銅拉絲液起泡問題解決及日常維護

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。

拉絲液在拉絲生產過程中發揮潤滑、冷卻、清洗和抗氧化等作用,長期循環使用,常因含有少量Cu2+而呈淺綠色或淺藍色。拉絲液對拉制銅絲的質量影響重大,其工作狀態應得到電纜企業的重點關注和監測,包括外觀、濃度、溫度和pH值等。我公司C738-10/ZF型銅大拉機拉絲液循環池中,近期頻繁出現拉絲液起泡沫現象,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,嚴重影響生產進度和產品質量。本文對該現象出現的原因進行分析,并采取相應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。若泡沫量持續增加,會造成油槽被泡沫充滿并溢出,導致油面下降,部件損壞,影響機器的正常運轉;泡沫增加氣液接觸,促進氧化,使成分混合不均勻造成拉絲液的進一步劣化、變質。

1 產生泡沫的原因分析

結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,嚴重時直接導致拉絲液變質,油酯含量過高使拉絲模變形區形成油膜過厚,導致拉出的銅絲表面光澤度變差。(2)由于氣溫較高,拉絲液循環池中水份蒸發嚴重,導致液面低,回水落差大,拉絲液裹挾著空氣落下,造成泡沫量增加。(3)拉絲液循環流動速度過快,帶入過量空氣,產生的泡沫越積越多。(4)對拉絲液的持續機械抖動和攪拌,令泡沫持久,不能自行消除。(5)循環系統溫度過高,使得拉絲液溫度持續偏高,造成起泡,泡沫累積不散。(6)隨著水分的蒸發,拉絲液中Na+濃度逐漸加大,含鹽量增加會使拉絲液穩定性下降,并導致水的電導率偏高,陰離子活性增強,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),宏觀表現為泡沫增多。(7)細菌繁殖過快。拉絲液中無殺菌劑或長時間未循環拉絲液,造成細菌繁殖,細菌將油分解,導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,黃梅雨季節細菌繁殖較快,也會造成拉絲液泡沫增加。

2 改善方案及效果

根據對產生泡沫原因的分析,采取以下相應措施進行改善:(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行油酯含量測量,通過補充軟水、更換一定比例新液等方式,適當降低油酯濃度。(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)適當降低拉絲液的循環速度。(4)減少機械抖動,減少對拉絲液的攪拌頻率及強度。(5)拉絲液的工作溫度最佳為30～35 ℃ (視各廠家油品性質而不同)。在使用過程中,對拉絲液的實際溫度進行監測,若溫度過高,則采用通風、開啟乳化液制冷裝置等方式,進行降溫。(6)向拉絲液中添加殺菌劑。若長時間沒有生產任務,則定期空轉機器,使拉絲液可以得到定期循環。在黃梅季節等細菌繁殖相對較快的時段,適當增加循環頻率。(7)若泡沫問題過于嚴重,則更換一定比例的新拉絲液。

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

拉絲機生產Φ2.78～Φ3.5 mm銅絲的過程中,拉絲液經過近8 h的循環,液面泡沫量明顯減少,拉絲液油酯濃度、pH值等數據正常。改進后的效果見表1。

表1 改進后拉制銅絲性能對比

3 拉絲液的日常維護

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,對拉絲液的日常使用提出如下建議:(1)即使拉絲機未運行,拉絲液也應每天循環。因為拉絲液長期靜置會滋生細菌,細菌侵蝕拉絲液,使pH值降低,引發一系列不利影響。(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,根據測定結果及時補充油、去離子水等。(3)保證拉絲液pH值在合理要求范圍之內。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。根據經驗,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)采取通風散熱、冷卻等方式,嚴格控制拉絲液溫度,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、油類物質和固體雜質,以及各類細菌等進入拉絲液。(6)為保持拉絲液體系平衡,在未進行試驗驗證前提下,不建議混用不同廠家、不同牌號、不同性質的拉絲液。(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,電導率增大,乳液體系變得不穩定,嚴重影響拉絲液作用與效果,在使用時應根據情況考慮是否應該換液。(9)拉絲液配液用水最好使用軟水或去離子水。水中的硬質成分會與拉絲油中的乳化劑發生化學反應,使乳化劑的數量減少,導致油水分離而且反應生成的鹽類會附著在銅線表面,影響后續加工。

此外,根據本公司的生產經驗,對設計拉絲液循環池提出以下建議:液槽尺寸與系統大小要匹配,回流管與液面距離應盡量減小;循環池應保證足夠大的橫截面積,通風良好,液面距地面應小于1 m,保證乳液面暢通;增設拉絲液冷卻系統;不建議在拉絲液中另加消泡劑,以免破乳或發生其他不兼容情況。

4 結束語

銅拉絲液起泡沫是電纜企業拉絲生產工序的常見現象,因為少量泡沫對拉制的銅絲質量影響不大,很多企業對此未做過多關注。然而,大量泡沫的出現,不僅對銅絲質量產生影響,對拉絲模具壽命以及整個拉絲系統都有不利影響,建議電纜企業要對此多加關注,找到源頭原因,盡早解決。同時,正確使用和維護銅拉絲液,對進一步提高拉絲質量,提高產品競爭力有著非常重要的意義。