我国铜线杆生产技术现状与发展趋势

NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心国家铜冶炼及加工工程技术研究中心2014年8月我国铜线杆生产技术现状与发展趋势李明茂NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心汇报内容•中国电缆工业概况•我国电工铜杆需求现状•铜线杆生产装备技术的发展•国内电工铜杆生产现状•国内电工铜杆生产设备制造技术现状•电工铜杆生产技术发展趋势•电工铜线生产技术的发展•其它铜线材的发展与应用•思考——我国铜杆线的发展与趋势NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心3电线电缆行业是一个基础器材和基础产品的制造业。喻为国民经济的“血管”与“神经”，它是输送电能、传递信息和制造机电、电器、仪表的基础器材，是未来电气化、信息化社会中不可缺少的基础产品电线电缆行业又是一个配套大行业，产品必须满足各主行业的要求，主行业发展了，线缆行业也随之发展，国民经济的绝大多数行业与电线电缆有关2012年行业电线电缆和光纤光缆共完成现价工业销售产值突破1.1万亿元，已达国民经济总产值的2%1.中国电缆工业概况NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心4“八五”期间是中国线缆行业的辉煌时期，“九五”保持了“八五”高速发展的势头，“十五”势头不减。2000年已成为世界第二电线电缆生产国，仅次于美国，如今成为世界第一电线电缆生产国电线电缆行业是用铜大户，而且是使用精铜的大户，一般品位都在99.9%以上，乃至A级高纯铜。用作导体的铜，为了保证导电率和制杆，制线过程中有“三性”（可轧性、可拉性和可退火性）的基本要求2010年行业用铜、铝导体总量约为484万吨和220万吨，分别约占全国用铜、铝量的64%和13%，约占全球电线电缆铜导体产量的33%（1440万吨）1.中国电缆工业概况NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心5铜导体用于线、缆产品的主要有5大类，即：裸线、电气装备用电线电缆、电力电缆、通信电缆和绕组线电线电缆行业与铜和铜合金有关的裸制品有杆、线、带、双金属线和型材等5种。其中铜杆线是最主要的铜导体及其原料，占90%左右1.中国电缆工业概况NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心62000年以来，电缆用铜导体行业的固定资产年均增长速度达到16%；但行业存在着发展速度与发展质量、发展规模与效益水平不平衡：电线电缆企业数量多而规模小，现有电线电缆厂约5700多家，是世界电线电缆企业最多的国家，其中小型企业约占全部总数的95.7%行业总体规模过大，铜杆产能存在严重过剩问题，2013年铜杆产量达794万吨，超过全国铜材产能的一半。进一步提高自主研发能力，致力解决核心技术、关键材料、先进装备开发等问题，是本行业实现由大变强的战略要求1.中国电缆工业概况NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心7电工铜线杆产品的技术要求电工铜杆简称铜杆，主要是指¢8的铜杆，也可根据用户要求生产¢6-35尺寸的铜杆，铜杆的外形尺寸偏差、化学成分、电性能、力学性能等要符合国家标准GB/T3952-2012《电工用铜线坯》的要求2012年7月11日我国通过了第一个用再生铜生产铜杆的行业标准YS/T《电工用火法精炼再生铜线坯》，该标准比用电解铜为原料生产电工铜杆的标准，在化学成分上要求低一些，电性能、力学性能等方面要求相当，用紫杂铜生产的铜杆目前主要用于生产民用建筑方面的电线电缆1.中国电缆工业概况NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心8《电工用火法精炼再生铜线坯》YS/T793-2012主要指标化学成分元素组元素元素组总质量分数/%主要成分，不小于（%）Cu+Ag99.90其他杂质元素总量，不大于（%）杂质元素0.1000氧含量，不大于（%）O0.040杂质元素总量是指包含：As、Bi、Cd、Cr、Fe、Mg、Ni、Pb、S、Sb、Se、Si、Sn、Te、Zn的总和1.中国电缆工业概况NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心9牌号性能TH1TH2TH3伸长率，不小于（%）扭转性能正转转数252525反转至断裂的转数，不小于302520电阻率Ω·㎜²/m，不大于（%IACS，不小于）0.01707（101.0）0.01724（100.0）0.01724（100.0）注：如有铜粉量和退火性能要求，由供需双方另议《电工用火法精炼再生铜线坯》YS/T793-2012主要指标铜线坯的机械和电气性能1.中国电缆工业概况NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心10电工铜线杆产品的技术要求电工铜线坯经过加工，拉制、挤压生产各种规格和性能的圆铜线，必须符合国家GB/T3953-2009《电工圆铜线》标准。电工铜线坯即铜杆的标准由中国有色金属协会提出，而电工园铜线的标准由中国电器工业协会提出，由全国电线电缆标准化委员会归口。电线电缆行业是仅次于汽车行业的国内第二大行业目前国内生产铜杆的企业大部分也都生产电工圆铜线，因此国内有一些生产电工铜杆的企业又归口到中国电器协会，因此几十年来，电工铜杆的统计数和实际生产量有较大差距，而且各家统计的数量也不相同1.中国电缆工业概况NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心11虽然铜导体一度受到铝和光纤的挑战，但它作为最佳的导体材料仍有广阔的不可替代的市场，随着供配电、机器制造、交通运输、家用电器、计算机、区域电视网络、电磁线、通讯电缆的发展，电线电缆又在不断地开拓新的应用领域同时，也对电线电缆的品种质量提出了更高的要求（双零线需求越来越大、尺寸越来越小、拉制过程中要求断头率达到零状况）2我国电工铜杆需求现状NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心12目前，我国仅有30%的线缆品种达到国际市场能接受和可参与竞争的水平，还有70%的线缆品种急需提高产品水平和档次，今后一个时期国内外需求不会有太大的增长，但在品种和规格上将提出许多更高的要求2我国电工铜杆需求现状NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心13电线电缆有五大类产品：裸铜线、绕组线（漆包线）、电气装备用铜线、电力电缆和通信电缆。目前，我国这五类产品生产量(价值量)大体上分别占电线电缆总产量的18%、19%、22%、31%和10%。而发达国家如美国，上述五类产品所占比例分别为10%、10%、49%、13%和18%，产品结构优于我国，技术含量高的装备用铜线和通讯电缆所占比例高于我国2我国电工铜杆需求现状NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心14目前，我国电线电缆需求发展的几个新动向：（1）城市电网建设将大大增加中压电缆使用量全国统一电网的形成将给架空线与电力电缆带来机遇。大城市采用双环网供电和市中心地区地下电缆化率的提高将大大增加中压电缆使用量。目前全国平均城市地下电缆化率不到30%，而各城市目标大都确定在50～80%左右，这给中压配电电缆带来较大机遇。2我国电工铜杆需求现状NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心15（2）民用建筑是电线电缆的主要市场民用建筑行业始终是我国支柱产业之一。随着国家把发展重点放在城镇化，现有和即将进入城市的居民，他们将不断提出要求，提供和改善他们的住房待遇，这个市场是巨大的、长久的，它将给建筑用线及其电气装备用电线电缆带来长久的发展机遇。2我国电工铜杆需求现状NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心16（3）汽车工业发展对电线电缆技术要求越来越高汽车工业已成为我国新的经济增长点，它将给汽车用线及镀锡漆包线带来较快发展。汽车电线束素有“汽车神经”之称，是对汽车进行电信号控制的载体。但汽车用线要求很高，比如，在上海别克汽车线束中，国产线仅占五分之一，主要原因是国产线不能满足线束加工过程中的工艺要求。2我国电工铜杆需求现状NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心17（4）铁路建设将增加对电线电缆的需求铁路提速、高铁的动工兴建、铁路电气化率的提高以及铁路信息系统宽带数字通信网的建设，为电气化机车铜合金接触线、机车车辆用线、绕组线、数据传输电缆等提供了市场（5）海上船舶和矿山工业的发展将给特种电缆带来生机目前，我国是继韩国、日本之后的世界三大造船国，但是国产电缆仅占50％左右。船舶工业的发展将给船用电缆带来生机。同时近几年随着资源需求的增加，各种矿山建设发展很快。矿山电缆的需求也大大加快2我国电工铜杆需求现状NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心18（6）电气装备用铜线对电工铜杆质量有更高的要求电气装备用铜线是电线电缆产品中类别最多的一类产品，其产值约占全行业28％～30％，但其品种却占行业产品的60％左右。电气装备用铜线又是直接与用电设备配套使用的产品，涉及面广，对电工铜杆质量有更高的要求。2我国电工铜杆需求现状NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心19（7）家电产品的进一步发展将扩大应用“双零”漆包线的品种与数量国民生活水平的提高，以及城镇化建设，将带动家电产品的进一步普及和发展，自粘性漆包线、耐冷媒漆包线、耐电晕漆包线、利磁线需求量会进一步增加。家电工业的发展已使其绕组线用量超过工业电机与变压器绕组线用量，成为绕组线最大用户。电话机、玩具、电子钟表、音响产品、及封闭式继电器的普及与扩大应用将使“双零”漆包线的品种与数量大为扩展。2我国电工铜杆需求现状NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心20根据目前我国电线电缆行业用电工铜杆需求发展趋势，电工铜杆需求量大约每年平均递增6～7%，预计到2015年，电工铜杆的需求量为700～750万吨目前，随着挤压铜排和轧制磷铜球生产工艺和设备的成熟和发展，它的原材料上引铜杆（电工铜杆）又有了更大的新的应用领域。目前用¢30上引铜杆，通过挤压机可生产宽度320的扁带，再通过多次轧制，生产各种规格的紫铜带，形成了紫铜板带短流程生产工艺2我国电工铜杆需求现状NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心21•铜线的生产，包括两大步骤，即制杆和制线•生产方法包括三步法和两步法•三步法：制锭→制杆→制线多用于合金铜线材的生产以及早期铜线材的生产•两步法：制杆→制线用于现代纯铜线生产、微合金化铜线及黄铜线生产我国铜线杆生产装备技术取得的长足的发展和进步3.铜线杆生产装备技术的发展将铜或铜合金熔化精炼后，经铸造制成锭坯将锭坯制成线杆自由锻造，逐火拔长孔型轧制挤压拉制轧制（如宽厚比大的铜扁线）上引连铸连轧上引+轧制上引+连续挤压拉制挤制（如较大规格铜扁线）轧制（如宽厚比大的铜扁线）NetworkOptimizationExpertTeam国家铜冶炼及加工工程技术研究中心22•除黄铜外的高合金化铜合金一直以三步法生产•纯铜杆的生产技术取得了长足的进步传统孔型热轧法生产黑铜杆，一百多年历史六、七十年代，发达国家先后开发了意大利Properzi法、美国南线SCR法、德国Contirod法、美国通用电气DFP（浸汲成型）法、芬兰奥托昆普Upcast（上引）法，我国于八十年代均有引进本世纪引进了西班牙拉法格FRHC法（火法精炼直接制杆法），3.1铜线杆生产的发展过程生产流程