Производство медной проволоки для кабеля

Производство медной катанки и проволоки: технология и особенности

Содержание:

Катанка – один из самых широко используемых продуктов медного металлопроката. Без нее не обойтись при изготовлении медной проволоки и проводов, востребована она и в таких отраслях, как машиностроение, электротехника и строительство. Поэтому производство медной катанки – этот тот вид деятельности, которым занимаются практически все предприятия цветной металлургии.

Основным сырьем для этого изделия становится медный лом. Как известно, запасы меди в мире постепенно истощаются, поэтому металлурги и обращают самое пристальное внимание на вторичное использование этого материала. Если раньше в разработку принимались исключительно месторождения, в породе которых содержалось не менее 10% чистой меди, то сегодня отличным вариантом считается и 5-процентная руда. Более того, в некоторых странах добываются и пускаются в производство даже руды, в которых меньше 1% чистого металла. В результате в мире сегодня почти 40% новых изделий из меди изготавливается именно из переработанного лома. Что же касается катанки, то для нее практически не используется первичное сырье. В дальнейшем катанка применяется для производства медной проволоки, которая является основным материалом для изготовления проводов.

Характеристики медной катанки и проволоки.

Популярность медной катанки и проволоки у потребителей объясняется тем, что эти изделия обладают всеми основными характеристиками, свойственными меди:

• высокой электропроводностью (электропроводность меди на 35% выше, чем аналогичное свойство другого используемого для изготовления проводов материала – алюминия);
• отличной теплопроводностью;
• пластичностью;
• долговечностью.

Высокая электропроводность медной катанки, а следовательно, и изготовленной из нее медной проволоки позволяет существенно экономить электроэнергию при эксплуатации энергосетей. Правда, стоят медные провода дороже алюминиевых, но при этом стоит учесть и то, что для питания системы можно выбирать медные кабели меньшего сечения, которые прослужат дольше алюминиевых. А это практически нивелирует разницу в цене. Кроме того, и работа с медными элементами системы гораздо менее трудоемкая, чем с элементами из любого другого материала вследствие пластичности меди, а значит, и ее прочности на излом.

Выпускается медная катанка в бухтах весом 3300-3400 кг, каждая из которых прочно перевязывается стальной лентой (по правилам перевязка должна осуществляться в четырех местах) и упаковывается в пленку.

Пленка позволяет исключить попадание на поверхность катанки влаги и грязи, которые могут снизить качество изделия и негативно отразиться на характеристиках производимой из нее проволоки. Кроме того, готовую продукцию необходимо защитить и от окисления – для этого катанку покрывают специальным восковым составом.

Стоимость медной катанки зависит от многих факторов – от выбранной для ее изготовления технологии, от качества исходного сырья и от параметров самой продукции. Узнать все специфические характеристики определенной партии товара можно по его маркировке. Каждая готовая к продаже бухта должна обязательно оснащаться ярлыком, на котором указывается:

• наименование компании-производителя;
• дата производства изделия;
• номер партии;
• условное обозначение изделия;
• вес бухты (нетто и брутто);
• сертификационный знак;
• печать, указывающая, что катанка прошла контроль качества;
• технические параметры – класс изделия и его диаметр.

Кроме того, каждая партия товара должна иметь сертификат, подтверждающий ее соответствие нормам, указанным в ТУ.

Особенности изготовления медной катанки и проволоки.

На сегодняшний день не существует специальных государственных стандартов (ГОСТ), регламентирующих процесс производства медной катанки. Вместо них разработаны обязательные для применения всеми производителями технические условия (ТУ). Согласно им, катанка может выпускаться трех классов: А, В и С. Диаметр изделия варьируется от 8 до 18 мм. В качестве сырья для изготовления катанки может использоваться медь марки М1, М0 и М00 – эти требования изложены в ГОСТ 859-2001.

Основными этапами производства катанки традиционно являются:

• загрузка медного лома в плавильные печи и его плавление;
• рафинирование полученного расплава;
• отливка из расплава анодов;
• рафинирование анодов электролитическим методом;
• переплавка анодов в катоды;
• отливка медной заготовки;
• процедура прокатки.

В результате получается катанка, которая в дальнейшем идет на производство медной проволоки.

Современные технологии позволили существенно упростить этот процесс и уменьшить во много раз время, требуемое на полный цикл производства. В частности, разработанный европейскими технологами процесс рафинирования дает возможность исключить из производства такие этапы, как электролиз анодов и переплавка их в катоды. Применяемое при этом оборудование гарантирует высокое качество получаемой продукции, а сама технология значительно снижает ее себестоимость.

Линия по изготовлению медной катанки.

Как уже упоминалось, медная катанка – это очень востребованное в промышленности изделие, поэтому инженеры обращают повышенное внимание на разработку оборудования для ее производства. Как правило, для этого используются готовые линии оборудования, позволяющие осуществлять непрерывный процесс производства.

В состав таких линий входит несколько единиц оборудования:

Она состоит из двух частей – в первой производится плавление сырья, во второй – его выдержка. В печь для плавления поступает сырье, минимальное содержание меди в котором может составлять 92%. Между частями печи имеется специальный затвор, позволяющий регулировать количество жидкой меди, поступающей в печь для выдержки.

Каждая часть печи оснащается автономной системой контроля, которая автоматически проверяет температуру, водяное давление и напряжение в отсеках. В случае, если любой из параметров выходит за границы значений, считающихся нормой, система автоматически дает сигнал тревоги. Кроме защитных систем каждой части все устройство целиком имеет и общую систему контроля. Все три системы работают независимо друг от друга. Таким образом, безопасность процесса плавления и выдержки сырья для производства катанки надежно контролируется на всех этапах. Управление системами может производиться как в автоматическом режиме (после соответствующего программирования), так и вручную – такая необходимость может возникнуть в экстренных случаях.

Полученный в комбинированной печи металл поступает в машину, оснащенную целым набором движущих и прижимных валиков. С их помощью металл формуется и обжимается со всех сторон, в результате чего и получается катанка. Такой метод производства называется горячим, так как при прохождении через валики медь разогревается, что повышает ее пластичность и ускоряет процесс формовки. В конце линии располагаются калибрующие валики, которые «доводят» катанку до нужного диаметра.

Далее катанка подается на наматывающее устройство, оснащенное датчиком скорости, синхронизирующим действие подающего катанку механизма и самой «моталки». Намотанная катанка оставляется на специальных катушках для охлаждения. Происходить это может естественным путем, то есть изделие просто неподвижно висит на устройстве, пока не остынет до температуры воздуха в помещении. Такой метод охлаждения называется воздушным и считается наиболее подходящим для изготовления качественного изделия. Если же требуется охладить катанку быстрее, применяется ускоренный метод, то есть охлаждение с помощью специальных вентиляторов. Но в данном случае следует особо внимательно отнестись к скорости и температуре воздуха, подаваемого из вентиляторов на катанку. Слишком сильный поток холодного воздуха может негативно сказаться на качестве медной продукции. Кроме того, нельзя забывать и о пластичности меди, из-за которой под действием движущегося с большой скоростью воздушного потока изделие может просто деформироваться.

После охлаждения катанка подается на второй блок наматывающего устройства, где она укладывается в бухты.

На этом процесс производства заканчивается, и готовая катанка отправляется на склад.

Технология производства медной проволоки.

Основным методом производства медной проволоки является волочение. В ходе этого процесса медная катанка протягивается через отверстия, сечение которых меньше диаметра медного прутка. В результате заготовка становится тоньше, но длиннее. Этот же метод может применяться и при производстве медных труб.

Станок для волочения состоит из трех частей:

• подающего устройства;
• волоки;
• принимающего устройства.

Непосредственно сама процедура вытягивания проволоки из катанки осуществляется на волоках, отверстия которых строго откалиброваны под определенный диаметр изделий. Изготавливают их из твердой инструментальной стали. А волоки для проволоки особенно маленького диаметра (меньше 0,5 мм) делаются из алмаза – материала с непревзойденной прочностью. Они могут иметь одно или несколько отверстий (волочильных глазков или матриц).

Для того чтобы в процессе волочения не повредить поверхность медной заготовки, внутреннюю поверхность матрицы покрывают особой смазкой. Еще одним вариантом такого оборудования является станок, в котором вместо отверстий используются специальные ролики, между которыми и протягивается катанка.

Как правило, изготавливается медная проволока методом холодного волочения. Это значит, что перед пропуском через волочильное устройство катанку не нагревают, а то тепло, которое появляется в процессе прохождения заготовки через глазки или ролики вследствие трения, постоянно убирают. Для этого катанку охлаждают воздухом, водой или специальными составами. Такая технология производства позволяет получать медную проволоку с идеально гладкой и блестящей поверхностью, диаметр которой точно соответствует заданным размерам.

Источник

Технология производства электрического кабеля

Кабельная продукция широко применяется в разных отраслях промышленности, большая доля рынка сбыта приходится на строительную. Для организации бизнеса потребуется автоматическая линия по производству кабеля, помещение, где она будет размещена, специалисты по эксплуатации оборудования, исходное сырье. Благодаря наличию постоянного спроса и высокой рентабельности производства, данный вид бизнеса быстро окупит первоначальные инвестиции и будет приносить прибыль порядка 500 тысяч рублей в месяц.

Что представляет собой кабель

Кабель – простая конструкция, которая состоит из жил-проводников, помещенных в оболочку. Различают телекоммуникационные и электропроводящие кабеля, последние способны проводить ток высокого напряжения, до 100 кВт. Кабель состоит из двух основных компонентов – проводника и изолятора. В качестве проводника часто используют медь, поскольку она обладает высокими электропроводящими функциями. Кроме меди можно использовать:

• алюминиевые проводники; Формирование шини кабеля
• сплав меди и кадмия;
• оптические волокна.

В качестве изолятора используются:

• полиамид;
• полиэтилен;
• политетрафторэтилен (ПТФЭ);
• резина.

Для сопротивления к возгоранию изоляторные материалы обрабатывают углеводородной смазкой.

Технология изготовления кабелей

Автоматизированная линия RNA по производству электрического кабеля выполняет все этапы технологического процесса. Исходное сырье – медная или алюминиевая катанка вытягивается до необходимого размера жилы, которая должна пройти процесс обжига. Если технологией предусмотрено сплетение нескольких нитей, то материал поступает на волочильный станок для скручивания. По окончании обжига медная проволока поступает в экструдерный механизм для наложения изоляции. Полиэтилен или другой материал разогревается до жидкого состояния и через головку экструдера накладывается на медную сердцевину. Окончательную форму провод принимает после охлаждения в специальной ванне. Следующим этапом является проверка проводимости электричества. Такое испытание проводится на пробой изоляции, подается ток 20 кВт, автоматический прибор отслеживает дефекты и сигнализирует.

Изоляция каждой жили кабеля полиэтиленом

Контроль осуществляется еще и с применением прибора, контролирующего толщину кабеля. Кабель, прошедший контроль наматывается в катушки и готов к реализации.

При организации технологического процесса необходимо предусмотреть систему защиты операторов от высокого уровня шума и летящих частиц при вытягивании жгутов. Наибольшую вероятность акустического дискомфорта приносит волочильная установка, обычно при ее работе уровень шума превышает 90 ДБ. Кроме того, оплетение и рафинирование меди также высокошумные процессы, поэтому следует разместить эти установки так, чтобы минимизировать общий уровень шума, а оператору следует выполнять работу с использованием зашитых наушников. Для защиты от летящих частиц металла используют заградительные установки, на том участке линии по производству кабеля, где невозможно расположить заграждения, оператор использует очки.

Оборудование, которое участвует в производстве

В зависимости от вида производимых изделий комплектация автоматизированных линий может значительно отличаться. Для изготовления электропроводящих кабелей потребуется следующее оборудование:

• отдающее устройство; Бухта намоточный механизм
• приемное устройство;
• компенсаторы;
• тяговые устройства;
• волочильный станок;
• устройство натяжения кабеля;
• лентообмоточный механизм;
• экструзионный механизм;
• крутильная машина;
• станок для бронирования;
• бухтовочный механизм.

Отдающее устройство линии rn a по производству электрического кабеля оснащено асинхронным электрическим приводом, комплектуется компенсатором, имеет возможность регулировки размеров под катушки различного диаметра. Характеристики:

• диаметр катушки – 300 – 800 мм; Волочильный станок для производства кабеля
• линейная скорость – 200 м/мин;
• грузоподъемность – 800 кг;
• габариты – 1150*1050*1250 мм;
• вес – 360 кг.

Приемное устройство может быть выполнено в двух вариантах: траверсируемое и консольное. Траверсируемое использует направляющие рельсы, закрепленные на полу, что позволяет перемещать барабан и осуществлять укладку. Характеристики:

• диаметр катушки – 300 — 800 мм; Приемное устройство для производства кабеля
• линейная скорость – 250 м/мин;
• грузоподъемность – 800 кг;
• габариты – 1150*1050*1250 мм;
• вес – 360 кг.

Компенсаторы применяются с целью синхронизации работы составных частей линии rn a по производству электрического кабеля, их скорости работы. Компенсаторы оснащаются датчиками крайних точек, амортизирующими системами, ограничителями скорости, грузами для обеспечения равномерного натяжения провода. Характеристики:

• диаметр провода – 0,5 – 16 мм; Отдающее устройство
• количество ветвей – 6;
• габариты – 2000*350*1700 мм;
• вес – 98 кг.

Тяговые устройства предназначены для контроля и ремонта кабелей в процессе производства. Эти механизмы могут быть колесного типа и ленточные. Ленточные применяются в изготовлении жестких проводов плоского сечения. Характеристики устройства колесного типа:

• тяговое усилие – 100 кг; Направляющее устройство и обмотчик
• диаметр кабеля – до 10 мм;
• диаметр колеса – 630 мм;
• габариты – 1000*820*1100 мм;
• вес – 410 кг.

Характеристики механизма ленточного типа:

• тяговое усилие – 300 кг;
• диаметр кабеля – до 20 мм;
• длина зоны сжатия — 800 мм;
• габариты – 1650*700*1400 мм;
• вес – 450 кг.

Волочильный станок, входящий в состав линии по производству кабеля, предназначен для обработки металла методом протягивания через сечение с диаметром меньшим, чем у исходного сырья. Волочильный станок имеет шесть фильеров, через которые одновременно подается металл. Характеристики:

Шина имеет столько жил сколько катушек в обмотчике

• мощность привода – 2,2 кВт;
• напряжение – 380 В;
• габариты – 1140*660*640 мм;
• вес – 180 кг.

Устройство натяжения применяется при смотке кабеля на лебедку подъемника. Характеристики:

• диаметр колеса – 790 мм;
• натяжение кабеля на выходе – 20 кН;
• габариты – 1335*1150*2180 мм;
• вес – 2830 кг.

Если технологией предусмотрена обмотка сердцевины кабеля ленточными материалами, то такой процесс выполняется на лентообмоточном устройстве. Обмотка осуществляется бумагой, медной фольгой, водоблокирующим материалом. Характеристики:

• скорость вращения – 500 об/мин; Счетчик метража
• диаметр кабеля – до 40 мм;
• количество лент – 2шт;
• габариты – 1400*700*1600 мм;
• вес – 280 кг.

С помощью экструдерного механизма накладывается изоляционный материал на медную или алюминиевую проволоку. Характеристики:

• мощность – 15 кВт;
• диаметр шнека – до 60 мм;
• производительность – 80 кг/ч;
• скорость вращения – до 80 об/мин.

В составе линии по производству кабеля, имеющего сложную сердцевину должна быть крутильная машина, выполняющая скручивание нескольких нитей сердечника в единый жгут. Характеристики:

• диаметр катушек- 630 мм;
• обороты клети – 200 об/мин;
• количеств катушек – 3 шт;
• линейная скорость – 30 м/мин;
• диаметр барабана – 630 * 1400 мм.

Приемники и отдатчики для производства кабеля

Станок для бронирования покрывает кабель защитными материалами, чаще всего используют оцинкованную ленту. Характеристики:

• диаметр проволоки – до 1,8 мм;
• количество катушек – 24 шт;
• грузоподъемность – 1000 кг;
• линейная скорость – 8 м/мин;
• диаметр барабана – 2500 мм.

Готовый кабель с помощью бухтовочной машины наматывают на катушки, при этом осуществляется автоматическое контролирование метража.

• скорость намотки – до 10 м/мин;
• диаметр катушки – до 1250 мм;
• ширина катушки – до 600 мм;
• габариты – 2000*1260*1630 мм;
• вес – 1200 кг.

Купить линию по производству кабеля такой комплектации можно за 9 000 000 рублей. Данное оборудование очень тяжеловесное и габаритное, поэтому нет необходимости приобретать его у иностранных компаний. Отечественные машиностроительные предприятия предлагают качественное оборудование по приемлемой цене с возможностью выезда наладчика для контроля сборки и тестирования. Комплектация производственной линии была рассмотрена на основании коммерческого предложения машиностроительного завод ООО «Псковгеокабель».

Видео: Новое производство кабеля

Источник