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1空调铜管生产介绍空调管（ACR管）全称为空调与制冷用铜管，是专门用于空调器和制冷系统热交换器的管材。这种管材有直径小、壁厚薄、尺寸精度高、表面清洁并且粗糙度小、有良好的散热性能等特点。我公司主要采用水平连铸—行星轧管法生产。水平连铸—行星轧管法是芬兰奥特昆布公司研制开发的紫铜盘管生产工艺，适用于磷脱氧铜管，包括空调制冷用管、中小水气管的生产。经铣面后的水平连铸管坯，由三辊行星轧管机轧制成一定规格的盘管坯。由于三辊行星轧制具有变形迅速、加工率高等特点，使轧件在变形区内的温度迅速升高至铜的再结晶温度以上，轧件由铸造状组织变为完全再结晶组织，晶粒均匀细致。轧制中采用氮气保护，轧件表面光亮。轧件单重大，可达到每根800kg以上。该法生产的高质量大卷重盘管坯提高了铜盘管的生产效率和成品率，已成为我国空调制冷用铜管等紫铜盘管的主要生产工艺。1、产品分类(1)牌号、状态及规格表1空调管的牌号、状态及规格牌号状态种类规格（mm）2外径壁厚长度T2TU1TU2TP1TP2硬（Y）半硬（Y2）软（M）轻软（M2）直管4~190.25~2.0400~10000盘管0.3~2.0—注：（1）轻软状态为满足产品力学性能及名义平均晶粒度的经轻微退火获得的状态。(2)盘卷的内外直径应符合表2。表2空调管盘卷的内外直径mm类型最小内径最大外径卷宽外径层绕管卷610≤123075~400—平螺旋管卷250≤1000——蚊香形管卷———φ300，φ400，φ500，φ600，φ800，φ9002、化学成分管材的化学成分应符合GB5231中T2、TU1、TU2、TP1中相应合金牌号的规定。TP2的化学成分有如下特殊规定：Cu≥99.90%、P为0.015%～0.040%，其他成分按GB5231中TP2的规定。33、空调管的尺寸及尺寸允许偏差(1)空调管的尺寸及尺寸允许偏差应符合表3。表3空调管的尺寸及尺寸允许偏差mm平均外径壁厚尺寸范围允许偏差（士）0.25~0.40.4~0.60.6~0.80.8~1.51.5~2.0允许偏差（士）4~1515~2020~300.050.060.080.030.030.050.050.050.060.060.060.080.080.090.090.090.100.104、空调管的室温力学性能应符合表8。表8空调管的室温力学性能牌号状态抗拉强度,σbMPa伸长率,δ5%T2硬（Y）≥275—半硬（Y2）245~325—软（M）≥205≥40轻软（M2）≥205≥40TU1硬（Y）≥315—TU2半硬（Y2）245~325—TP1软（M）≥205≥404TP2轻软（M2）≥205≥405、工艺性能(1)软状态的管材应进行扩口试验，扩口试验从管材的端部切取适当的长度作试样，其结果应符合表5，其他状态的管材进行该项试验时，试样应按软状态工艺进行退火后再测试。表5管材的扩口试验外径，mm扩口率（冲锥60°），%结果1930试样不应产生肉眼可见的裂纹和裂口≤1940(2)软状态的管材应进行压扁试验，压扁后两壁间的距离等于壁厚，试样不应产生肉眼可见的裂纹和裂口。注：扩口和压扁试验根据用户要求可任选其一。6、涡流探伤检验(1)管材应逐根进行涡流探伤检验，在涡流探伤设备信号装置上不发出报警信号的直管即为符合标准要求的管材。盘管的报警信号次数由供需双方商定；报警信号深色标记长度不小于300mm。由轻微机械损伤痕迹、污物引起的信号不作为报废的依据。(2)涡流探伤检验时，标准人工缺陷（钻孔直径）应符合表6。表6涡流探伤钻孔直径mm管材直径钻孔直径4～60.456～100.510～200.620～250.825～300.9注：经供需双方协商，可按其他孔径探伤。7、晶粒度检验管材应进行晶粒度试验，结果应符合表11。表11平均晶粒度牌号状态平均晶粒度,mmTU1TU2TP1TP2T2M0.025～0.06M2≤0.0408、有特殊需求的管材应进行清洁度检验，要求管材内表面残留污物不应超过0.038g/m2。9、管材的内外表面质量应清洁、光亮，不应存在影响使用的有害缺陷。第二章水平连铸炉第一节概述水平连铸也称为卧式连续铸锭，是有色金属材料生产技术中近30年来重大进展之一，是引人注目和发展最快的一项新技术，特别是薄而小的锭坯连铸连轧技术，本公司卧式连铸的方6法为管坯水平连铸采用固定模结晶器结构。与立式连铸相比，卧式连铸不需要高大厂房和深井，设备简单、投资少、上马快、易将熔炼铸锭、轧制、卷取等工序组建成连铸连轧生产线，实现较高自动化生产，生产率高，设备水平布置便于操作和维护，劳动条件好适宜于规格较小的管坯材等。锭坯质量较好，力学性能高；可避免用大挤压机挤成后续深度加工用坯的不合理工艺，但存在结晶器使用寿命短石墨模具内壁润滑不良时难以保证铸锭表面质量等问题。此外，由于受重力收缩的影响铸锭下表面则与结晶器壁紧密接触铸锭断面不匀，组织也不很均匀，在铸锭速度不稳时易泄漏，工艺不合理时易出现横向裂纹等缺陷。尽管如此，对于直径小于150mm圆锭用卧式水平连铸锭法生产对一些易于热轧开裂的合金锭坯，将普遍推广水平连铸法。近十多年来对于开发有色金属水平连铸及连铸连钆技术各国都给予很大的注意，并在进一步扩大试验和生产规模、完善设备与工艺条件。第二节卧式连铸设备卧式连铸设备大致可分为两大类，即坩锅式感应电炉和沟槽式感应电炉，由于本分厂所采取的卧式连铸设备为沟槽式感应电炉。其特点是采用熔炼与保温相连的水平连体的沟槽式感应电炉，前面是可保温沟槽式感应电炉，后面是由两个0.5吨7或0.75吨的熔炼炉组成，中间为密封的通道将保温炉与熔炼炉相通。这样既可以通过活塞将后面熔炼好的铜液流入到前面的保温炉进行浇注。而且每一炉水开一次活塞又保证了每炉水的化学成份合格。这样克服了半连铸水平炉的中间倒包过程。这样可以节省大量的劳动力。一、沟槽式感应电炉的基本原理沟槽式感应电炉工作原理与变压器原理相似，结构如图附所示。沟槽式感应电炉具有导磁体，在导磁体铁芯上安置了多匝的一次绕组一感应器，二次绕组就是充满了金属液的溶沟，它们与芯柱同心放置。感应器内通以交变电流导磁体内相应地建立起一个应变的磁通与该磁通链的溶沟内就产生了一个交变的感应电势，由于熔沟自成回路二次电流熔沟内的金属液收热导磁体感应器熔沟壳体和充满的耐火材料一起构成感应体。从沟槽式感应电炉的工作原理可以看出，只有熔沟和熔池的金属构成回路时，即闭合的情况下，沟槽式感应电炉才能运行，为此不能倒尽金属液，必须贮留一部分金属液灌满熔沟，这一部分金属称为起熔体，不能任意停炉。沟槽式感应电炉的感应器与熔沟之间的电磁合好，能量传递容易，而且熔池的热层厚散热少。因此经济性好，功率因素也相对高；这种炉子用来保温铜液温度比较稳定，保温时间的最短对金属成分影响不大，能明显的改善金属件质量。8（一）功率感应器通过电磁感应把能量传递给熔沟中的金属加热熔沟中的液态金属又通过所受的电动力和对流传热。将热量传递给熔池中的金属液，熔沟中金属液中得到的有功功率为P=2π（IW）2Dh/k(ρμf)1/2F×10-6KWI：感应器电流D：熔沟平均直径h：感应器高度k：熔沟的填充系数，f：电源频率F：与熔沟几何尺寸和金属熔池中电流透入深度有关的函数。W：感应器在1米长度的匝数。当I为常数时，增加熔沟的直径D或减少熔沟透入度都使熔沟中金属液功率增加，过分增加熔液直径会使感应器和熔沟之间的气隙过大，电磁合变坏降低炉子功率因数；过分减少熔沟厚度则在熔池之间金属液对流和热交换受到限制，导致熔沟内金属过热，使炉子寿命降低。（二）能量分布沟槽式感应电炉的电效率即等于感应体的电效率，感应电炉的热效率取决于感应体的热损耗和熔池热损耗，同一感应体与不同容量的炉体相配合组成的沟槽式感应电炉其热效充不尽相同。二、感应器熔沟和电效率关系式η=1/(1+(D1/D2)(ρ1/ρ2)1/2)/F)D1：感应器外径D2：熔沟内径ρ1ρ2：感应线圈和9熔沟内金属液的电阻率由上式可知，增加感应器与熔沟之间的间隙，将使电效率降低，F对电效率也有影响，因此当熔沟宽度无限小时，从理论上感应器熔沟的电效率可达到1。由此可见使用工频电源就是可以使沟槽式感应器电炉获得较高的电效率。“感应器—熔沟”系统的功率因数主要取决于感应器和熔沟之间的间隙，它随间隙增加而减小；熔化铜等合金时的电效率范围大致是0.92-0.96三、熔沟中液态金属受力情况在沟槽式感应电炉中加热金属所需全部功率要由熔沟提供，因此熔沟承受的热负荷最大，在普通的沟槽式感应电炉中熔沟中金属的温度要比熔池中的金属液温度高100-150℃；过大的偏差会使熔沟的耐火材料加速损坏。熔沟中大电流产生的磁场相互作用使熔沟中的金属产生通常称之为压缩效应的电磁压缩力，力的方向是从表面指向导体的轴线，在这个方向上它的数值是以抛物线的方式增加。因此压缩力在熔沟轴线上达到最大，而在边缘最小；并且熔沟中金属的压缩力随熔沟中的电流增加和熔沟载面积减少而增加。熔沟中金属液，除受压缩效应外还有电功效应，电功效应是由于熔沟中的电流和感应器中电流的方向相反，使感应器和熔沟金属之间存在斥力，力的方向是沿着熔沟半径方向向外，此10斥力即电功力。在朝向感应器的熔沟侧面其值等于零，背向感应器的熔沟侧面其值达到最大。由于在熔沟与感应器之间漏磁场较弱，电功力比压缩力小几倍。上述两力对熔沟中的液态金属作用结果，靠近熔沟中心最强而熔沟外则较弱。据电磁力学的分析，在等截面单熔沟中液态金属的运动：由于压缩力的作用在熔沟内侧的液态金属被排到熔沟外壁沿着外壁压入熔池，于是液态金属静平所被破坏。熔池金属又沿着熔沟内壁进入熔沟，新的循环不继续进行。为了使压缩效应不引起熔沟中金属液全部被压缩而导致电路断开，必须使压缩力为金属液的静压力和大气压力所平衡。根据经验表明，液态金属在截面熔沟中所进行的运动实际上是空间三维运动，在熔沟与熔池的连接处是以园周运动为主的运动，运动的结果是熔沟内的热金属沿熔沟壁的外侧流向熔池。这种局部圆周运动从熔沟与熔池的连接部位向熔沟底部越来越慢移动。温度最高点在熔沟底部，该温差与熔沟输入功率成正比，熔沟输入功率越大该温差也愈大。这样耐火材料的工作条件处于更为恶劣的工作条件，从而使提高等截面积单熔沟的感应体功率受到了限制，目前尽管通过改善，用于铜及铜合金的感应体功率可达1000KW四、炉型机械结构结构特点和熔化特点，如前所述沟槽式感应电炉是依靠感应11体熔沟内产生大电流所产生的热来工作的，因此在结构和熔化上具有如下特点（1）炉体可以设计成任何形状，炉子可以根据熔化物料尺寸和和形状来设计，炉内尺寸也可以从获得最佳功率将炉子设计成连体炉等形状。炉衬厚度可以获得良好保温性能予以充分考虑。（2）熔池内铜液搅拌、小炉膛的密封性好是充分考虑的第二个因素。（3）沟槽式感应电炉主要借助于感应体熔沟发热来工作的，因此要求连续作业方式；所以要进行相应的技术改进保证更换合金液体时应保证转炉快质量合格。五、炉型沟槽感应电炉的炉型可分为立式和卧式两种，由于本分厂所使用的熔铸炉为卧式水平连铸炉，所以就本分厂的连铸炉来说明卧式沟槽式感应电炉。空调铜管厂的卧式连铸炉为连体炉，炉子可以分向后仰以完成退模和装模操作；感应体布置在炉体的正下方，前面为500kg/h或750kg/h的保温炉，后面由两个0.5kg/h或0.75kg/h的熔炼炉相连而成；保温炉与熔铸炉通过一密闭的通道相连，以保证经过熔化后达到工艺要求的铜液通过通道流到保温炉中，以保证连续浇注。通道是通过一石墨棒作为开关来控制通道的通断，保证每熔满一炉后再进行浇铸，这样既可以减少倒包而带来的热损耗，又可以保证每炉铜液的12化学或成份合格。炉体的支承是通过一对铰链和一对调整好的固定支撑保证炉体在工作中的水平度，在退模换模过程中通过一对油缸来控制熔铸炉的倾斜角度以保证顺利的拆模和更换模具，在保温炉的前端，有两个布置好的模具安装孔，使铜液通过石墨模具浇注成型合格的铸锭，使用方便，操作简单。两根铸锭的牵引功力是由两台伺服电机经蜗轮杆减速箱带动上下两组轧辊使铸锭通过合适