畢業(yè)論文--拉線機退火裝置的結構及工作原理淺析

1、<p>　　拉線機退火裝置的結構及工作原理淺析</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　退火是一種金屬熱處理工藝，指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜速度冷卻。退火目的：改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋制和焊接過程中所造成的各種組織缺陷以及殘余應力，防止工件變形、開裂；軟化工件以便進行切削加工； 細化晶粒，改善組織以提

2、高金屬材料的機械性能。在電纜行業(yè)中導體金屬退火能提高導電率。拉線機退火裝置較多，快速的退火裝置有利于拉線機的生產效率的大幅度提高。在實際生產過程中，我們在現(xiàn)有的基礎上希望可以得到最大化的經濟效益；這需要我們操作人員對拉線機退火裝置結構的認識和原理的了解，更有效的為生產節(jié)約成本。通過相關培訓，方可走入工作崗位。本文將詳細的介紹退火的工作原理，裝置的結構和退火設備系統(tǒng)的運轉。</p><p><b>　　關

3、鍵詞</b></p><p>　　退火原理 退火溫度 退火形式 加熱設備</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Annealing is a kind of metal heat treatment process, refers to the metal is heated to a defin

4、ite temperature slowly, keep enough time, and then to appropriate speed cooling. Annealing objective: to improve or eliminate iron and steel in casting, forging, rolling and welding process caused by all kinds of tissue

5、defects and residual stress, to prevent the deformation and crack; In order to soften the workpiece cutting processing; Refining grain, improve the organization in order to improve the me</p><p><b>　　K

6、ey word</b></p><p>　　Annealing principle；Annealing temperature ；Annealing form；Heating equipment</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、前言</b></p>

7、<p>　　二、拉線機退火裝置的形式</p><p>　　1、兩段式退火形式4</p><p>　　2、三段式退火形式5</p><p><b>　　3、三角形退火6</b></p><p>　　4、連續(xù)退火參數計算6</p><p><b>　　5、6</b

8、></p><p><b>　　6、7</b></p><p>　　三、拉線機退火的方法10</p><p><b>　　1、熱管式10</b></p><p><b>　　2、感應式10</b></p><p>　　3接觸式大電流退火1

9、0</p><p>　　四、退火溫度 12</p><p>　　1、金屬理論退火溫度13</p><p>　　2、退火設備的各段溫度確定14</p><p><b>　　3、</b></p><p><b>　　，</b></p><p>&

10、lt;b>　　一、前言 </b></p><p>　　本文將著重闡述銅導體和鋁導體的原理及連續(xù)退火裝備方面的幾個關鍵環(huán)節(jié)。由于電線電纜產品中的銅導體如:通訊電纜、塑力纜、船用電纜、航天電纜、高壓電纜、海纜、特種電纜、電磁線等等，幾乎都要求導體為經過退火的軟線芯，最基本的要求其表面光亮，不氧化，不允許燒傷，延伸率均勻，金屬材料有很好的導電能力，很好的彎曲能力。有些產品要求導體具有特殊的柔軟度等等

11、，無論采用什么樣的方式進行退火，如熱管式退火、感應式退火或者目前普遍采用的接觸式大電流退火，其最終目的都要求導線必須達到電纜產品所需的導體性能。</p><p>　　拉線機退火裝置在生產過程中遇到很多問題。例如1、如何控制退火時，各段設備的溫度；2、如何控制到現(xiàn)在退火設備中的退火時間；3、如何控制導線行進的速度；4、如何設計退火設備退火段的長度；5、退火后的導體出現(xiàn)退火不均以及未完全退火等。這些都是涉及到如何設計

12、、控制、使用、組合得到最終我們想要的產品，而又消耗最少的的社會資源。而現(xiàn)在，最嚴重的問題正是缺乏專業(yè)技術人員，這也是我選擇這個崗位的原因。本文將逐一介紹拉線機退火裝置的主要部件的結構并分別解析他們的工作原理，從而讓大家初步的認識一下這個行業(yè)的加工技術。</p><p>　　二、拉線機退火裝置的形式</p><p><b>　　1、兩段式退火</b></p>

13、<p>　　有預熱段和退火段組成的二段式退火，其加熱溫度分別為200??攝氏度和500~550攝氏度，二段式退火形式，主要用于大拉機連續(xù)退火裝置</p><p><b>　　2、三段式退火</b></p><p>　　有預熱段、退火段、再熱段組成的三段式。采用再熱段的目的主要使導線表面的水漬加速揮發(fā)和干燥。并使退火后的導線表面光亮，三段式退火主要用于大型

14、拉線機連續(xù)退火裝置</p><p>　　由圖1所示，設加于上接觸導輪A和下接觸導輪B的直流電壓、電流為U退和U總.則三角形區(qū)域上的電壓、電流之間應具有如下關系: </p><p>　　加熱段長度之間的關系:</p><p>　　加熱電壓、加熱電流與銅線的線徑、線速、加熱段的長度及加熱段二端的溫度在略去熱損失的條件下 (理想狀態(tài))有如下關系: </p>

15、<p>　　現(xiàn)將公式((4)代人公式((1)就可以相應得出預熱段、干燥段的長度，因為連續(xù)退火裝置在設計時退火段的長度是給定的，一般取 1200-1800，其各加熱段的溫度也是基本確定的，如拉線機的出線溫度一般在50℃左右，退火段溫度需550℃，則預熱段溫度約在180℃-200℃(在空氣中不氧化溫度)，千燥溫度約在50℃左右，但通過改變預熱段的長度可調節(jié)干燥段的出線溫度，在一定范圍內預熱段放長，干燥段溫度降低，反之則反。<

16、/p><p>　　當上述工藝條件確定后，將數據代人公式((4)(5)即可得出退火電流及退火電壓。 </p><p>　　由上述公式((7)可知，退火電壓僅與線速度有關而與線徑無關，并且公式((7)是連續(xù)退火裝置電氣設計的基本依據。</p><p><b>　　3、三角連續(xù)退火瑞</b></p><p>　　有預熱段、退火段和

17、再預熱段三個區(qū)段組成，在機械和電氣都構成三角形，稱三角形退火，這樣距離很短，從而避免了線材的抖動和避免接觸燒出斑痕。</p><p>　　4、連續(xù)退火參數計算</p><p>　　連續(xù)退火參數計算 連續(xù)退火參數有：退火電壓，退火電流，退火溫度，退火速度及接觸輪直徑。</p><p>　　退火電壓 電流的計算 </p><p>　　根據能

18、量守恒定律，退火電流加熱線材產生熱量按下式計算：</p><p>　　Q1=I2Rdt (1)</p><p>　　式中 Q1＿＿＿電流通過導體產生熱量（Ｊ）</p><p>　?。蒧__退火電流 （A）</p><p>　　R___金屬線材電阻（Ω）</p><p>　　dt__電流通過線材時間的微分 (S)&l

19、t;/p><p>　　線材退火時所需的熱量</p><p>　　Q2=cvρdT=cSLρdT</p><p>　　式中 Q2____退火金屬線材所需熱量 （J）</p><p>　　C___線材比熱容（銅的比熱容c=393J/kg.k）</p><p>　　V___退火線材的體積（ cm3）</p>

20、<p>　　S___導體截面積（cm2）</p><p>　　L__預熱段或退火段長度（cm）</p><p>　　ρ___密度（ρcu=8.9g/cm3）</p><p>　　dT___線材溫度變量的微分（℃）</p><p>　　若不計熱量損失，則Ｑ１＝Ｑ２　</p><p>　?。桑玻襠t=cS

21、LρdT</p><p>　　銅導體為什么需要退火軟化處理？ </p><p>　　電線電纜導體經冷拔加工后，均存在硬化現(xiàn)象，抗拉強度和屈服強度明顯增加，塑性和韌性普遍降低，伸長率的變化尤為顯著。欲消除冷拔硬化現(xiàn)象，提高延伸率，就必須進行退火處理，以消除內部應力及缺陷，使之恢復到冷加工前的物理及機械性能。如銅導體經550℃退火處理后，導線柔軟，不易被拉斷。同時，導體的電阻率降低約2.1％，

22、減小了線路損耗。因此，退火軟化是電線電纜及漆包線生產過程的主要環(huán)節(jié)之一。</p><p>　　三、拉線機退火的方法</p><p>　　常用的退火方法和工藝有：（1）真空退火爐；（2）熱管式退火爐；（3）接觸式大電流退火爐；（4）感應式退火爐。其中，接觸式大電流退火爐又分為電刷傳輸電流式退火爐和水銀傳輸電流式退火爐。下面逐一分析這幾種退火方法和工藝的優(yōu)缺點，以便于用戶在選擇退火設備時作參考

23、。</p><p>　　(一) 、 熱管式退火爐</p><p>　　熱管式退火爐也是比較傳統(tǒng)的退火工藝，其設備的結構示意圖如圖2所示。它主要有：不銹鋼管、加熱棒、測溫熱電偶、冷卻水及導輪組成。</p><p><b>　　熱管式退火爐</b></p><p>　　優(yōu)點：技術簡單，設備簡陋，設備投資低，對操作人員要求低

24、，能夠實現(xiàn)多頭退火。</p><p>　　缺點：耗電量大，退火一噸銅絲耗電在225度電以上；無法實現(xiàn)退火速度自動跟蹤；穿線麻煩，設備龐大。</p><p>　　建議：由于能耗大，生產成本高，產品競爭能力低，建議盡快淘汰，采用新技術。</p><p>　　(二)．感應式退火爐</p><p>　　圖7為感應式退火機工作原理示意圖。它主要有感應電

25、源、感應圈、導輪1、導輪2等組成。</p><p><b>　　感應式退火爐</b></p><p>　　缺點：由于電力電子器件的功率有限，感應電源的功率還達不到高速大拉機連拉連退配套的退火要求；其次，多股高速感應式退火機的除水干燥還需要進一步完善。</p><p>　　建議：盡快定型多頭感應式退火機，以滿足市場求；其次，采用多單元感應電源并聯(lián)

26、的方法提高感應電源的輸出功率，以適應高速大拉機連拉連退配套的退火要求。</p><p>　　(三)、接觸式電刷傳輸大電流退火機</p><p>　　接觸式電刷傳輸大電流退火機，是我國上世紀五十年代從前蘇聯(lián)引進的技術。退火機的工作原理如圖3所示。圖4為接觸式電刷傳輸大電流原理。</p><p><b>　　拉線機退火裝置結構</b></p&

27、gt;<p>　　采用拉線機連續(xù)退火，不但簡化了工序，而且提高了線材質量，節(jié)約了生產場地和用電量。</p><p>　　LHD-400∕13型拉線機連續(xù)退火裝置的結構見圖3，主要有400mm導論組、接觸輪裝置、蒸汽保護裝置、冷卻裝置、齒輪箱、反沖裝置、補償裝置、機架等組成。</p><p>　　退火時線材由前面拉線機定速輪放出，經過緩沖裝置后進入第一只接觸輪，后經導輪組進入第

28、二只接觸輪，經過蒸汽保護裝置后進入第三只接觸輪，金屬線材又經過冷卻裝置及補償裝置，最后金屬線才進入收線裝置，將金屬線材收卷在收線盤上。</p><p>　　在第一與第二接觸輪之間構成預熱段，將金屬線材加熱到200℃左右，在第二與第三接觸輪之間構成退火段，將金屬線材加熱至550℃左右。使金屬線材退火軟化。</p><p>　　為防止金屬線材退火時氧化變色，在蒸汽保護裝置里，通入壓力為p=5&

29、#215;104pa的低壓蒸汽，以避免金屬線材氧化。如圖4所示，工作時門蓋和門座閉合在一起，在結合面四周鑲上泡沫橡膠密封條，以防止蒸汽從四周漏出，在裝置內有一些小導輪，供檔線用，防止退火時線材抖動。門蓋和門座用鋁合金鑄造，為避免退火時金屬線材碰到鋁合金的門蓋和門座，在內部裝有玻璃鋼管，做保護和絕緣用。</p><p><b>　　四、退火溫度</b></p><p>

30、　?。ㄒ唬┙饘倮碚撏嘶饻囟?</p><p><b>　　1、銅導體</b></p><p><b>　　2、鋁導體</b></p><p>　　（二）退火設備的各段溫度確定</p><p><b>　　謝辭</b></p><p>　　經過幾個月的

31、工作和學習，畢業(yè)論文設計已基本結束，論文得以完成，要感謝的人實在太多了，首先要感謝周老師，因為本論文設計在周老師的悉心指導和嚴格要求下業(yè)已完成，周老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導和一些富于創(chuàng)造性的建議，沒有這樣的幫助和關懷，我不會這么順利的完成畢業(yè)論文。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意。</p><p>　　同時，還要感謝同組的各位同學，在畢業(yè)設計的這段時間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，對

32、于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝。</p><p>　　同時，論文的順利完成，離不開其它各位老師、同學和朋友的關心和幫助。在整個的論文寫作中，各位老師、同學和朋友積極的幫助我查資料和提供有利于論文寫作的建議和意見，在他們的幫助下，論文得以不斷的完善，最終幫助我完整的寫完了整個論文。</p><p>　　同時，在論文寫作過程中，我還參考了有關的書籍和論文，在這里一并向有關的作者表示謝意

33、，也感謝我的師傅能借給我有關專業(yè)的書籍，讓我的論文內容更加豐富。</p><p>　　在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會向在這三年中給予了我?guī)椭椭笇У乃欣蠋煴硎居芍缘闹x意，感謝他們三年來的辛勤栽培。各位任課老師認真負責，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。</p><p>　　在這次的畢業(yè)設計中，學院里也做了大量的工作，衷心感謝學