成果名称：	大卷重软态散线铜管短流程自动生产关键技术与装备
登记日期：	2022-04-13
完成单位：	广东龙丰精密铜管有限公司,金龙精密铜管集团股份有限公司
完成人员：	职承涛,张习刚,郭闻政,宋喜茜,施刚成,吴晓,郑永辉,胡宽雨,韩秋水,田波,郝小旦,温恢松,李永清,张玉成,赖正泽,张抗抗,段四华,祝焱,齐文娟
研究起止日期：	2017-10-01至2020-03-31
主要应用行业：	制造业
高新技术领域：	新材料
评价单位：	广东省机械行业协会
评价日期：	2022-02-10
成果简介：	一、课题来源与背景
铜管目前有有挤压法、铸轧法两种加工工艺，目前制造企业主要使用铸轧法。铸轧法工艺在精整缠绕成盘过程中受设备限值所产出平均卷重约150kg，对于大规模生产单卷重量偏小，需要频繁换盘卷，易造成管头管尾报废及增加调机时间；同时由于缠绕方式及设备的限制使得盘管重量很难再进一步增大。虽然铸轧工艺与传统的挤压工艺相比具有流程短、效率高等优点，但铸轧工艺也存在管坯缩松等质量异常问题；生产设备与工艺设计过程复杂，需要精密模具及精确运行参数等多方面相配合才能保证正常生产；水平连铸、在线退火、光亮退火三个工序能源使用量大，三项能耗合计约占总体能耗的51%；综合一次成材率较低，只有89%左右。
为了缩短生产流程、减少铜管加工时间，提高生产效率，降低能耗，提升单盘铜管长度、重量，扩大盘管重量、长度及应用领域，在传统铸轧法的缠绕、退火工艺上做重点突破，研究铜管材短流程加工工艺关键技术，合并和调整传统固有的铜盘管生产工艺顺序，开发一种在线退火缠绕收料而不必经多环节运输的铜盘管生产技术与装备。
二、技术原理及性能指标
（1）大卷重散线软态铜管短流程自动生产工艺技术：调整传统的缠绕成盘→退火的工艺流程，对半成品先退火后收卷，退火及收卷过程用一台设备实现，将铜盘管的缠绕成盘以及退火整合到一个工序当中，实现从在线退火直接到成品下料。
（2）新型精密大卷重软态散线铜管生产装备研究：将散线收卷装置与在线感应退火装置进行结合，配套专用定制自动化设施、探伤仪、冷却塔、制氮站等装置，对加热、收卷过程与之匹配的温度、速度进行研究，实现产品经在线退火散线收卷后直接到成品。
（3）大卷重内螺纹铜管内壁除油技术：铜管头部采用每500m增加0.3MPa压力的方式逐级加大压力，生产至5000m时头部压力达到3MPa，进一步加大加热区位置铜管与尾端的压力差，确保氮气按照需求的方向持续流动，达到内壁除油的目的。
（4）大卷重软态散线铜管包装组摞工艺技术：采用卯榫包装工艺，将由底托、卡槽木条和卡槽盖板组成的包装组件，使用组摞装置进行上下叠加包装，降低一半的占地面积与运输成本。
技术指标：
a.实现散卷铜管单盘卷重在400—1000千克之间；
b.与铸轧法传统工艺相比，节约费用约30-200元/吨；
c.工序成品率达到94%以上；
d.形成2套新工艺；
e.创新性的在设备布局过程中设计为左右手方式，实现一人双机台操作，节约空间及人工成本。
三、技术的创造性与先进性
（1）短流程工艺步骤操作简单，每筐产品节省操作时间约6小时，单台速度可达200米/分钟。大卷重散线铜管通重量可达到1000kg，换料次数由6.7次减少至1.2次。通过短流程工艺生产的铜管产品可直接满足客户使用要求，性能稳定性有显著提升。使用过程管与管之间没有上下挤压，大大方便了放线过程，解决了传统放线方式的卡线问题。
（2）改变原有水平缠绕式的水平卷轴方法，采用轴向、三维的铜管收卷装置，自动化程度高，节省人工劳动，质量稳定，收卷部分单独使用SIEMENS运行控制系统SIMOTION D435来做四轴同步控制，提高收卷控制精度、改善收卷效果。
（3）实现快速排出铜管内油烟的目的，降低铜管内壁残油值，降低生产过程中氮气流失造成铜管内壁氧化的风险。避免因压力过大而导致铜管外径被吹大的情况，安全性更高；铜管尾端的油烟经过滤后转换至液态，避免油烟进入空气，有效的保护环境。
（4）制定特制长度的木条，组合到一起后可以在顶部预留出50-200mm的空隙来保护铜管上部，使用卡槽木条后整个包装非常牢固，同样的包装可以实现上下组合到一起。一方面节约了占地面积，另一方面在运输时也可以有效的利用空间，最少增加一倍的装货量。
四、技术的成熟程度，适用范围和安全性
该项目成果技术已成熟，成功提高广东龙丰精密铜管有限公司铜管生产技术水平，研发的散线收卷产品已成果供应给中山法赫曼科技有限公司、TCL空调器（中山）有限公司等企业。散线收卷产品可应用于制冷、通讯、电缆等领域，该产品放线方便，使用安全，能够有效降低放线设备空转时间，降低电能的消耗。
五、应用情况及存在的问题
目前，大卷重软态散线铜管经过公司的推广，使得更多客户能够了解和接受，部分光管客户也表现出加购大散卷铜管的意愿，如南海健鸣、珠海华宇、深圳丰鑫等。目前因成本、产品附加值等问题，龙丰公司倾向于把内螺纹散卷铜管推介给客户，同时减少客户光管的采购量。
项目组对制冷铜管领域的多家公司进行调研，选取资金雄厚、产能较大、有降成本需求且愿意配合使用的客户作为推广对象，至今已推广至珠海格力、广东美的、TCL家用电器、澳大利亚大金空调等，正式投入使用后，给客户带来了客观的经济效益，放线换料次数的减少更节省了电能的消耗，极大提高了生产效率。
该项目研发内容主要针对软态大散盘铜管，暂未将相关技术延伸至其他需要改进的产品，在往后的研究开发活动中，会根据客户需求和行业发展，继续研发除符合要求的高质量、高精度的铜管产品。
六、历年获奖情况
该项目研发的高效传热导电薄壁无缝铜管产品在2021年2月荣获珠海市创新产品证书。