大拉线机生产退火铜线质量问题的探讨

2011-05-12姜涛

中国新技术新产品 2011年7期

姜涛

（哈尔滨电缆厂，黑龙江哈尔滨 150086）

1 引言

连续退火(交流)大拉机是上海电气自动化研究所和上海电工机械厂联合研制的。在我厂试车投产后，在生产中出现了定速轮压线、盘式收线时生产大规格铜线退火性能有时不稳定和表面氧化变色等3个主要问题。针对上述问题，对设备性能作了分析，并进行了一些改进和调整，取得较好的效果，产品性能得到保证，又提高了生产效率。

2 定速轮压线

机械同步的好坏直接影响到铜线的拉制、退火过程和退火铜线的力学性能。从拉丝机箱出来的硬铜线经过定速轮时极易压线，造成铜线表明刮伤甚至拉断，退火线性能又不合格。定速轮表面应有0.5°的锥度，以防压线。虽然将锥度加大到1.5°，但仍然压线。为此，定速轮下面安装一个分线轮（见图1），解决了压线问题。

3 直径为Φ2.68mm以上大规模铜线退火性能不稳定

我厂原采用的盘式收线，收线筒外径为Φ630mm大盘，满盘时导线重量比原设计（最大盘径Φ560mm）大两倍。盘式收线电机是采用交流滑差电机（15kW 9.6kgf.m）,其电气性能具有一定的滞后特性。在重负荷工作时，电机的跟随性变差。从空盘到满盘的过程中，电机转速要随着盘线的增加而递减（见图2），而线速度保持不变。当系统要求收线转速降低时，滑差电机在重载下电气滞后特性明显，不能及时跟随张力偏差信号使转速尽快改变，使得储线张力变化幅值加大，经常出现张力轮下落到底部，铜线松套、抖动、打火，退火线出现软硬不均及打火伤痕，由于大规格铜线退火生产时，张力机构的气压要加大，退火铜线有时被拉伸变细，超过负公差。

出现上述问题的原因分析如下：当张力变化较大时，使系统的运动精度变差。导电轮环表面各点的线速度不一致，使铜线在导电轮中产生时紧时松的现象，改变了铜线在导电轮环上的包角和接触长度，使两者的接触电阻时大时小。因而大电流退火时铜线上的电流密度也时大时小，这就容易产生火花，剥蚀铜线及导电轮环。又因铜线在高温时的机械强度很低，在时紧时松状态下退火，其线径容易产生粗细不均匀。大拉机的主电机是绕线式交流电机，启动时采用六级启动电阻逐级切除方式，退火电压在启动升速过程中，其因素十分复杂，故在启车和停车阶段出现50～70m退火不足或过度的不合格铜线，由此造成盘式收线时大规格铜线的废品率达1.5%～2%。

盘式收线方式生产大规格铜线虽经多方面调试，终因交流滑差电机在重负载下电气滞后性能变差的影响，退火性能始终不能稳定。针对上述原因，采用圈式收线，并对电气参数适当的调整，成功的解决了这个问题。由于圈式收线生产过程中不存在盘式收线时的张力变化大的问题，系统张力除启车、停车外，生产过程中始终保持恒张力控制，储线张力变化幅值极小，退火电压同步跟踪平稳，导致退后铜线表面光滑，软硬均匀，性能全部符合GB3953圆软铜单线标准。

由于圈式收线可连续生产，减少了盘式收线生产中的因换盘而停车的时间，提高了班产量15%～20%，并使废品率降低到0.5%以下，不足之处是需要重新复绕。圈式收线生产铜线时退火轮环无打火和剥蚀现象，使导电轮环使用时间延长两倍以上。

4 退火铜线的氧化变色

引起铜线退火后氧化的因素很多，例如：退火电压及电流调节不当、密封室紧固不严、蒸汽保护不足及冷却水流量不够等。在生产Φ2.80mm以上大规格铜单线时表面氧化呈紫红色，原有蒸汽量显得不够。将退火电压降低一些，加大冷却水流量，氧化色轻些。但这又使退火铜线的硬度加大，得不偿失。我们在冷却水中加入1%～2%的乳浊液可避免退火铜线氧化（有很薄一层保护膜），其表面光洁明亮、无氧化，又提高了导电率。为使退火铜线能保存较长时间不氧化，还采用了下列措施：（1）适当调节压缩空气的流量，并随着线径的变大而加大，尽可能吹干退火后冷却铜线表面的水份。（2）干燥段铜线温度不能太低，适当调节冷却水流量，使铜线温度保持在60℃～80℃,以便使铜线上的水份能进一步蒸发干燥。