李廣杰

(新亞特電纜股份有限公司,安徽 蕪湖 241003)

銅拉絲液是由基礎(chǔ)油、乳化劑、防銹劑、潤滑劑、極壓劑、抗氧化劑、偶合劑、防霉殺菌劑、抗泡劑等組成的水包油型乳白色、不透明液體,其配方多樣化,包括石油磺酸鈉、5號白油、硫酸化植物油、石油酸、三乙醇胺、硫酸、燒堿、消泡劑、殺生劑等多種成分。

拉絲液在拉絲生產(chǎn)過程中發(fā)揮潤滑、冷卻、清洗和抗氧化等作用,長期循環(huán)使用,常因含有少量Cu2+而呈淺綠色或淺藍(lán)色。拉絲液對拉制銅絲的質(zhì)量影響重大,其工作狀態(tài)應(yīng)得到電纜企業(yè)的重點(diǎn)關(guān)注和監(jiān)測,包括外觀、濃度、溫度和pH值等。我公司C738-10/ZF型銅大拉機(jī)拉絲液循環(huán)池中,近期頻繁出現(xiàn)拉絲液起泡沫現(xiàn)象,泡沫漂浮在液面上聚集不散,呈乳白色,造成拉制的銅絲表面光澤度不佳,表面易氧化,嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量。本文對該現(xiàn)象出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析,并采取相應(yīng)措施加以改善和消除。

拉絲液中的泡沫會影響拉絲液的潤滑和冷卻效果,以及拉絲液的防銹性能、清洗性能、極壓性能。若泡沫量持續(xù)增加,會造成油槽被泡沫充滿并溢出,導(dǎo)致油面下降,部件損壞,影響機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn);泡沫增加氣液接觸,促進(jìn)氧化,使成分混合不均勻造成拉絲液的進(jìn)一步劣化、變質(zhì)。

1 產(chǎn)生泡沫的原因分析

結(jié)過多方面分析和對拉絲液的檢測,找出了造成拉絲液起泡沫的可能原因:(1)拉絲液中油酯濃度過高會造成乳液分層,嚴(yán)重時直接導(dǎo)致拉絲液變質(zhì),油酯含量過高使拉絲模變形區(qū)形成油膜過厚,導(dǎo)致拉出的銅絲表面光澤度變差。(2)由于氣溫較高,拉絲液循環(huán)池中水份蒸發(fā)嚴(yán)重,導(dǎo)致液面低,回水落差大,拉絲液裹挾著空氣落下,造成泡沫量增加。(3)拉絲液循環(huán)流動速度過快,帶入過量空氣,產(chǎn)生的泡沫越積越多。(4)對拉絲液的持續(xù)機(jī)械抖動和攪拌,令泡沫持久,不能自行消除。(5)循環(huán)系統(tǒng)溫度過高,使得拉絲液溫度持續(xù)偏高,造成起泡,泡沫累積不散。(6)隨著水分的蒸發(fā),拉絲液中Na+濃度逐漸加大,含鹽量增加會使拉絲液穩(wěn)定性下降,并導(dǎo)致水的電導(dǎo)率偏高,陰離子活性增強(qiáng),使陰離子表面活性劑水包油的雙電離層被破壞,造成油水兩相分離(即破乳),宏觀表現(xiàn)為泡沫增多。(7)細(xì)菌繁殖過快。拉絲液中無殺菌劑或長時間未循環(huán)拉絲液,造成細(xì)菌繁殖,細(xì)菌將油分解,導(dǎo)致陰離子表面活性劑過量,而表面活性劑在軟水中泡沫豐富。此外,黃梅雨季節(jié)細(xì)菌繁殖較快,也會造成拉絲液泡沫增加。

2 改善方案及效果

根據(jù)對產(chǎn)生泡沫原因的分析,采取以下相應(yīng)措施進(jìn)行改善:(1)針對拉絲液中油酯濃度過高的問題,可定期采用折光儀測定法和乳化液分離法進(jìn)行油酯含量測量,通過補(bǔ)充軟水、更換一定比例新液等方式,適當(dāng)降低油酯濃度。(2)對于回水落差大造成的泡沫,可按照比例在循環(huán)池中增加適量的軟水或油,以減少回水落差。而且,減小落差也有利于銅粉屑的沉降。(3)適當(dāng)降低拉絲液的循環(huán)速度。(4)減少機(jī)械抖動,減少對拉絲液的攪拌頻率及強(qiáng)度。(5)拉絲液的工作溫度最佳為30～35 ℃ (視各廠家油品性質(zhì)而不同)。在使用過程中,對拉絲液的實(shí)際溫度進(jìn)行監(jiān)測,若溫度過高,則采用通風(fēng)、開啟乳化液制冷裝置等方式,進(jìn)行降溫。(6)向拉絲液中添加殺菌劑。若長時間沒有生產(chǎn)任務(wù),則定期空轉(zhuǎn)機(jī)器,使拉絲液可以得到定期循環(huán)。在黃梅季節(jié)等細(xì)菌繁殖相對較快的時段,適當(dāng)增加循環(huán)頻率。(7)若泡沫問題過于嚴(yán)重,則更換一定比例的新拉絲液。

根據(jù)原因分析和列出的解決方案,對拉絲液補(bǔ)充去離子水和少量油酯。在拉絲液循環(huán)池上方1 m高處搭蓋防雨棚,打開循環(huán)池上方蓋板,以增加液面與空氣的接觸面積,達(dá)到降低拉絲液溫度的效果。

拉絲機(jī)生產(chǎn)Φ2.78～Φ3.5 mm銅絲的過程中,拉絲液經(jīng)過近8 h的循環(huán),液面泡沫量明顯減少,拉絲液油酯濃度、pH值等數(shù)據(jù)正常。改進(jìn)后的效果見表1。

表1 改進(jìn)后拉制銅絲性能對比

3 拉絲液的日常維護(hù)

采取改善措施后,本公司拉絲液的使用效果明顯改善。通過對使用過程的總結(jié),對拉絲液的日常使用提出如下建議:(1)即使拉絲機(jī)未運(yùn)行,拉絲液也應(yīng)每天循環(huán)。因?yàn)槔z液長期靜置會滋生細(xì)菌,細(xì)菌侵蝕拉絲液,使pH值降低,引發(fā)一系列不利影響。(2)采用折光儀測定法或乳化液分離法定期測定拉絲液中的油酯濃度,根據(jù)測定結(jié)果及時補(bǔ)充油、去離子水等。(3)保證拉絲液pH值在合理要求范圍之內(nèi)。拉絲液pH值控制在7.5～9.0效果最佳。若pH值較低,可用三乙醇胺((HOCH2CH2)3N)、碳酸鈉(Na2CO3)、KOH等提高拉絲液的pH值,或者添加部分新拉絲液。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),銅絲直徑大,潤滑性要好,pH值可取8.4～8.8;銅絲直徑小,清潔性要好,pH值可取8.0～8.4。(4)采取通風(fēng)散熱、冷卻等方式,嚴(yán)格控制拉絲液溫度,防止因溫度過高引起銅絲氧化和拉絲液體系的劣化。(5)保持拉絲液清潔。防止可溶性酸、堿、油類物質(zhì)和固體雜質(zhì),以及各類細(xì)菌等進(jìn)入拉絲液。(6)為保持拉絲液體系平衡,在未進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證前提下,不建議混用不同廠家、不同牌號、不同性質(zhì)的拉絲液。(7)拉絲液不可長期使用,必須定期更換。更換周期一般為6～12個月,有些新型拉絲液可達(dá)到12～24個月。(8)隨著拉絲液中鹽分的累積,含鹽量逐漸增加,電導(dǎo)率增大,乳液體系變得不穩(wěn)定,嚴(yán)重影響拉絲液作用與效果,在使用時應(yīng)根據(jù)情況考慮是否應(yīng)該換液。(9)拉絲液配液用水最好使用軟水或去離子水。水中的硬質(zhì)成分會與拉絲油中的乳化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使乳化劑的數(shù)量減少,導(dǎo)致油水分離而且反應(yīng)生成的鹽類會附著在銅線表面,影響后續(xù)加工。

此外,根據(jù)本公司的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),對設(shè)計(jì)拉絲液循環(huán)池提出以下建議:液槽尺寸與系統(tǒng)大小要匹配,回流管與液面距離應(yīng)盡量減小;循環(huán)池應(yīng)保證足夠大的橫截面積,通風(fēng)良好,液面距地面應(yīng)小于1 m,保證乳液面暢通;增設(shè)拉絲液冷卻系統(tǒng);不建議在拉絲液中另加消泡劑,以免破乳或發(fā)生其他不兼容情況。

4 結(jié)束語

銅拉絲液起泡沫是電纜企業(yè)拉絲生產(chǎn)工序的常見現(xiàn)象,因?yàn)樯倭颗菽瓕频你~絲質(zhì)量影響不大,很多企業(yè)對此未做過多關(guān)注。然而,大量泡沫的出現(xiàn),不僅對銅絲質(zhì)量產(chǎn)生影響,對拉絲模具壽命以及整個拉絲系統(tǒng)都有不利影響,建議電纜企業(yè)要對此多加關(guān)注,找到源頭原因,盡早解決。同時,正確使用和維護(hù)銅拉絲液,對進(jìn)一步提高拉絲質(zhì)量,提高產(chǎn)品競爭力有著非常重要的意義。