漆包機

它是電磁線行業生產漆包線的重要設備,它的作用是將加工好的銅線(或鋁線)外面均勻包裹上一層絕緣的聚醋漆。漆包線生產過程所用漆包漆含有大量的稀釋劑與有機溶劑,主要組分為苯、二甲苯與甲酚,在漆膜加熱固化時揮發出來,引起環境污染和能源浪費。漆包線的生產廠家也越來越多,漆包機的節能和環保問題也成為一個不可忽視的問題。

基本介紹

• 中文名：漆包機
• 外文名：enamelling machine

簡介

漆包線生產過程所用漆包漆含有大量的稀釋劑與有機溶劑,主要組分為苯、二甲苯與甲酚,在漆膜加熱固化時揮發出來,引起環境污染和能源浪費[三種有機物具有高燃燒熱值,一般為(32406～43208)kJ·kg-1],生產過程中,有機物可冷凝並聚集在管道內,從而引發生產安全問題。生產廠大多採用單層快速催化燃燒熱風循環的漆包機進行廢氣淨化。有機廢氣進入催化燃燒室,經催化燃燒後放出大量熱能,再通過風機經風道送入烘爐爐膛,烘焙漆包線的漆膜塗層,同時將廢氣轉化為CO2和水,既節約電能,又淨化環境。在廢氣淨化與熱能利用環節,催化劑起決定性作用。此類催化劑主要以金屬絲網或蜂窩瓷載體為骨架,塗覆一定量的二載塗層,再負載貴金屬Pd和Pt為活性組分,其中,二載塗層對催化劑性能影響至關重要。

由於各種電器設備(各式各樣的線圈、電機、變壓器等)的普遍使用,漆包線成為一種市場前景極為廣闊、發展勢頭極其良好的工業產品。因此,漆包線的生產廠家也越來越多,僅河南省就有不同規模和不同檔次的生產廠家十餘家。漆包機的節能和環保問題也成為一個不可忽視的問題 。

生產路線

漆包線的生產工藝路線為:銅(鋁)桿、拉絲一放線葉軟化一浸漆礴烘乾”收線襯檢驗入庫製作漆包線的銅線是由兩種規格的銅桿(鋁桿)經過多次拉伸製成的。這一過程對能源的浪費和環保的影響不大。從放線到收線所有這些過程都是在漆包機上完成的,放線是將成盤的銅線(鋁線)按一定的張緊力矩釋放出來送入軟化爐內;軟化是由真空狀的軟化爐來完成的。

浸漆是漆包線生產過程中的關鍵工序,目的是在銅線(鋁線)外均勻包裹一層絕緣漆;烘乾是對浸過漆的銅線進行加熱烘烤,讓漆包漆里的有機溶劑快速揮發;浸漆和烘乾是在漆包機的漆包爐內進行的,這一過程存在很大的能源浪費,對環境也有一定的污染,本文將對這一過程的生產工藝進行著重研究,並對相應設備做出改進設計 。

漆包線的生產最為關鍵的工序是烘乾,漆包線的質量好壞主要是由這一過程決定的,影響烘乾質量的因素主要有兩方面。一是爐溫,爐溫的控制是通過熱電偶及相應的溫控設備來完成的,這一過程容易實現。二是銅線(鋁線)通過爐膛的時間,時間過長影響生產效率,並有可能造成產品顏色的改變,影響其外觀質量,時間過短,烘乾不徹底,又會出現廢品 。

漆包線生產所用的漆包漆是一種硬性聚醋漆(主要成分為二甲醋、乙二醇、甘油),通過有機溶劑(多為甲酚、二甲苯)溶解後成為液態漆包漆,漆包線生產中就是將液態漆包漆均勻浸塗到銅鋁線上後,再經過烘乾使有機溶劑快速揮發。但是,揮發出來的有機溶劑絕大多數企業均未加處理而直接排放到大氣中,對周圍造成了一定的污染,操作工人的工作環境也較惡劣。這種漆包機結構較為簡單,它是通過爐膛內電熱管的加熱和溫控系統共同作用來維持爐膛內的溫度保持相對穩定,銅線經過浸漆缸浸上漆後慢慢向上經過爐膛.由於爐膛高度較高(6米左右),待出爐時已經完全烘乾,達到了包漆的目的。但是，爐膛上下均為敞開式結構,空氣的流通性好,漆包漆中的揮發物一甲酚、二甲苯全部直接排放到大氣中,對周圍環境造成污染。由於這種設備結構簡單,一次性投資小,加上環保部門對甲酚、二甲苯的排放問題未嚴加控制,因此,當前這種結構的漆包機套用十分普遍,幾乎全部的中小企業都在使用。這種設備除污染環境外還有一個較大的缺點就是能耗大,熱能利用率低 。

大量的熱能隨著揮發性氣體的排放而排到空中,利用電熱管加熱、其本身的能耗也較大,通常電熱管的功率之和在80~100,這也增加了對配電系統的要求。針對上述問題我們進行深入分析後認為:有三點是值得我們研究的,一是揮發物的排放是熱量損失的主要原因,減少排放物的排放量就能起到節能的目的,二是排放物的餘熱問題,如果能夠得到有效的利用也能起到節能的目的,三是排放物的主要成分都是有機溶劑,可燃性好,如果能通入一定量的氧氣,並使之燃燒,既可以將燃燒所釋放的熱量用作烘乾漆包線的熱源,又可以減少有害物的排放量,節能環保一舉兩得。因此,我們以這三個方面為主線確立了技術改造的方向。

節能環保型漆包機

值得注意的是:有機物的燃燒不能損壞漆包線,為此必須另設專門的燃燒室,燃燒後的熱量必須引到爐體的下部;上部隨排放物排出的熱量要想利用也必須做到兩點:一是改變上部的敞口結構,採取一定的措施限制排放物的排放量,二是爐體上部排放物所攜帶的熱量也必須引入爐膛下部才能被有效利用。因此,問題的關鍵就在於熱量(可以以熱風為熱媒)的循環,只要能夠設計出有效的熱風循環系統,所有問題就迎刃而解了 。

新型漆包機的結構根據上面的分析,結合有關燃氣和通風方面的知識,經過多次的設計和修改。可燃性氣體的燃燒改在爐體上部的燃燒室內,燃燒室是由不鏽鋼制的耐火爐體和由陶瓷鍍把與鉑組成的催化劑組成的,燃燒後的熱量以熱風為熱媒大部分由送風風機經風道送至爐膛下部的循環入口,少部分用於上部的出風口作壓風用,目的是產生向下的風壓,阻止爐膛內的揮發性氣體在熱壓作用下自然上升的勢頭少量的多餘氣體作為尾氣經風量調節閥進入熱交換器預熱補給風機所補充的新風(催化燃燒所必須的新鮮空氣)後排出。這部分氣體同漆包機所排出的氣體相比要少得多,所攜帶的熱量同樣也少得多,加上其所攜帶的熱量又被預熱新風所利用,其流失的熱量很少,達到了節能的目的。同時由於可燃性氣體在燃燒室內充分燃燒,釋放出大量的熱量,經循環風機送至爐膛內後,爐膛溫度較高,由電熱管所提供的熱量可以大大地節省,電熱管的工作時間縮短很多,同樣達到了省電的目的。可燃性氣體的充分燃燒,使得由排風口排出的尾氣所含的甲酚、二甲苯等極少,這樣對周圍環境也不存在污染問題,滿足了環保方面的要求。

新型漆包機經過實際套用,其節能效果十分明顯,僅半年時間就節省電費20多萬元,省電率達60名以上,嘗到甜頭的電工廠人將原有的另一台漆包機也淘汰了,兩台新型漆包機為電工帶來了可觀的節能效益,同時也解決了長期困擾的環保難題。新型漆包機充分利用有機溶劑的可燃性,通過催化燃燒,使其釋放熱量,變害為寶,同時採用熱風循環的原理加以利用,達到了節能環保的雙重目的,節能環保效果都十分明顯,成為漆包線生產行業發展的必然趨勢,值得儘快推廣套用。

工藝設備最佳化

電工材料漆包生產線是全套引進8條MOZART(莫扎特)型高速漆包機,該生產線是目前世界上快速高效的漆包機之一,配套2台中拉機選用的M30型拉絲機。其生產工藝流程見圖1:必2.6銅線經M30拉成印.6或其它需要的尺寸;按產品要求轉人漆包聯拉機拉絲定徑;進人退火前高溫水噴淋清洗裸銅線表面;蒸汽保護韌煉軟化;多道模具反覆塗漆;流經金屬催化劑循環高溫烘爐蒸發固化成漆膜;經強風冷卻;塗覆漆包線表面潤滑油;成盤卷繞收線。整個生產過程必須不間斷連續作業,如果模具設計、拉絲乳液設計、配套設備等其中任何環節失控就會影響產品質量和生產的連續性 。

拉絲乳液循環系統改進

乳液是決定拉絲裸銅線表面的關鍵因素,根據漆包機台生產範圍結合漆包線生產工藝粗細規格需求不同乳液濃度分別設計2套供液循環系統。因漆包機聯拉採取連續噴射式潤滑,拉絲過濾池和供給池必須保持動態平衡。改變原有設計,對池體、管道及過濾裝置等進行了改造,增加過濾池和供給池的溢流口,自行設計安裝拉絲乳液液面控制報警裝置 。

拉絲塗漆模具改進

經過認真學習和分析進口設備的隨機工藝資料,發現提供的1套配模表根本無法滿足市場上產品的需求。為此重新設計了8套拉絲配模系列,能配出範圍內所有的標準和非標準規格,經過實踐檢驗完全可行,為漆包線產品迅速打人市場提供了有力的保證 。

高溫高速絕緣塗料的開發

MOZART漆包機設計最高線速達945耐min,烘烤固化溫度可達750℃,是目前世界上速度最快、效率最高的機型,因此對塗料的要求非常苛刻。開始時用一些市場上成熟塗料調試漆包線,表面很不光滑,於是選取日本東特、杜邦塗料和ALTANA西瓦塗料合作開發。根據烘烤溫度高時間短、循環風量大的特點,多次改進塗料揮發溶劑組分,調整高沸點3一甲基苯酚、正欽酸丁醋和磷酸三丁醋的比例,開發了適用小規格、中規格、大規格的、高溫漆包線等產品 。

1 3 0 級級聚醋漆包線的技術開發

耐冷媒20級高溫線需要國內國外型式測試多,市場認證周期長,決定從低檔產品開始做起,以聚醋線為突破口打開市場,積累並提高漆包線的生產技術。通過試驗研究,成功試製開發單塗層結構的聚醋線、外覆自潤滑雙塗層結構聚醋線,在短短的半年內生產了16個不同規格產品,產銷量達40 t,這樣的速度在國內是屈指可數的。

20 級無氟耐冷媒漆包線的技術開發

根據產品無氯特點尋找190無蠟環保潤滑新材料;制定雙塗層、三塗層的生產工藝方案,配合使用客戶的機器繞組嵌線差異性分類試製生產。R134a無氟耐冷媒線已經通過了國家電器科學研究所、電線電纜所和美國實驗室的型式測試,取得市場準人證,完成了華意壓縮機、杭州富生電機、迪貝電機和美的威靈機電等客戶批的量送樣認證工作,取得了認可 。

潤滑的改進

設計了一套漆包線表面潤滑裝置,改一次潤滑為兩次潤滑工藝,很好地解決了表面潤滑性不夠問題 。

漆膜連續性 、 鹽水針孔超標的工 藝改進

統計漆膜連續性不良主要出現在立爐的大規格線和平爐的一級薄漆膜規格線上,分析立爐大規格漆包線漆膜結構出現嚴重偏心,即裸銅線和外圍漆膜不在同心圓上,漆膜一邊厚一邊薄分布不均,針對具體情況,校正調整立爐塗漆裝置水平度和垂直度,解決了結構不良而導致的漆膜連續性問題。一級薄漆膜線出現最多鹽水針孔不良,主要由於漆膜本身要求薄而決定,針對薄漆膜線的本身缺陷,技術人員對生產工藝進行薄道多塗、漆膜厚度設計上限值改進方案,有效地提高了針孔性能。