常用退火方法和退火

1、感应式导体连续退火机感应式导体连续退火机 主要讨论两个问题主要讨论两个问题 1.常用的几种退火方法和退火工艺比较常用的几种退火方法和退火工艺比较 2.感应式导体退火机感应式导体退火机 常用的几种退火方法和退火常用的几种退火方法和退火 工艺比较工艺比较 摘要：系统的分析了真空退火炉、热管式 管道退火炉、接触式退火炉以及感应式退 火炉的工作原理和系统组成。比较了它们 各自的优缺点，通过分析表明：感应式退 火机在这些常用的退火工艺中，是性价比 最高的退火装置。列出了感应式退火机系 列的十二种型号的技术参数，并附带了感 应式退火机的常用配置方案。 铜导体为什么需要退火软化处理？铜导体为什么需要退火软化

2、处理？ 电线电缆导体经冷拔加工后，均存在硬化现象，电线电缆导体经冷拔加工后，均存在硬化现象， 抗拉强度和屈服强度明显增加，塑性和韧性普遍抗拉强度和屈服强度明显增加，塑性和韧性普遍 降低，伸长率的变化尤为显著。欲消除冷拔硬化降低，伸长率的变化尤为显著。欲消除冷拔硬化 现象，提高延伸率，就必须进行退火处理，以消现象，提高延伸率，就必须进行退火处理，以消 除内部应力及缺陷，使之恢复到冷加工前的物理除内部应力及缺陷，使之恢复到冷加工前的物理 及机械性能。如铜导体经及机械性能。如铜导体经550退火处理后，导退火处理后，导 线柔软，不易被拉断。同时，导体的电阻率降低线柔软，不易被拉断。同时，导体的电阻率降

3、低 约约2.1，减小了线路损耗。因此，退火软化是电，减小了线路损耗。因此，退火软化是电 线电缆及漆包线生产过程的主要环节之一。线电缆及漆包线生产过程的主要环节之一。 常用的退火方法和工艺有：常用的退火方法和工艺有：（1）真空退火）真空退火 炉；（炉；（2）热管式退火炉；（）热管式退火炉；（3）接触式大电）接触式大电 流退火炉；（流退火炉；（4）感应式退火炉。）感应式退火炉。其中，接其中，接 触式大电流退火炉又分为电刷传输电流式退触式大电流退火炉又分为电刷传输电流式退 火炉和水银传输电流式退火炉。下面逐一分火炉和水银传输电流式退火炉。下面逐一分 析这几种退火方法和工艺的优缺点，以便于析这几种退火

4、方法和工艺的优缺点，以便于 用户在选择退火设备时作参考。用户在选择退火设备时作参考。 1 真空退火炉真空退火炉 真空退火炉是比较传真空退火炉是比较传 统的退火工艺，其设统的退火工艺，其设 备的结构示意图如图备的结构示意图如图 1所示。它主要有：所示。它主要有： 真空罐、井式加热系真空罐、井式加热系 统组成。真空罐的顶统组成。真空罐的顶 部为一个可以打开的部为一个可以打开的 盖，在盖上有抽真空盖，在盖上有抽真空 的接口、气压表、测的接口、气压表、测 温热电偶、密封橡胶温热电偶、密封橡胶 垫、固定螺栓等组成垫、固定螺栓等组成。 气压表 抽气嘴 井式炉 真空罐 电缆盘 加热丝 地面 图1 真空退火炉

5、结构示意图 热电偶 1 1 真空退火炉真空退火炉 1.1优点：优点：技术简单，设备简陋，设备投资技术简单，设备简陋，设备投资 低，对操作低，对操作 人员要求低。人员要求低。 1.2缺点缺点：耗电量大，退火一吨铜丝耗电在：耗电量大，退火一吨铜丝耗电在230度电以度电以 上；生产工艺不稳定，一旦漏气全炉均会氧化变色；上；生产工艺不稳定，一旦漏气全炉均会氧化变色； 真空炉内的上下、左右温度不均匀，会出现内外电真空炉内的上下、左右温度不均匀，会出现内外电 线软硬不均，更有甚者，还会出现电线粘连现象；线软硬不均，更有甚者，还会出现电线粘连现象； 不能在线连续退火，且退一罐线的周期太长。不能在线连续退火，

6、且退一罐线的周期太长。 1.3 建议建议：由于真空退火炉工艺落后，能耗大，产品质：由于真空退火炉工艺落后，能耗大，产品质 量不稳定，生产成本高，市场竞争能力低，建议尽量不稳定，生产成本高，市场竞争能力低，建议尽 快淘汰真空退火炉。快淘汰真空退火炉。 2 热管式退火炉热管式退火炉 热管式退火炉热管式退火炉 也是比较传统的也是比较传统的 退火工艺，其设退火工艺，其设 备的结构示意图备的结构示意图 如图如图2所示。它所示。它 主要有：不锈钢主要有：不锈钢 管、加热棒、测管、加热棒、测 温热电偶、冷却温热电偶、冷却 水及导轮组成水及导轮组成。 放线盘放线盘 收线盘收线盘 导轮导轮 退火不锈钢管退火不锈

7、钢管 导轮导轮 冷却水冷却水 图图2 管道式退火炉结构示意图管道式退火炉结构示意图 加热棒加热棒 2 热管式退火炉热管式退火炉 2.1 优点优点：技术简单，设备简陋，设备投资低，技术简单，设备简陋，设备投资低， 对操作人员要求低，能够实现多头退火。对操作人员要求低，能够实现多头退火。 2.2 缺点缺点：耗电量大，退火一吨铜丝耗电在耗电量大，退火一吨铜丝耗电在225度度 电以上；无法实现退火速度自动跟踪；穿线麻烦，电以上；无法实现退火速度自动跟踪；穿线麻烦， 设备庞大。设备庞大。 2.3 建议建议：由于能耗大，生产成本高，产品竞争：由于能耗大，生产成本高，产品竞争 能力低，建议尽快淘汰，采用新技

8、术。能力低，建议尽快淘汰，采用新技术。 3 接触式电刷传输大电流退火机接触式电刷传输大电流退火机 接触式电刷传输大电流退火机，是我国上世纪五十年代从前接触式电刷传输大电流退火机，是我国上世纪五十年代从前 苏联引进的技术。退火机的工作原理如图苏联引进的技术。退火机的工作原理如图3所示。图所示。图4为接触为接触 式电刷传输大电流原理。式电刷传输大电流原理。 图图3 接触式电刷传输大电流退火机接触式电刷传输大电流退火机 放线盘 退火管 收线盘 冷却水 电极轮 电极轮 1 2 变压器 轴承 可调压电源 退火管 电刷 电极轮 电极轮 图图4 接触式电刷传输大电流原理接触式电刷传输大电流原理 3 3 接触

9、式电刷传输大电流退火机接触式电刷传输大电流退火机 3.1 优点优点：比较节能；实现了高速连续退火；导体的柔软比较节能；实现了高速连续退火；导体的柔软 度比较均匀；退火电压可以跟踪退火速度。度比较均匀；退火电压可以跟踪退火速度。 3.2 缺点缺点：电刷和电极轮间、电极轮和导线间会出现打火，电刷和电极轮间、电极轮和导线间会出现打火， 影响导线表面质量；由于靠电刷传输电流，电极轮的阻力影响导线表面质量；由于靠电刷传输电流，电极轮的阻力 大，退火导线会拉细，线径得不到保障；电极轮与退火导大，退火导线会拉细，线径得不到保障；电极轮与退火导 线间有相对运动，因此导轮磨损大。即使电极轮增加了动线间有相对运动

10、，因此导轮磨损大。即使电极轮增加了动 力驱动，线速度的同步问题仍是难题。力驱动，线速度的同步问题仍是难题。 3.3 建议建议：采用直流电机或变频调速系统作动力驱动，加采用直流电机或变频调速系统作动力驱动，加 装储线器来补偿线速度的不同步。最好更换感应式退火机。装储线器来补偿线速度的不同步。最好更换感应式退火机。 感应式退火机阻力很小，不需要动力驱动。感应式退火机阻力很小，不需要动力驱动。 4. 4. 接触式水银传输大电流式退火机接触式水银传输大电流式退火机 图图5为接触式水银传输大电流式退火机结构示意图，图为接触式水银传输大电流式退火机结构示意图，图6为水银传输大为水银传输大 电流的原理图。图

11、电流的原理图。图4和图和图6的唯一区别是：图的唯一区别是：图4是用电刷传输退火电流，是用电刷传输退火电流， 图图6是用水银传输退火电流。是用水银传输退火电流。 图图5 接触式水银传输大电流退火机接触式水银传输大电流退火机 放线盘 退火管 收线盘 冷却水 电极轮 电极轮 1 2 电极轮 电极轮退火管 轴承 可调压电源 水银槽 水银 图图6 接触式水银传输大电流原理接触式水银传输大电流原理 4. 4. 接触式水银传输大电流式退火机接触式水银传输大电流式退火机 4.1 优点优点：与接触式电刷传输退火电流相比，与接触式电刷传输退火电流相比， 阻力有较大的减少；与真空炉和管道炉相阻力有较大的减少；与真空

12、炉和管道炉相 比，能耗有了较大的降低；由于水银导电比，能耗有了较大的降低；由于水银导电 不如电刷导电的接触电阻小，因而水银传不如电刷导电的接触电阻小，因而水银传 输电流比电刷传输电流的能耗稍大。但设输电流比电刷传输电流的能耗稍大。但设 备制造成本相对低一些。备制造成本相对低一些。 4. 4. 接触式水银传输大电流式退火机接触式水银传输大电流式退火机 4.2 缺点缺点：该退火机最大的缺陷是水银对环境的污染。如图6所示，1 号水银槽在空气中，当上千安培的大电流通过水银时，一部分水银会 变成水银蒸汽，即使采取了一定的密封措施仍有一定量的水银蒸汽挥 发在空气中，产生空气污染；2号水银槽在冷却水中，由于

13、冷却水与 水银相接触，因此对冷却水产生污染，有的用户把冷却水直接排入下 水道，必然对地下水产生极大污染；按照国家环保标准，水银的如此 污染是绝对不能允许的。其次，虽然水银传输电流的阻力比电刷传输 电流小，但是其产生的阻力仍然会使退火线径的变化超出公差范围。 另外，在水银中转动的铜轮与水银之间产生打火现象，该铜轮会被电 火花灼伤的象齿轮一样。 4. 4. 接触式水银传输大电流式退火机接触式水银传输大电流式退火机 4.2 建议建议：从健康和环保的长远利益考虑，从健康和环保的长远利益考虑， 应选择安全、节能、可靠、运行成本低、应选择安全、节能、可靠、运行成本低、 综合性能价格比高的设备。综合性能价格

14、比高的设备。 5 5感应式退火炉感应式退火炉 图图7为感应式退火机工作原理示意图。它主要有感为感应式退火机工作原理示意图。它主要有感 应电源、感应圈、导轮应电源、感应圈、导轮1、导轮、导轮2等组成。等组成。 放线盘 感应 电源 图图7 感应式退火机工作原理图感应式退火机工作原理图 导轮 1 导轮 2 收线盘 感应圈 5 5感应式退火炉感应式退火炉 5.1 优点优点：由于采用感应电流加热退火，不需要 电刷或水银传输退火电流，因而传输路径的阻力 很小，退火导线不会被拉细；退火速度高；退火 效率高，节能明显，退火一吨铜线材，耗电不足 真空退火炉和管道式退火炉的一半；该设备既可 以与各种拉丝机配套使用

15、，也可以与挤塑机配套 使用，还可以与复绕机配套使用；对环境不产生 任何污染；结构简单；安装方便，操作简单。 5 5感应式退火炉感应式退火炉 5.2 缺点缺点：由于电力电子器件的功率有限，感应电源的功率由于电力电子器件的功率有限，感应电源的功率 还达不到高速大拉机连拉连退配套的退火要求；其次，多还达不到高速大拉机连拉连退配套的退火要求；其次，多 股高速感应式退火机的除水干燥还需要进一步完善。股高速感应式退火机的除水干燥还需要进一步完善。 5.3 建议建议：尽快定型多头感应式退火机，以满足市场求；尽快定型多头感应式退火机，以满足市场求； 其次，采用多单元感应电源并联的方法提高感应电源的输其次，采用

16、多单元感应电源并联的方法提高感应电源的输 出功率，以适应高速大拉机连拉连退配套的退火要求。出功率，以适应高速大拉机连拉连退配套的退火要求。 T1T1退火机的主要技术参数退火机的主要技术参数 1.1 退火速度退火速度:900m/min; 1.2 退火线径退火线径:0.05- 0.12; 1.3最大产量最大产量:4.5kg/h; 1.4 吨耗电量吨耗电量:65kwh(度度); 1.5 进线高度进线高度:1260mm; 1.6 出线高度出线高度:620mm; 1.7 冷却方式冷却方式:循环水循环水; 1.8 尺尺 :5006001400. T2T2退火机的主要技术参数退火机的主要技术参数 2.1 退

17、火速度退火速度:1800m/min; 2.2 退火线径退火线径:0.12-0.32; 2.3最大产量最大产量:70kg/h; 2.4 吨耗电量吨耗电量:约约65度度; 2.5 进线高度进线高度:1260mm; 2.6 出线高度出线高度:620mm; 2.7 冷却方式冷却方式:循环水循环水; 2.8 尺寸尺寸:5006001400. T2T2退火机与拉丝机配套技术方案退火机与拉丝机配套技术方案 T2T2退火机与拉丝机配套技术方案退火机与拉丝机配套技术方案 500 T1T2退火机与小拉丝机配套技术方案退火机与小拉丝机配套技术方案 T3T3退火机的主要技术参数退火机的主要技术参数 3.1 退火速度退

18、火速度:600m/min; 3.2 退火线径退火线径:0.32-0.9; 3.3最大产量最大产量:200kg/h; 3.4 吨耗电量吨耗电量:约约68度度; 3.5 进线高度进线高度:1580mm; 3.6 出线高度出线高度:680mm; 3.7 冷却方式冷却方式:循环水循环水; 3.8 尺尺 寸寸:85010201800. T4T4退火机的主要技术参数退火机的主要技术参数 4.1 退火速度退火速度:1200m/min; 4.2 退火线径退火线径:0.32-0.9; 4.3最大产量最大产量:400kg/h; 4.4 吨耗电量吨耗电量:约约68度度; 4.5 进线高度进线高度:1580mm; 4

19、.6 出线高度出线高度:680mm; 4.7 冷却方式冷却方式:循环水循环水; 4.8 尺尺 寸寸:85010201800. T4T4退火机配套技术方案退火机配套技术方案 放线放线 280/17拉丝机拉丝机 退火机退火机 收排线机收排线机 T3 T4 T3 T4 退火机与退火机与280/17280/17中拉丝机配套技术方案中拉丝机配套技术方案 T5T5退火机的主要技术参数退火机的主要技术参数 5.1 退火速度退火速度:600m/min; 5.2 退火线径退火线径:0.4-1.2; 5.3最大产量最大产量:400kg/h; 5.4 吨耗电量吨耗电量:约约72度度; 5.5 进线高度进线高度:15

20、80mm; 5.6 出线高度出线高度:680mm; 5.7 冷却方式冷却方式:循环水循环水; 5.8 尺寸尺寸:85010201800. T6T6退火机的主要技术参数退火机的主要技术参数 6.1 退火速度退火速度:900m/min; 6.2 退火线径退火线径:0.4-1.2; 6.3最大产量最大产量:500kg/h; 6.4 吨耗电量吨耗电量:约约72度度; 6.5 进线高度进线高度:1580mm; 6.6 出线高度出线高度:680mm; 6.7 冷却方式冷却方式:循环水循环水; 6.8 尺尺 寸寸:85010201800. T6T6退火机与中拉机配套技术方案退火机与中拉机配套技术方案 T7T

21、7退火机的主要技术参数退火机的主要技术参数 7.1 退火速度:300m/min; 7.2 退火线径:0.8-1.8; 7.3最大产量:400kg/h; 7.4 吨耗电量:约80度; 7.5 进线高度:1580mm; 7.6 出线高度:680mm; 7.7 冷却方式:循环水; 7.8 尺 寸:85010201800. T8T8退火机的主要技术参数退火机的主要技术参数 8.1 退火速度退火速度:0-300m/min; 8.2 退火线径退火线径:1.0-2.8; 8.3最大产量最大产量:400kg/h; 8.4 吨耗电量吨耗电量:约约80度度; 8.5 进线高度进线高度:1580mm; 8.6 出线

22、高度出线高度:680mm; 8.7 冷却方式冷却方式:循环水循环水; 8.8 尺尺 寸寸:85015201800. T9T9退火机的主要技术参数退火机的主要技术参数 9.1 退火速度退火速度:0-300m/min; 9.2 退火线径退火线径:1.13-3.0; 9.3最大产量最大产量:500kg/h; 9.4 吨耗电量吨耗电量:约约90度度; 9.5 进线高度进线高度:1580mm; 9.6 出线高度出线高度:680mm; 9.7 冷却方式冷却方式:循环水循环水; 9.8 尺尺 寸寸:8502020200 T9退火机配套技术方案退火机配套技术方案 T10T10退火机的主要技术参数退火机的主要技

23、术参数 10.1 退火速度退火速度:0-240m/min; 10.2 退火线径退火线径: 1.13-3; 10.3最大产量最大产量:900kg/h; 10.4 吨耗电量吨耗电量:约约100度度; 10.5 进线高度进线高度:1580mm; 10.6 出线高度出线高度:680mm; 10.7 冷却方式冷却方式:循环水循环水; 10.8 尺尺 寸寸:85020202000 T11T11退火机主要技术参数退火机主要技术参数 11.1 退火速度退火速度:30-120m/min; 11.2 退火线面积退火线面积:5-24mm2; 11.3最大产量最大产量:300kg/h; 11.4 吨耗电量吨耗电量:约

24、约90度度; 11.5 进线高度进线高度:2000mm; 11.6 出线高度出线高度:1000mm; 11.7 冷却方式冷却方式:循环水循环水; 11.8 尺尺 寸寸:85020202600 T12T12退火机的主要技术参数退火机的主要技术参数 12.1 退火速度退火速度:360-600m/min; 11.2 退火线径退火线径: 1.1-3.0; 12.3最大产量最大产量:1200kg/h; 12.4 吨耗电量吨耗电量:约约90度度; 12.5 进线高度进线高度:2000mm; 12.6 出线高度出线高度:800mm; 12.7 冷却方式冷却方式:循环水循环水; 12.8 尺尺 寸寸:8502

25、0202600 什么是感应式退火？什么是感应式退火？ 感应式导体连续退火机是利用电磁感应原理使导感应式导体连续退火机是利用电磁感应原理使导 体加热退火的一种装置。退火前的导体经导轮体加热退火的一种装置。退火前的导体经导轮1、 导轮导轮2后穿过感应圈后穿过感应圈3后到导轮后到导轮1导出，这时退火导出，这时退火 导体相当于感应圈的二次侧负载，当一次侧绕组导体相当于感应圈的二次侧负载，当一次侧绕组 通过交流电时，二次侧负载即退火导线中就有较通过交流电时，二次侧负载即退火导线中就有较 大的感应电流通过。使导体被加热，达到退火的大的感应电流通过。使导体被加热，达到退火的 目的。根据不同规格导体和不同的线

26、速度调节感目的。根据不同规格导体和不同的线速度调节感 应圈的一次电流，便可以使导体按要求的工艺连应圈的一次电流，便可以使导体按要求的工艺连 续退火，这种退火方式称为感应式退火。退火续退火，这种退火方式称为感应式退火。退火1 吨铜的耗电不到吨铜的耗电不到90度。度。 感应式连续退火是如何防止退火过感应式连续退火是如何防止退火过 程导体氧化？程导体氧化？ 感应式导体连续退火是一种非接触导体连感应式导体连续退火是一种非接触导体连 续退火装置。它集预热、退火、再热干燥续退火装置。它集预热、退火、再热干燥 于一体，结构紧凑，穿线操作方便，节能于一体，结构紧凑，穿线操作方便，节能 显著，为了防止退火段的氧

27、化，采用水蒸显著，为了防止退火段的氧化，采用水蒸 汽保护。水蒸汽有一个汽保护。水蒸汽有一个400W的常压蒸汽发的常压蒸汽发 生器产生。蒸汽发生器安装在退火机的内生器产生。蒸汽发生器安装在退火机的内 部，安全可靠方便。部，安全可靠方便。 感应式退火机的基本组成感应式退火机的基本组成 感应式退火机的基本组成有五部分，即：感应式退火机的基本组成有五部分，即： （1）退火导体的传输路径系统；）退火导体的传输路径系统； （2）中频感应电源系统；）中频感应电源系统； （3）感应圈加热系统；）感应圈加热系统； （4）蒸汽发生器系统；）蒸汽发生器系统； （5）循环冷却系统。）循环冷却系统。 感应式退火机常用的

28、配套方案感应式退火机常用的配套方案 （1）拉丝连续退火方案）拉丝连续退火方案 放线放线 拉丝机拉丝机 退火机退火机 收排线机收排线机 感应式退火机常用的配套方案感应式退火机常用的配套方案 （2）独立连续退火方案）独立连续退火方案 放线放线 退火机退火机 牵引机牵引机 收排线机收排线机 感应式退火机常用的配套方案感应式退火机常用的配套方案 （3）连续退火包塑方案）连续退火包塑方案 放线放线 退火机退火机 挤出机挤出机 水槽水槽 牵引机牵引机 收排线机收排线机 感应式退火机常用的配套方案感应式退火机常用的配套方案 （4）拉丝连续退火包塑串联线）拉丝连续退火包塑串联线 放线放线 拉丝机拉丝机 退火机

29、退火机 挤出机挤出机 水槽水槽 牵引机牵引机 收排线机收排线机 感应式退火机的特点感应式退火机的特点 （1）非接触式感应退火，导轮不需动力驱动，）非接触式感应退火，导轮不需动力驱动， 线线 芯不易拉伸变细；芯不易拉伸变细； （2）节能省电，退火）节能省电，退火1吨铜材耗电吨铜材耗电65度度(Kwh) 90度度(Kwh)； （3）导线退火均匀，表面色泽好，不易出现打）导线退火均匀，表面色泽好，不易出现打 火现象引起的黑点；火现象引起的黑点； （4）退火导线可以是单根，也可以是多根；）退火导线可以是单根，也可以是多根； （5）导轮表面经陶瓷喷涂处理，使用寿命长；）导轮表面经陶瓷喷涂处理，使用寿命长

30、； （6）性能稳定，质量可靠，安装简单，操作方）性能稳定，质量可靠，安装简单，操作方 便。便。 为何选择感应式退火机为何选择感应式退火机 （1）热效率高，节能省电热效率高，节能省电。感应式退火机与真空。感应式退火机与真空 退火炉和热管式退火炉相比，每生产退火炉和热管式退火炉相比，每生产1吨铜丝节吨铜丝节 电电160度度200度，按每度电度，按每度电0.5元计算，每生产元计算，每生产1 吨铜线节约电费吨铜线节约电费80元元100元，一台中型感应式元，一台中型感应式 退火机按每天生产退火机按每天生产4吨铜丝计算，每月节约电费吨铜丝计算，每月节约电费 约约1万元，一台机器在万元，一台机器在610个月

31、内节约的电费为个月内节约的电费为 6万元万元10万元，足可以购买一台退火机器。况万元，足可以购买一台退火机器。况 且，随着市场经济的发展，竞争愈来愈激烈，电且，随着市场经济的发展，竞争愈来愈激烈，电 线电缆利润愈来愈低，降低生产成本，提高市场线电缆利润愈来愈低，降低生产成本，提高市场 竞争能力，是企业生存和发展的根本保障。竞争能力，是企业生存和发展的根本保障。 为何选择感应式退火机为何选择感应式退火机 （2）提高产品质量，降低废品率提高产品质量，降低废品率。市场竞。市场竞 争靠产品，产品竞争靠质量和价格，选择争靠产品，产品竞争靠质量和价格，选择 先进的生产设备，不仅能提高产品质量而先进的生产设备，不仅能提高产品质量而 且降低了原材料消耗。且降低了原材料消耗。 （3）降低维修率，减少维护费用降低维修率，减少维护费用。设备的。设备的 频繁维修，不仅花费大量资金，而且影响频繁维修，不仅花费大量资金，而且影响 正常的生产，增加了企业负担。感应式退正常的生产，增加了企业负担。感应式退 火机工作可靠，维修率低，维护费用少。火机工作可靠，维修率低，维护费用少。 为何选择感应式退火机为何选择感应式退火机 （4）配套容易，安装简单，操作方便配套容易，安装简单，操作方便。感。感 应式退火机可以单独退火使用，也可以与应式退火机可以单独退火使用，也可以与 拉丝机挤出机等配套使用，由于退火机内拉丝机