宣布时间：2020-12-31点击：2246
摘要：本文主要介绍了铜带纵包焊接连续生产线的设备、工艺，此工艺解决了电缆长度短、缩短了生产周期、降低了本钱，提高了生产效率 。并介绍了轧制与拉拔在矿物绝缘电缆制造的区别 。
要害词：矿物绝缘电缆；设备；质料；生产工艺；技术数据；轧制与拉拨；
一、概述
矿物绝缘电缆（MI）电缆也称其为氧化镁绝缘电缆，是一种无机质料电缆 。矿物绝缘电缆由铜导体、无机绝缘质料（氧化镁粉）及无缝铜管或铜带纵包焊接成的无缝铜管这三种无机质料经过多次拉拔或多次轧制组合加工而成 。这一奇特结构使其具有耐火、防爆、耐高温、不老化、不引生机灾和流传火种，以及在周围着火条件下不会释放出任何有害气体和烟雾的特性，特别适用于情况卑劣、宁静性要求特别高的场合或部位，尤其是适用在火灾条件下要包管宁静供电的消防系统线路 。特殊需要时也可在金属护套上挤包一层聚乙烯外护或低烟无卤护套 。矿物绝缘电缆按用途差别可分为：配线电缆、加热电缆和加热元件、热电偶电缆及赔偿电缆、特种电缆，在实际应用中***常用的是配线电缆，
目前矿物绝缘电缆执行的国家标准是GB/T13033.1-2007,在国标之外一种新型矿物绝缘特种电缆已泛起---825合金护套矿物绝缘防火电缆 。825合金护套矿物绝缘防火电缆是专为碳氢爆炸火焰及高腐化情况下能够正常事情（传输电力）而设计的，该电缆由一个或多个导体芯线、氧化镁粉，825合金护套组成 。导体芯线一般为镍包铜或纯镍实心芯线 。825合金电缆的外护套不可用作接地线 。825合金在氧化和还原情况下都具有抗酸和碱金属腐化性能，高镍成份使合金具有有效的抗应力腐化开裂性 。在种种介质中的耐腐化性都很好，如硫酸、磷酸、硝酸和有机酸，碱金属如氢氧化钠、氢氧化钾和盐酸溶液 。825合金是迄今发明的应用于高温（如石油和石化妆置）生产有机硫化物、硫化氢及硫磺可燃产品的情况中具有全方位***性能体现的合金 。825合金护套的矿物绝缘防火电缆不但能在1200℃的高温爆炸火焰中生存30分钟，并且关于石油气体和酸雾具有极强的防腐化性 。由埃克森—美孚石油公司进行过试验，这个试验将825合金电缆放在一个很是近似于实际碳氢暴燃大火的情况中 。测试程序划定被测电缆必须支撑在充满汽油和柴油混淆物的炉坑中，当点燃此混淆物时，炉内温度急剧升高，并猛烈燃烧 。在试验中，被测电缆试样不但经受烈焰的高温，并且具摧毁性的湍动大火 。整个试验期间，平均温度凌驾1100℃，由于试验自己的特点，温度在1100℃水平不绝上下波动 。试验显示在火灾情况下电缆能够连续正常事情 。
二、设备介绍
2.1双铜带放线装置
结构：双铜带放线装置是一台有2个独立的放线竿和制动气刹的放线机 。两个独立的放线竿可旋转，每个放线直径规模在（240-470）mm之内 。***大带宽为320mm，旁边4根支撑条长度每根长为600mm 。铜带***重达（全部）=1400千克，普遍使用60.5mm宽的铜带（每盘***重可达700千克).
作用：使铜带放线机与铜带储线器之间坚持一定的张力 。铜带放线机的利益在于 。当一盘铜带用完时，在不�；那榭鱿�，更换另一盘铜带与之焊接（氩气作为�；て�，UTP银焊条填充氩弧焊接），确保生产线连续生产 。
2.2铜带储线器
结构：铜带储线滑轮器巨细为4米高，2.5米宽 。两边是竖直的柱子，中间的顶部是一个滑轮组（6个直径360mm的滑轮） 。中间另有一个滑轮组（5个直径360mm的滑轮） �；肿槊挥械缌η怯幸桓鲆貉拐帕刂撇考谕狭训那榭鱿驴梢允怪Ｖ� 。（作为�；げ椒ィ┯幸桓隼喂毯媚擦诶喂毯玫牡ザ阑址鲆缁肿� 。别的另有个信号装置可以确定这些滑轮的位置 。作用：包管铜带储线器中的铜带与铜带清洗机有一定的张力 。铜带储线器能够贮存足够多的铜带，为铜带与铜带之间的焊接赢得充裕的时间 。
2.3铜带清洗机
结构：铜带清洗机长约2.5米、高约1.2米、宽约0.6米 。外壳主要部件是由耐酸的塑料制品 。它有一套控制铜含量的系统和一套控制清洗液温度的系统 。有两台用于循环自来水和清洗液的电机 。进出口宽为100mm 。内置传送带宽达64mm 。
作用：10%-15%的稀硫酸和10%-20%的双氧水对铜带外貌进行酸洗，去油污、去氧化等化学反应 。酸洗完的铜带再进行水洗，***后经过不低于35度的烘干传输到铜带成型轧机 。
2.4铜带成型轧机
结构：一台有13个万向节的铜带成形机，由7个动力引导轧模，2台电机，7个变速箱和7个轧辊（均是一对），其余6个不必的全部都牢固在主架上 。开头三个变速箱连接在一起由***个变速箱旁的电机驱动 。后四个变速箱连接在一起由第7个变速箱旁边的电机驱动 。轧辊连接到转动轴送出的那个变速箱 。铜带管成型轧制时，所有的这些轧辊事情必须包管同心笔直 。电机，变速箱和轧辊也都是一样的 。每一环的齿轮齿数比都一样为79：1（变速箱和轮子）电机信息：通用电机，每分钟1000转，3.8千瓦直流分激电动机 。电枢=180伏特，28.5安培 。磁场电压210伏特，1.95安培 。电机使用电扇降温 。
作用：宽为60.55毫米的铜带纵包成19.8毫米的铜管，纵包成的对缝之间间隙为0.1毫米左右以便于焊接 。
2.5焊接系统
结构：焊接盒有3对直径为20mm的水冷辊 。硅油传输系统由"WatsonMarlow"504DU泵，有视察孔的球形传感器、硅油桶架子组成 。振动锤子组成：一个直流电机和凸轮机构中的变速箱 。电机控制面板组成：一个林肯焊机，一个单独高频的400安培电源以及焊枪，用循环冷凝水来冷却焊枪 。配有摄象机的接缝控制面板，触摸式焊接监视器 。
作用：铜带纵包焊接连续生产工艺***重要的一环就是包管焊接的质量和稳定性 。铜带成管的接缝由摄像头自动跟踪并进行自动调解焊接，包管了焊接的稳定性和质量 。
2.61号轧机
结构：1号轧机共由7道电机组成 。它的齿轮齿数比是凭据变速箱和电机的驱动皮带轮的区别有所差别.所有的轧辊机架都装置在主结构上.轧辊机架之间都呈直角.所有轧辊机架的电机、变速箱,轧制的地方都是一样的.每轧辊机架都有直流电机发动一个带子直至变速箱.直到轧制的地方.电机信息:”通用电机”3000转每分钟,2.2千瓦直流分激电动机.电枢电压=180伏特,13.5安培.磁场电压210伏特,0.78安培.电机结构=MD132160(有脚架).控制系统:控制全部连接到主线控制系统 。外地控制通过在一楼的主控制桌上进行微控来完成 。 作用：将组合成的铜线芯、氧化镁、铜带经过多次轧制成半制品 。1号轧辊送出的电缆直径19.07mm,7号口送出电缆直径15.52mm.
2.71号退火装置、冷却水槽和导向轮、2、3号轧机
结构（1号退火装置）：125千瓦1万赫兹水冷电机、线圈盒和水循环系统、线圈直径为30mm、玻璃垫管外径为26mm、内径为20mm、长为1650mm 。
作用（1号退火装置）：大电流感应加热电缆 。加热原理：50HZ的工频电流变为10KHZ交流电源，接纳的是可控硅变频装置、导电质料在磁场里被感应，质料自己爆发涡流和磁滞损耗，使质料自身发热的一种物理现象 。结构（冷却水槽（淬火）和滑轮）：装置有导向滑轮的3350mmx610mmx1600mm(纵深高度)冷却水槽.滑轮使之能在笔直偏向移动,1800mm铝制滑轮,限位开关和LVDT 。水槽连接管道到到循环泵和热交换器，由水泵控制.
作用（冷却水槽（淬火）和滑轮）：设计用来解决矿物电缆生产历程的三个问题 。1)将电缆由树直酿成水平2)冷却1号退火装置出来的电缆3)为2号轧机轧制速度控制电路提供信号位置 。
结构（2号轧机）：2号轧机共由12道电机组成：所有的轧辊机架都装置在主结构上 。轧辊机架之间都呈直角.所有轧辊的电机,变速箱,轧制的地方都是一样的 。每个轧辊的齿轮齿数比凭据变速箱和电机的驱动皮带轮的区别有所差别 。电机信息:通用电机3000转每分,2.2千瓦直）流分激电机.电枢电压180伏特,13.5安培.磁场电压=210伏特,0.78安培 。全控制系统:控制部连接到主线控制系统 。
作用：1号轧辊送出的电缆直径15.07mm,12号口送出缆直径7.88mm
结构：（3号轧机同2号轧机原理一样）
作用：3号轧机1号轧辊送出的电缆直径9.96mm,12号轧辊送出电缆直径为5.15mm 。
2.82号退火装置、激光测径仪、涡流测试仪
结构（2号退火装置）：有250千瓦,1万赫兹的水冷电机,包括六个线圈内径为30mm、长为4270mm的线圈盒、水冷系统等 。玻璃垫管外径24.5mm,内径19.5mm(700mm长) 。 作用（2号退火装置）：（同1号退火炉、图� 。�
结构（激光测径仪）：配有激光丈量头.系统有报警箱
作用（激光测径仪）：检测电缆的外径是否在±0.5mm规模之内 。
结构（涡流测试仪）：配有探伤（焊接不良好的焊缝）激秃顶和显示仪器屏 。
作用（涡流测试仪）：检测不良焊缝并报警，装有玄色冲头的气压装置打出一玄色痕迹提醒收线人员以便分头 。
2.9向下式成圈收线装置
结构：由有V型槽的上托盘和下转盘组成 。转柱直径1000mm，由气压活塞来控制"Fingers"和"feedroll" 。转盘直径为1160mm由链条来驱动 。
作用：成圈收线、包管连续生产时更换收线盘 。
三、质料
3.1导体结构图
矿物绝缘电缆典范的结构如右图所示 。导体、氧化镁、护套经过多次组合轧制，三者之间高度紧压、氧化镁密实度很高 。如果电缆要求具有防腐性能、可以在铜护套外再挤出一层外护层 。一般情况之下导挤出一层外护层 。一般情况之下导体和护套接纳铜质料而绝缘层接纳氧化镁质料 。
配线电缆的导体尺寸规格相当多，从1mm2到400mm2不等，线芯数量也从1根到19根不等，一般只有单芯电缆的导体截面大于25mm2，多芯电缆7芯、12芯、19芯一般情况下其导体的截面都比较小 。
3.2质料介绍
铜带纵包焊接连续生产工艺接纳的原质料是含磷的无氧铜带、可加硅油的氧化镁粉、成圈的铜导体 。含磷的无氧铜带***重可达700kg,成圈的铜导体也重达1吨 。而灌装或瓷柱装配工艺的一根电缆只能抵达200kg左右，因而从源头上，连续生产工艺包管了原质料的供应长度 。理论上讲，铜带连续生产工艺生产历程中，原质料质量的包管、电气的高稳定性，一根2L1.5的电缆可达8公里左右，由于收线装置的约束、一根2L1.5的电缆***长也可高达4公里左右 。
3．2．1导体质料
矿物绝缘电缆接纳的导体原质料是实芯的、近似圆形截面的已退火高导电率的无氧铜 。满足导体质料的两个须要条件一个是关于电能有效传输***基本的高传导率，一个是满足工艺需要的质料的可延伸性 。柔韧的具有高传导率的铜能够满足绝大大都配线电缆导体的要求，无氧铜中氧的含量很低，这种铜的组织是均匀的单相组织，对韧性很是有利 。无氧铜的可轧制性在所有的线径内与低氧铜杆相比都是比较优越的 。
3．2．2护套质料
标准护套原质料接纳的是含磷的脱氧铜带（含磷的铜带便于焊接） 。脱氧磷铜带不含砷、碲的含量不凌驾50ppm、硫的含量不凌驾15ppm 。含磷的脱氧铜带两侧边角必须包管是平滑的、洁净的、明亮的、无毛刺、无油斑，这样才华够确保焊接的稳定性和焊接质量，才华够包管轧制的顺利进行 。
3．2．3绝缘质料
矿物绝缘电缆的绝缘质料无机物氧化镁--它的物理性能和化学性能很是稳定、对铜无腐化作用、熔点高达2800℃、电气强度高、热传导率高、无毒，质料的纯度可以制造高达94%以上，关于特殊场合如核电站、对氧化镁的质料纯度要求更高 。铜带纵包焊接连续生产工艺所用的氧化镁主要考虑氧化镁的流速、密度、粒度漫衍等三个方面 。1）流速控制在160∽210s/100g之间 。2）振实密度在2.13∽2.33g/cm3之间 。3）粒度漫衍与密度有直接关系，正常的粒度漫衍是从+40-325目，从高向低呈递减形式漫衍 。
3．2.3．1氧化镁的电性能：
检查氧化镁粉的物理指标及化学指标，其基础目的只有一个，就是包管有良好电性能指标 。电性能指标分为常态、热态及潮态 。
常态试验是指在正常情况下，在管子制好后，测其绝缘电阻及耐压，称为常态绝缘及常态耐压 。
热态试验是在种种设定条件下通电，在一定负荷条件下，视察管子泄漏电流、电阻及耐压情况，实际上通过这些数据评价镁粉质量 。
潮态试验即是把通过电或未通过电管子放入恒温恒湿箱（湿润箱）内，在一准时间内，以视察氧化镁吸湿性能 。一般均在42℃或50℃，放48或72小时再测定管子绝缘和耐压（代表氧化镁绝缘和耐压） 。
四、矿物绝缘电缆铜带纵包焊接连续生产工艺
生产工艺流程图见下面：
铜带纵包焊接连续生产线由笔直和水平两个部分组成，笔直部分包括三楼的两个加氧化镁粉的斜筒与料斗、管成型辊机、二楼的清洗机、焊接机头、循环水冷凝压缩机、压轮、1号轧机 。水平部分包括一楼的1号退火感应退火箱、两个淬火冷却水槽、三台轧机、2号退火感应退火箱、外径检测仪、涡流测试仪和收线装置 。
首先将铜带放线装置上的0.95mm(厚度)*60.55mm（宽度）的铜带（此仅为一种规格）穿入到铜带储线器，经过铜带清洗机的水洗、酸洗、不低于35℃的烘干，再经过成型轧机成型轮连续纵包成圆柱体形状，在焊接水冷辊处、铜带边相互对齐紧贴，对缝的间隙为0.1毫米左右，接纳电极棒进行氩弧焊接（不需要填充焊料、氩气作为�；て� 。焊抢头与护套中心成110度角，以便对铜带边进行预热 。铜带焊接速度为1.0-3.0m/分钟，焊接电流在205-270A左右，焊接电压为12-13V左右 。要密切注意视察焊接后铜护套的外貌质量、铜带外貌呈鱼鲮状，不可有漏焊、破洞、滴流等不良现象 。
其次按工艺要求选择合适的不锈钢定芯管,将其从氧化镁粉料斗下口放入至成型轧机至1号轧机之间 。此时再将硅油导管穿入定芯管中 。定芯管的作用主要保
证线芯与铜护套及线芯与线芯之间的绝缘厚度均匀，且将其牢固到氧化镁粉料斗下支架上，并用“喇叭”型橡胶套与料斗及定芯管上进粉口连接且将上下口用不锈钢管卡收紧密封 。为了包管导电线芯不在铜护套不偏芯，将引线通过定径模穿入到定芯管内，再将引线与导体线芯焊接连在一起，此时的定径模应放入模套中并牢固在氧化镁粉漏斗支架上，要求定径模模孔与线芯定芯管管口成直线（定径模定径区直径比铜线芯坯料直径小0.1-0.6mm左右，主要起定径、校直、去除导体外貌的杂质等作用） 。
接着将引线穿入到一号轧机第七道轧辊下面，此时将氧化镁粉从漏斗灌入铜护套内 。为了包管氧化镁粉顺利灌粉及氧化镁粉在铜护套内密实，在焊枪和铜管定径轮之间有一对小锤对铜管进行一定频次的敲击（频率为20-80次/分钟左右） 。在漏斗内的氧化镁粉供送量可借助漏斗和斜筒内粉位传感器信号来控制、漏斗和斜筒都有传感器，一旦氧化镁粉末脱离传感器的探头将会发出报警声 。
半制品经过轧机连续轧制和中间感应退火（两次），即可获得所需的制品电缆直径 。每个轧机机座上装有若干对轧辊，使氧化镁粉绝缘压实，同时使电缆减径量轧小，轧制后轧制后电缆通过中间感应退火（容量50-110kW）并经过添加了酒精的循环冷却水槽进行淬火 。
整个生产线速度由主控台凭据工艺参数来设定、退火炉功率可由手动控制 。在正常生产历程中，要不绝的进行中间检验，要检查电机速度是否过载等一系列的事情 。
本节主要介绍了原质料、辅助质料、附件、历程控制、质量剖析等技术要求 。
五、轧制与拉拨
5．1轧机生长史
轧机是实现金属轧制历程的设备 。***早有纪录的是1480年意大利人达.芬奇设计出轧机的草图 。1553年法国人布律列尔轧制出金和银板材﹐用以制造钱币 。今后在西班牙﹑比利时和英国相继泛起轧机 。1728年英国设计的生产圆棒材用的轧机，英国于1766年有了串行式小型轧机﹐19世纪中叶﹐***台可逆式板材轧机在英国投产﹐并轧出了船用铁板 。1848年德国发明了万能式轧机，1859年建造了***台连轧机 。万能式型材轧机是在1872年泛起的 。20世纪初制成半连续式带钢轧机﹐由两架三辊粗轧机和五架四辊精轧机组成 。
5.2轧机轧制原理
目前我公司轧机的主要设备是接纳来自德国伯勒公司的14机架轧机和英国KANTHAL公司的7机架和12机架的轧机 。
矿物绝缘电缆轧机轧制原理：通过直流电机的传动轴上面齿轮组的驱动，连接在齿轮组上的两个万向节的运动就会驱动连接在万向节上的成对的轧辊，从而抵达轧制的目的 。轧机原理的外貌现象很简单，将外径较大的电缆或铜导体通过一对旋转轧辊的辊槽，因受轧辊的压缩使质料截面减小，长度增加的压力加工要领 。目前我公司是将￠24.5毫米的半制品电缆直接轧制成工艺参数划定的数据 。目前轧机***大轧辊可轧制￠32毫米的电缆，可将￠32毫米的电缆直接轧到￠5.15mm 。轧机的控制系统比较庞大，总体上分为机械、液压和电气控制三部分，轧机精度的崎岖除与机械制造的水平有关外，液压与电气控制也是须要的 。
5.3轧机设备结构轧机主要有事情机座和传动装置 。事情机座由轧辊﹑轧辊轴承﹑机架﹑轨座﹑轧辊调解装置等组成 。轧辊是使金属塑性变形的部件 。
事情机座：
1）轧辊轴承支承轧辊并坚持轧辊在机架中的牢固位置 。
2）轧机轨座：用于装置机架﹐并牢固在地基上﹐又称地脚板 。蒙受事情机座的重力和倾翻力矩﹐同时确保事情机座装置尺寸的精度 。
3）轧辊调解装置：目前德国伯勒公司的14机架轧机的辊缝不需要调理，凭据主控制台预先设定的参数自动化更换轧辊，换一次轧辊只需要2分钟左右 。而英国KANTHAL公司的7机架和12机架的轧机更换轧辊很是麻烦，需要调理更换轧辊的辊缝，更换一次轧辊正常需要几个小时 。
传动装置：由直流电机﹑万向节﹑齿轮座和连接轴等组成 。齿轮座将传动力矩分送到两个轧辊上 。
5.4拉拔原理
拉拔的原理：靠拉拔机的钳口夹住穿过拉拔模孔的金属坯料，从模孔中拉出，而获得与模孔截面形状、尺寸相同的产品的一种加工要领 。与挤压、轧制加工历程差别，拉拔历程是借助于在被加工的金属前端施以拉力实现的，此拉力为拉拔力 。拉拔力与被拉金属出模口处的横断面积之比称为单位拉拔力、即拉拔应力 。实际上拉拔应力就是变形区末端的纵向应力，拉拔应力应小于金属出口模口的屈服强度 。如果拉拔应力过大凌驾金属出模口的屈服强度，则可引起制品的细颈、甚至拉断 。因此、拉拔应力要小于金属出模口后的变形拉力 。
来源：举世线缆资源
