CN105950893B - 一种低成本63％iacs高导电率硬铝导线及其制造方法 - Google Patents

一种低成本63％iacs高导电率硬铝导线及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105950893B
CN105950893B CN201610388851.7A CN201610388851A CN105950893B CN 105950893 B CN105950893 B CN 105950893B CN 201610388851 A CN201610388851 A CN 201610388851A CN 105950893 B CN105950893 B CN 105950893B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminium
aluminum
inexpensive
manufacture method
conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610388851.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105950893A (zh
Inventor
孔涛
徐静
汪传斌
冯砚厅
张志力
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Far East Cable Co Ltd
New Far East Cable Co Ltd
Far East Composite Technology Co Ltd
Original Assignee
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Far East Cable Co Ltd
New Far East Cable Co Ltd
Far East Composite Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd, Far East Cable Co Ltd, New Far East Cable Co Ltd, Far East Composite Technology Co Ltd filed Critical Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Priority to CN201610388851.7A priority Critical patent/CN105950893B/zh
Publication of CN105950893A publication Critical patent/CN105950893A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105950893B publication Critical patent/CN105950893B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H01B1/023—Alloys based on aluminium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/08—Several wires or the like stranded in the form of a rope
    • H01B5/10—Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material
    • H01B5/102—Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material stranded around a high tensile strength core

Abstract

本发明公开了一种低成本63％IACS高导电率硬铝导线及其制造方法，方法步骤为：步骤一：电工铝熔炼：选用99.90％的高纯铝锭；步骤二：对铝液进行稀土处理和硼化处理，铝液中各元素质量百分数控制如下：Si≤0.03wt％，Fe≤0.06wt％，(Cr+V+Mn+Ti)≤0.005wt％，B：0.01～0.03wt％，稀土：0.01～0.03wt％，Al含量≥99.88wt％；所述稀土为La、Y、Er；步骤三：将步骤二的铝液连铸连轧生产出铝杆，经挤铝机挤出Φ7.5mm的铝杆，通过冷拉拔拉制成各种形状规格的铝丝；步骤四：将铝丝按照设计要求进行绞合成铝导线，铝导线的抗张强度≥168MPa，20℃时导体电阻率≤0.027350Ω·mm2/m。本发明的硬铝导线具有优良的导电性能，降低导线的成本15～25％，进一步提高线路的经济性。

Description

一种低成本63％IACS高导电率硬铝导线及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种低成本63％IACS高导电率硬铝导线及其制造方法。
背景技术
我国电力建设发展战略的特点是大力发展西部电力资源，实现西电东送和全国联网，为了完成上述战略目标，国家电力发展将紧密结合西部大开发的战略部署，大力发展西部电力资源。目前，随着国民经济的高速发展，加速了电网建设。然而，电能的损耗也随之增加，据电力部门调查，国家电网损耗是电网传输电量的8.9％以上，巨大的电能损耗早已使我国电力工作者认识到提高铝的导电性，改善电网的输送效率的重要性和紧迫性。目前，大批量应用得电工铝导体(包括稀土优化处理的电工铝导体)导电率为61％IACS。随着科学技术的进步，进一步提高电工硬铝导电率就成为行业中的一个新课题。将电工铝导体导电率由61％IACS提高到62.5％IACS，也就成为新时期铝导体研究发展的方向。
目前国内62.5％IACS的钢芯高导电率铝绞线已经被多条线路应用。为了进一步降低能耗，最大限度的节约资源，将硬铝的导电率提高至63％IACS，这样相应的可以减少电能损耗3.3％以上，每年有500亿度电的节约，因而电工铝导体导电率提高到63％IACS也将成为电网发展的趋势。然而随着铝导体导电率的提高，其制造成本也相应增加，目前国内做得较为成熟的62.5％IACS硬铝导体多选用99.85％铝锭为原材料，63％IACS硬铝导体多选用99.99％铝锭为原材料，而99.99％铝锭比99.85％铝锭贵大约8000元/吨。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种低成本63％IACS高导电率硬铝导线的制造方法。
实现本发明第一个目的的技术方案是一种低成本63％IACS高导电率硬铝导线的制造方法，包括以下步骤：
步骤一：电工铝熔炼：选用99.90％的高纯铝锭；
步骤二：对铝液进行稀土处理和硼化处理，铝液中各元素质量百分数控制如下：Si≤0.03wt％，Fe≤0.06wt％，(Cr+V+Mn+Ti)≤0.005wt％，B：0.01～0.03wt％，稀土：0.01～0.03wt％，Al含量≥99.88wt％；所述稀土为La、Y、Er；
步骤三：将步骤二的铝液连铸连轧生产出铝杆，经挤铝机挤出Φ7.5mm的铝杆，通过冷拉拔拉制成各种形状规格的铝丝；
步骤四：将铝丝按照设计要求进行绞合成铝导线，铝导线的抗张强度≥168MPa，20℃时导体电阻率≤0.027350Ω·mm2/m。
所述步骤二中，连铸连轧的浇铸温度为720～740℃，入轧温度为500～520℃，抗张强度控制在110～120MPa，伸长率≥8％，20℃时导体电阻率≤0.027250Ω·mm2/m。
所述步骤三中，挤铝机挤出铝杆的温度为400～450℃，压缩比为6～25；挤出的Φ7.5的铝杆抗张强度控制在95～110MPa，伸长率≥10％，20℃时导体电阻率≤0.027180Ω·mm2/m。
所述步骤三中，冷拉拔拉制成的铝丝的抗张强度≥170MPa，20℃时导体电阻率≤0.027300Ω·mm2/m。
本发明的第二个目的是提供一种低成本63％IACS高导电率硬铝导线。
实现本发明第二个目的的技术方案是一种低成本63％IACS高导电率硬铝导线，其特征在于：包括位于中心的加强芯和位于加强芯外部的绞合铝单线；所述绞合的铝单线至少为一层；每层的铝单线由多根按照前述方法制造的铝导线绞合而成；所述加强芯为钢芯或者铝包钢芯或者纤维增强树脂基复合芯。每根铝导线的截面形状可以为圆形、扇形或瓦形等。
采用了上述技术方案后，本发明具有积极的效果：(1)本发明的工艺采用便宜很多的99.90％的铝锭生产出高导电率的硬铝导线，成本在采用原材料99.99％铝锭的原工艺上降低了15～25％。
(2)本发明采用硼化处理和稀土处理铝液，同时加入La、Y、Er三种稀土元素交互作用，La、Y、Er三种稀土元素能够有效净化铝液，加入后与固溶于铝中的有害杂质形成稳定的金属间化合物，并在晶界析出，降低杂质元素在铝中的固溶度，从而提高铝的导电性。La能与P、Sn、As等低熔点元素结合形成高熔点，轻比重的化合物，这些化合物形成铝渣漂浮在铝液表面，扒渣时除去，同时，La还有利于Al、Mg、Si、Ti等元素形成金属间化合物呈球状或短棒状析出；钇与熔体中氧、氢、氮、硫、铁等杂志元素有较强的结合作用，起到净化效果，钇在铝中的固溶度小，它会偏聚在固液边界层，阻碍Zn、Mg、Cu等溶质原子的扩散，能起到适当减小晶粒尺寸的作用；Y、Er有利于AlTiV金属间化合物的析出，Ti、V对铝导体的导电性能危害非常大，通过稀土处理是减少Ti、V的重要途径。但是稀土含量过高，会导致杂质元素富集，过低不能有效的与杂质元素发生交互作用，因此本发明的稀土量是最佳用量。
(3)本发明的硬铝导线具有优良的导电性能，大幅度降低了线路损耗，提高了远距离输送效率，降低电网工程投资成本，提高电网经济运行水平。同时采用该工艺生产降低了传统工艺的制造成本，降低导线的成本15～25％，进一步提高线路的经济性。
具体实施方式
(实施例1)
检测原材料，选择牌号为Al99.90铝锭5T，抽样进行化学分析(成份见表1)，放入铝锭熔炼熔中熔化，在保温炉中加入牌号为AlB8的铝硼合金锭12kg，牌号为AlY10的铝钇合金锭12kg，牌号为AlLa10的铝镧合金锭15kg，牌号为AlEr10的铝铒合金锭12kg，经均匀搅拌、精炼除气，精炼温度760～800℃，精炼时间30～45分钟，除渣，静置，静置时间30～40分钟，取样分析，根据成分分析结果适时补充材料，检测调控各元素含量(见表2)；然后进行浇铸，浇铸温度720～740℃，入轧温度500～520℃，轧制成Φ12mm的铝杆，铝杆的性能如表3；Φ12mm的铝杆经康仿挤铝机在模腔内经高温摩擦后在400～450℃高温高压下挤出得到Φ7.5的铝杆，压缩比为6～25，Φ7.5的铝杆的性能见表4；使用挤出的Φ7.5的铝杆冷拉拔，经若干道模具后拉制Φ3.22的硬铝圆线，其性能见表5。使用同品质的该硬铝圆线经过框绞机与钢芯绞合成400/35的导线，导线的性能见表6。
表1原材料各成份情况(wt％)
Al Si Fe Cu Mg Ca Cr+V+Mn+Ti 其它
实施例1 99.90 0.025 0.046 0.0005 0.0013 0.0007 0.0061 0.0204
表2炉内成份情况(wt％)
表3Φ12mm铝杆性能
表4挤出Φ7.5mm铝杆性能
表5硬铝圆线性能
表6绞合后成品导线及铝单线性能
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低成本63％IACS高导电率硬铝导线的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：电工铝熔炼：选用99.90％的高纯铝锭；
步骤二：对铝液进行稀土处理和硼化处理，铝液中各元素质量百分数控制如下：Si≤0.03wt％，Fe≤0.06wt％，(Cr+V+Mn+Ti)≤0.005wt％，B：0.01～0.03wt％，稀土：0.01～0.03wt％，Al含量≥99.88wt％；所述稀土为La、Y、Er；
步骤三：将步骤二的铝液连铸连轧生产出铝杆，经挤铝机挤出Φ7.5mm的铝杆，通过冷拉拔拉制成各种形状规格的铝丝；
步骤四：将铝丝按照设计要求进行绞合成铝导线，铝导线的抗张强度≥168MPa，20℃时导体电阻率≤0.027350Ω·mm2/m。
2.根据权利要求1所述的一种低成本63％IACS高导电率硬铝导线的制造方法，其特征在于：所述步骤三中，连铸连轧的浇铸温度为720～740℃，入轧温度为500～520℃，抗张强度控制在110～120MPa，伸长率≥8％，20℃时导体电阻率≤0.027250Ω·mm2/m。
3.根据权利要求1所述的一种低成本63％IACS高导电率硬铝导线的制造方法，其特征在于：所述步骤三中，挤铝机挤出铝杆的温度为400～450℃，压缩比为6～25；挤出的Φ7.5的铝杆抗张强度控制在95～110MPa，伸长率≥10％，20℃时导体电阻率≤0.027180Ω·mm2/m。
4.根据权利要求1所述的一种低成本63％IACS高导电率硬铝导线的制造方法，其特征在于：所述步骤三中，冷拉拔拉制成的铝丝的抗张强度≥170MPa，20℃时导体电阻率≤0.027300Ω·mm2/m。
5.一种低成本63％IACS高导电率硬铝导线，其特征在于：包括位于中心的加强芯和位于加强芯外部的绞合铝单线；所述绞合的铝单线至少为一层；每层的铝单线由多根按照权利要求1-4之一所述的制造方法制造的铝导线绞合而成；所述加强芯为钢芯或者铝包钢芯或者纤维增强树脂基复合芯。
CN201610388851.7A 2016-06-02 2016-06-02 一种低成本63％iacs高导电率硬铝导线及其制造方法 Active CN105950893B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610388851.7A CN105950893B (zh) 2016-06-02 2016-06-02 一种低成本63％iacs高导电率硬铝导线及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610388851.7A CN105950893B (zh) 2016-06-02 2016-06-02 一种低成本63％iacs高导电率硬铝导线及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105950893A CN105950893A (zh) 2016-09-21
CN105950893B true CN105950893B (zh) 2018-04-10

Family

ID=56907571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610388851.7A Active CN105950893B (zh) 2016-06-02 2016-06-02 一种低成本63％iacs高导电率硬铝导线及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105950893B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10633725B2 (en) 2015-10-14 2020-04-28 NaneAL LLC Aluminum-iron-zirconium alloys
WO2019112997A1 (en) * 2017-12-07 2019-06-13 NanoAL LLC 8000-series aluminum alloy
CN108376576B (zh) * 2018-02-26 2020-04-10 远东电缆有限公司 一种大截面铝线生产工艺及采用该铝线的复合导线
CN109234580A (zh) * 2018-08-03 2019-01-18 特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司 一种高强度导电率铝杆材料及生产方法
CN110819852A (zh) * 2019-10-30 2020-02-21 全球能源互联网研究院有限公司 一种耐热性好的高导电率软铝单丝及其制备方法
CN111485150A (zh) * 2020-06-09 2020-08-04 天津忠旺铝业有限公司 一种高导电铝合金板带的制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020162607A1 (en) * 2000-11-30 2002-11-07 Chadwick Kenneth E. Creep resistant cable wire
CN101834012B (zh) * 2010-04-23 2011-12-28 无锡华能电缆有限公司 一种高导电率硬铝导线及制造方法
CN103730203A (zh) * 2013-12-26 2014-04-16 远东电缆有限公司 一种复合芯高导电率硬铝导线及其制造方法
CN103854807B (zh) * 2014-02-26 2016-10-19 远东电缆有限公司 一种高导电率硬铝导线及其制备工艺
CN104532074A (zh) * 2014-12-29 2015-04-22 湖南金龙电缆有限公司 一种高导电率硬铝导线及其制造方法
CN104946936B (zh) * 2015-05-29 2018-03-20 全球能源互联网研究院 一种架空导线用高导电率稀土硬铝单丝材料
CN105369073B (zh) * 2015-10-15 2017-09-26 远东电缆有限公司 智能电网用高强耐热铝合金单线、导线及其加工工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN105950893A (zh) 2016-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105950893B (zh) 一种低成本63％iacs高导电率硬铝导线及其制造方法
CN103952605B (zh) 一种中强度铝合金单丝的制备方法
CN104946936B (zh) 一种架空导线用高导电率稀土硬铝单丝材料
CN101707084B (zh) 铜镁合金绞线的生产方法
CN104975211B (zh) 一种高导电率热处理型中强铝合金导电单丝
CN103854807B (zh) 一种高导电率硬铝导线及其制备工艺
CN102453819B (zh) 导电率为59%的中强度铝合金线的制造方法
CN105274397A (zh) 一种高强特耐热铝合金导线及其制备方法
CN106676334B (zh) 高强度高电导率铝钪合金及其制备方法和用途
CN108559874B (zh) 一种高强高导的耐热铝合金导线及其制备方法
CN105734353B (zh) 一种轻质高导耐热铝导线及其制备方法
CN102903415B (zh) 一种异型耐氧化高导电率铝合金碳纤维导线及制造方法
CN103627935A (zh) 一种非热处理型耐热铝合金单丝及其制备方法
CN108315603A (zh) 一种电缆用铝合金导线及其制备方法
CN107974581A (zh) 一种电缆用高导电抗蠕变铝合金导线及其制备方法
CN104532074A (zh) 一种高导电率硬铝导线及其制造方法
CN111826558A (zh) 一种铝-镁-硅合金单丝及其制备方法
CN103578597B (zh) 铝合金电力电缆用合金导体及其制备方法
CN106834820A (zh) 一种中强高导铝合金单线及其制备方法
CN111041282A (zh) 架空导线用软铝单丝及其制备方法
CN104911408A (zh) 一种硬铝导线单丝及其制备方法
CN106676319A (zh) 一种高强高导铜镁合金接触线及其制备方法
CN104862542A (zh) 一种非热处理型中强度铝合金单丝及其制备方法
CN102456442B (zh) 导电率为57%iacs的中强度铝合金线的制造方法
CN103952601A (zh) 一种含碱土金属的高导电率耐热铝合金

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant