芯冷连铸连轧大长度防冰除冰智能接触线的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种芯冷连铸连轧大长度防冰除冰智能接触线的制备方法，内置复合棒的钢丝绳进入内模腔，铜水、铜镁合金炉水进入外模腔，逆向冷却水进入多层次逆向冷却循环系统，呈蛇形从内向外经过各环腔，保持钢丝绳始终处于常温；铜水、铜镁合金炉水经第二冷却循环系统冷却各自形成固态；钢丝绳、复合的固态铜和铜镁合金经大小头处理、多道次减径轧制和拉拔最终形成铜钢复合线材。本发明专利技术将铜和内置复合棒的钢丝绳有机复合形成一个不脱落的整体，保持铜钢复合接线整体高导电特性，又增加铜钢复合接触线整体的综合抗拉强度，使光纤或电阻丝完整无缺地包覆在接触线中，为防冰除冰、智能监测接触线运行状态发挥光纤通讯功能提供物理基础。础。础。

【技术实现步骤摘要】
芯冷连铸连轧大长度防冰除冰智能接触线的制备方法


[0001]本专利技术涉及电气化铁路用接触线
，具体涉及一种芯冷连铸连轧大长度防冰除冰智能接触线的制备方法。

技术介绍

[0002]目前高速电气化铁路采用Cu
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Mg、Cu
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Sn合金接触线，该类线材均是以丧失导电率为前提的。Cu
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Cr
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Zr接触线还处实验室阶段或小批量试验阶段，虽在原有基础上的有一定幅度的提高，但提高幅度有限，虽然增强了线材的抗拉强度，保持较高的导电率，但此类合金材料生产控制困难、成本高、大批量生产质量不稳定等难点。另外在高寒低温，尤其像东北这样的高寒地区，接触线表面会出现覆冰，现有技术中解决覆冰通常是机械加人工，但除冰效率低效果差，因此急需解决高寒低温地区接触线“覆冰”的问题，做到防冰除冰。
[0003]随着铁总全力推进CR450科技创新工程，在运行时速400km的条件下时，对接触线的主要性能要求：抗拉强度≥560MPa、导电率≥75%IACS。因此急需研发一种新型接触线替代铜镁、铜铬锆接触线，同时要求防冰除冰和智能化在线监测以及具有一定通讯功能的接触线。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供了一种芯冷连铸连轧大长度防冰除冰智能接触线的制备方法，突破了导电率和抗拉强度相互矛盾，相互牺牲的难题，克服了铜包钢的铜、包覆层、钢芯因膨胀系不匹配等原因而相互脱离等难题，同时解决接触线高寒低温覆冰的难题，可以进行有效地防冰除冰，并进行实时在线监测接触线的运行状态，对运行状态进行数据收集，分析，整理，同时发现问题和隐患，达到智能监测，并及时排除隐患，确保列车的运行安全，最后还可以能承载部分通讯功能。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：一种芯冷连铸连轧大长度防冰除冰智能接触线的制备方法，包括以下步骤：a、内置复合棒的钢丝绳进入内模腔，铜水、铜镁合金炉水分别进入外模腔的铜模腔、铜镁合金模腔；b、逆向冷却水进入多层次逆向冷却循环系统，呈蛇形从内向外经过各环腔，保持钢丝绳始终处于常温；c、铜水、铜镁合金炉水经第二冷却循环系统冷却各自形成固态；d、钢丝绳、复合的固态铜和铜镁合金经大小头整理模具大小头处理和多道次减径轧制；e、再经过多道次的拉拔，形成铜钢复合线材。
[0006]优选的，所述多层次逆向冷却循环系统包括从内向外依次设有多道环腔，内模腔设置在最内侧的环腔内，相邻环腔之间导通，最内侧的环腔端面设有进水口，最外侧的环腔
端面设有出水口。
[0007]优选的，将隔热层设置在多层次逆向冷却循环系统的最外侧，防止多层次逆向冷却循环系统的最外侧遇冷结晶。
[0008]优选的，所述多层次逆向冷却循环系统每增加一层可以20
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30%有效地降低水温度。
[0009]优选的，钢丝绳在进入模具的内模腔之前，先进行除锈、除油、除污、清洗除垢再干燥，一方面是为去钢丝绳表面或导热绝缘层的杂质，二是去除表面的水气，以免随着钢丝绳进入模腔时影响复合成型。
[0010]优选的，铜水、0.4%质量比的铜镁合金炉水采用无氧方式进入模腔。
[0011]优选的，在多道次减径轧制过程中伴随冷却，在钢丝绳伸出多层次逆向冷却循环系统的第二道减径轧制处，铜的温度需降至常温状态；此时，钢丝绳及其中的光纤或电阻丝在此处伸出多层次逆向循环冷却系统，如果此固态铜的温度过高，会对光纤或相关附属构件造成损坏。
[0012]优选的，所述复合棒包括橡胶棒、光纤和隔热橡胶，所述光纤均匀缠绕在橡胶棒上，隔热橡胶包裹带光纤的橡胶棒。
[0013]优选的，所述复合棒包括橡胶棒、光纤、隔热橡胶和电阻丝，所述橡胶棒设有两根，所述光纤均匀缠绕在一根橡胶棒上，所述电阻丝均匀缠绕在另一根橡胶棒上，所述隔热橡胶包裹在缠绕有光纤的橡胶棒外。
[0014]本专利技术的有益效果是：此工艺的最大优点在于钢丝绳，既增加铜钢复合接触线整体的综合抗拉强度，又增加柔韧性，克服钢丝绳在经过铜水1200℃高温铸造过程中，抗拉强度急剧下降的难题，同时保持了铜的良导体作用，还有受电弓取电时增加接触线的耐磨性，铜和钢丝绳有机复合形成一个不脱落的整体，既保持了铜钢复合接线整体优良的高导电特性，又增加铜钢复合接触线整体的综合抗拉强度，大大地提高机车了在运行中的安全系数。另一方面，使光纤和电阻丝完整无缺地包覆在接触线中，为防冰除冰、智能监测接触线运行状态发挥光纤通讯功能提供物理基础。
附图说明
[0015]图1为本专利技术一种芯冷连铸连轧大长度防冰除冰智能接触线的制备方法的结构示意图。
[0016]图2为多层次逆向冷却循环系统的结构示意图。
[0017]图3为图2的俯视图。
[0018]图4为本专利技术生产的铜钢复合型高强高导智能接触线的截面示意图。
[0019]图5为图4的剖面示意图。
[0020]图6为本专利技术生产的铜钢绝缘型高强高导智能接触线的截面示意图。
[0021]图7为图6的剖面示意图。
[0022]图8为本专利技术生产的钨钢式防冰除冰高强高导智能接触线的截面示意图。
[0023]图9为图8的剖面示意图。
[0024]图10为本专利技术生产的电阻式防冰除冰高强高导智能接触线的截面示意图。
[0025]图11为图10的剖面示意图。
[0026]其中：多层次逆向冷却循环系统1；第一环腔1.1；第二环腔1.2；第三环腔1.3；第四环腔1.4；进水口1.5；出水口1.6；隔热层1.7；第二冷却循环系统2；内模腔3；外模腔4；铜模腔4.1；铜镁合金模腔4.2；钢丝绳5；钢丝5.1；复合棒6；橡胶棒6.1；光纤6.2；隔热橡胶6.3；电阻丝6.4；第一道导热绝缘层6.5；铜钢复合线材7；铜层7.1；铜镁合金层7.2；绝缘橡胶层7.3；导热绝缘层7.4；大小头模具8；隔热模具9。
具体实施方式
[0027]参见图1
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3，本专利技术涉及一种芯冷连铸连轧大长度防冰除冰智能接触线的生产设备，包括模具、多层次逆向冷却循环系统1和第二冷却循环系统2，所述多层次逆向冷却循环系统1设置在模具内，所述多层次逆向冷却循环系统1将模具分成内模腔3和外模腔4，所述内模腔3内设有钢丝绳5，所述钢丝绳5内置带光纤的复合棒6，所述第二冷却循环系统2设置在模具外，多层次逆向冷却循环系统2对内模腔3降温，保证钢丝绳5始终处于常温，所述外模腔4包括铜模腔4.1和铜镁合金模腔4.2，所述铜镁合金模腔4.2位于铜模腔4.1的一侧，铜水、铜镁合金炉水分别进入外模腔4的铜模腔4.1、铜镁合金模腔4.2，经第二冷却循环系统2形成固态的铜、铜镁合金，钢丝绳、铜及铜镁合金经大小头模具8整理、多道次减径轧制和拉拔后形成铜钢复合线材7。
[0028]所述多层次逆向冷却循环系统1从内向外依次设有第一环腔1.1、第二环腔1.2、第三环腔1.3和第四环腔1.4，内模腔3设置在第一环腔1.1内，相邻环腔之间导通，第一环腔1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯冷连铸连轧大长度防冰除冰智能接触线的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：a、内置复合棒的钢丝绳进入内模腔，铜水、铜镁合金炉水分别进入外模腔的铜模腔、铜镁合金模腔；b、逆向冷却水进入多层次逆向冷却循环系统，呈蛇形从内向外经过各环腔，保持钢丝绳始终处于常温；c、铜水、铜镁合金炉水经第二冷却循环系统冷却各自形成固态；d、钢丝绳、复合的固态铜和铜镁合金经大小头整理模具大小头处理和多道次减径轧制；e、再经过多道次的拉拔，形成铜钢复合线材。2.根据权利要求1所述的一种芯冷连铸连轧大长度防冰除冰智能接触线的制备方法，其特征在于：所述多层次逆向冷却循环系统包括从内向外依次设有多道环腔，内模腔设置在最内侧的环腔内，相邻环腔之间导通，最内侧的环腔端面设有进水口，最外侧的环腔端面设有出水口。3.根据权利要求2所述的一种芯冷连铸连轧大长度防冰除冰智能接触线的制备方法，其特征在于：将隔热层设置在多层次逆向冷却循环系统的最外侧，防止多层次逆向冷却循环系统的最外侧遇冷结晶。4.根据权利要求2所述的一种芯冷连铸连轧大长度防冰除冰智能接触线的制备方法，其特征在于：所述多层次逆向冷却循环系统每增加一层可以20
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30%有效地降低水温度。5.根据权利要求1所述的一种芯冷连铸连轧大长度防冰除冰智能接触线...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁衍任，沈华，吴晓君，杜宽，花思明，何宇，于婷，王哲，赵德胜，杨玉军，孟宪浩，黄祖成，王远东，戴得胜，武鸿亮，孙月钰，信双建，
申请(专利权)人：中铁建电气化局集团康远新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：