(zhēng)。

二、若干個(gè)需要討論的問題

上述鋁合金有種種優(yōu)點(diǎn)，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(zhǔn)備下力氣推廣使用呢？這就是需要討論的問題。

1.鋁合金導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)鋁合金單線與導(dǎo)線都有標(biāo)準(zhǔn)，問題是電力部門一直希望在單線考核時(shí)加入彎曲指標(biāo)，理由是如果能通過彎曲（4次）的要求時(shí)，耐振疲勞也就無問題了。經(jīng)過不斷地改進(jìn)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(duì)鋁合金線質(zhì)量的擔(dān)心，現(xiàn)在鋁合金單線和絞線的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。在此標(biāo)準(zhǔn)中不再像1995年標(biāo)準(zhǔn)提摻入稀土的劃分法，因?yàn)楹辖鹬袚饺胛⒘肯⊥林皇且环N工藝措施，所以標(biāo)準(zhǔn)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(jī)械和電氣性能。 GB/T 1179-1999圓線同心絞架空導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)中，并與IEC標(biāo)準(zhǔn)相一致。鋁合金絞線與鋼芯鋁絞線一樣在標(biāo)準(zhǔn)中列出供選用。

2. 高強(qiáng)度鋁合金推廣的關(guān)鍵問題高強(qiáng)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(jī)遇；此外本身的原因是質(zhì)量不穩(wěn)定和價(jià)格偏高。隨著技術(shù)的進(jìn)步和工廠在生產(chǎn)時(shí)設(shè)備的進(jìn)一步完善，鋁合金線的質(zhì)量已經(jīng)完全符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，與國外產(chǎn)品的質(zhì)量一樣，所以才屢屢中標(biāo)，出口國外。也由于產(chǎn)量增加，成品率高，價(jià)格也逐步下降，進(jìn)入良性循環(huán)的態(tài)勢(shì)。上述二個(gè)問題基本上解決后，電力部門又有使用的要求，現(xiàn)在進(jìn)入推廣應(yīng)用的大好時(shí)機(jī)。

3. OPGW用高強(qiáng)度鋁合金線二十一世紀(jì)是信息時(shí)代的世紀(jì)，電線電纜中的OPGW（光纖復(fù)合架空地線）是其重要產(chǎn)品，它把光纖放入地線中架設(shè)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(qiáng)度鋁合金線。高強(qiáng)度鋁合金線除了標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的性能以外，還需要特別注意到塑性指標(biāo)，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(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（3.5％）的要求，甚至達(dá)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(dǎo)線的耐振性能評(píng)定鋁合金導(dǎo)線是否能安全運(yùn)行30年，往往需要做振動(dòng)試驗(yàn)給予評(píng)定，因此振動(dòng)試驗(yàn)的條件特別重要。按國內(nèi)目前約定俗成的做法是：微風(fēng)振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，其振動(dòng)角為30′，振動(dòng)次數(shù)為3×107次，3根試驗(yàn)應(yīng)全部通過。這是相當(dāng)苛刻，我國早期生產(chǎn)的鋁合金導(dǎo)線常常難以通過，需反復(fù)試制才能成功，從國外購進(jìn)的導(dǎo)線也常碰到難過此關(guān)。在國外，是以導(dǎo)線中單線受到的動(dòng)彎應(yīng)變來決定的，應(yīng)為150με（折算至振動(dòng)角約為：10′～12′），振動(dòng)次數(shù)為107次，國際大電網(wǎng)會(huì)議（CIGRE）的報(bào)告已作了上述的敘述。IEC 1396光纖復(fù)合架空地線的電氣、機(jī)械和物理性能要求及其測(cè)試方法中規(guī)定動(dòng)彎應(yīng)變?yōu)?/SPAN>±100με，張力為25％ RTS，振動(dòng)次數(shù)107次，通過時(shí)便認(rèn)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(yán)格。此外，在大跨越導(dǎo)線的耐振試驗(yàn)已經(jīng)不是單獨(dú)采用導(dǎo)線進(jìn)行耐振試驗(yàn)，而是導(dǎo)線同時(shí)懸掛防振措施，給予綜合評(píng)定。目前國產(chǎn)的鋁合金導(dǎo)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(dòng)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(duì)于耐振性能的評(píng)定今后還應(yīng)有一個(gè)統(tǒng)一的說法。

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