Изготовление проволоки для токопроводящих жил

На кабельных заводах проволоки круглой и фасонной формы изготовляют способом волочения медной и алюминиевой катанки или способом подтяжки проволоки больших размеров. На некоторых крупных кабельных заводах для изготовления катанки устанавливают прокатные станы.

Волочением называется процесс холодной обработки металлов давлением, при котором обрабатываемая проволока или другая заготовка проходит через волочильный инструмент (волоку) и принимает форму и размеры его внутреннего канала с поперечным сечением меньше сечения заготовки. Уменьшение сечения приводит к увеличению длины проволоки. Это изменение называется вытяжкой м и определяется по формуле

волочение проволока кабельная отжиг

м=l_к/l₀=S₀/S_к,

где l₀ и S₀; l_к и S_к- длина и сечение проволоки соответственно до и после волочения.

Вытяжка ограничивается соотношением между усилием волочения и разрывным усилием протянутой проволоки. Учитывая, что запас прочности должен быть не менее 1,5-2,0, вытяжка может быть не более 1,35. Следовательно, чтобы получить тонкую проволоку, заготовка должна быть многократно протянута через волоки.

Поэтому в кабельной промышленности в основном применяют машины многократного волочения со скольжением, имеющие несколько волокодержателей со ступенчатыми тяговыми барабанами, которые обеспечивают одновременную обработку во всех волоках.

За счет проскальзывания и трения проволоки о вращающийся барабан создается необходимое усилие волочения; при этом окружные скорости поверхностей барабанов всегда больше линейной скорости волочения.

Машины со скольжением обеспечивают скорость волочения до 40 м/с и более, кроме того, они проще по конструкции и в эксплуатации, чем машины без скольжения. Правильно выбранная форма канала волоки в основном определяет качество проволоки. Для снижения коэффициента трения в канале, а также охлаждения проволоки и волок при волочении применяют специальные смазки на основе водных эмульсий, мыла и масла. В процессе волочения канал изнашивается и изменяет первоначальную форму, что приводит к выпуску проволоки овального сечения и увеличенного размера. Для увеличения срока службы волоки ее изготовляют с вставкой из твердых сплавов или алмаза. При волочении происходит нагартовка, ухудшающая электропроводность проволоки. Также при волочении происходит изменение пластических свойств металла: он упрочняется (наклепывается), структура его изменяется, зерна металла измельчаются в направлении волочения, то есть образуется текстура. Снятие «наклепа» и получение мягкой проволоки, достигается нагревом металла до определенной температуры, выдержкой в течение заданного времени и охлаждающей комнатной температуры. При этом металл снова становится пластичным. Термическая обработка металла, при которой ему возвращаются первоначальные свойства, называется отжигом. Температура и длительность отжига зависят от свойств и размеров проволоки. Для предохранения медной проволоки от окисления ее отжиг производят в специальных паровых или вакуумных печах. В настоящее время на кабельных заводах все шире используют совмещение процессов волочения и отжига на установках, состоящих из волочильной машины и специальной приставки отжига. После прохождения через последнюю волоку и тяговый барабан волочильной машины проволока поступает через компенсатор на специальные контактные ролики, с помощью которых к проволоке подается электрический ток, нагревающий ее до температуры отжига. Приставка отжига состоит из двух зон. В первой зоне (предварительного нагрева) проволока нагревается до 150-170°С. Этот нагрев происходит на открытом воздухе, так как при такой температуре еще нет интенсивного окисления. Во второй зоне проволока нагревается до 450-550°С: происходит собственно отжиг. С целью предотвращения окисления нагрев проволоки производят в паровой среде. Это достигается тем, что проволока, находясь в трубе, проходит между двумя контактными роликами, нижний из которых находится в баке с водой. Приложенное к контактным роликам напряжение переменного тока (50-70 В) обеспечивает нагрев проволоки до необходимой температуры. При погружении нагретой проволоки в воду образуется пар, который заполняет трубу, вытесняя из нее воздух. Для уменьшения потерь теплоты внутренний стакан с водой делают небольшого объема. Охлаждение проволоки происходит в баке с водой, а сушат ее обдувом теплым воздухом. Температуру отжига поддерживают постоянной, автоматически регулируя силу тока. Такая система удобна при наложении полиэтиленовой изоляции на автоматических поточных линиях.

На заводе «Энергокабель» применяются следующие волочильные станы:

1. Волочильный стан ВСК-13 предназначен для многократного волочения со скольжением медной катанки с диаметром 8 мм до 1,0-3,5 мм. При подборке соответствующей смазки возможно волочение алюминиевой катанки с диаметра 9 мм до 1,6-4,3 мм. Имеется приставка отжига на проход со скоростью до 25м/с с приемом на катушку с диаметром щеки 630 мм.

2. Машина ВМ-13 предназначена для волочения алюминиевой проволоки с катанки диаметром 9,5 мм до 1,73-2,72 мм за 9-13 протяжек и с намоткой готовой проволоки на катушки.

3. Волочильная машина без скольжения Breitenbach предназначена для волочения круглой и фасонной проволоки из медной и алюминиевой катанки.

Диаметр медной катанки- 8,0; 10,0; 11,0; 14,0; 16,0; 18,0 мм.

Диаметр алюминиевой катанки- 9,0; 9,5; 11,5; 14,0; 18,0; 23,0 мм.

Диаметр готовой медной проволоки- 1,7-4,5 мм.

Диаметр готовой алюминиевой проволоки-1,7-5,6 мм.

4. Линия по производству проволоки (волочильная машина тонкого волочения) DHC 04-50 служит для тонкого волочения медной проволоки диаметром 1,0-1,8 мм до 0,15-0,4 мм. Машинная линия состоит из трех отдельных машин, выполняющих волочение и намотку проволоки в шпули. Машинная линия состоит из следующих агрегатов: волочильный стан тонкой проволоки модели DHCF 21А, отжигательный аппарат, намоточное устройство модели DC 0,4-50. Отдельные машины линии связаны друг с другом частично механически, а частично электрическим путем. Волочильный стан работает по принципу волочения со скольжением. Волочение может производиться как с использованием всех 21 ступеней, так и меньшего количества. Отжиг проволоченной проволоки осуществляется, как было уже упомянуто, на приставке отжига на волочильном стане ВСК-13, а также в электрической печи сопротивления ОКБ-185 конвейерного типа, с водяными затворами. Печь служит для светлого отжига меди при температуре 550-600°С. Время нахождения изделия в печи 60-100 мин.

Технические характеристики печи ОКБ-185:

- Размеры рабочего пространства, мм:

- ширина- 850;

- длина- 3560;

- высота- 345;

- Производительность печи (max), кг/ч- 1040;

- Рабочая температура,°С- 450&deg-650°

- Атмосфера печи- водяной пар;

- Время разогрева до рабочей температуры, в ч- 8;

- Диапазон скоростей цепи конвейера, м/мин- 0,05-0,20;

- Мощность холостого хода (расчетная), кВт- 80.

Размещено на http://www.allbest.ru