旋轉刷在清洗鋁桿表面的應用

劉建

摘? 要：針對鋁包鋼生產過程中，電工鋁桿表面的清洗存在廢酸、廢堿污染，以及成本高、生產效率低等問題，對生產設備及表面處理方式進行改造。采用旋轉刷和清水清洗電工鋁桿表面，結果表明，改造后電工鋁桿表面的雜質清除干凈，安全滿足工藝生產要求;工序成本降低，避免了廢酸、廢堿、廢水污染，滿足國家綠色環保要求。

關鍵詞：鋁包鋼? 表面清洗? 旋轉刷

中圖分類號：TH133.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）03（a）-0070-02

1? 問題提出

鋁包鋼[1]是一種優質高碳鋼絲作為芯線，在鋼的表面均勻地包覆一定厚度的鋁，通過連續同步變形拉拔而成的高效雙金屬材料，它既具有鋁的良好導電性能和耐腐蝕性能，又具有鋼的高強度、耐振動、疲勞性能好的優點[2]。

鋁包鋼的擠壓包覆過程中用到了包覆鋁桿，工藝設計要求包覆桿以清潔、無油和無鋁渣的狀態進入包覆機[3]。英國BWE公司設計配置的鋁桿清潔工藝為鋁桿→熱堿洗→酸洗→軟水漂洗（見圖1）。這個過程用到了燒堿、硝酸和水，不僅有廢液產生，還因為危險化學品的使用增加了較多安全風險，以及管理化學品的麻煩。為應對這些問題，我們開始尋找替代工藝技術。

2? 清洗技術的應用改進

2.1 改進思路的確定

采用過程功能分析法去找到替代技術，分析見表1，可見關鍵是分析為什么需要用燒堿溶液來做表面處理。

為深挖到解決辦法，我們追尋為什么鋁包上有油脂，這要看鋁桿生產過程。鋁桿終軋并冷卻到一定溫度后，進入收線機，經過一個上升坡道時經過多個導孔，然后進入吐絲機，使鋁桿形成螺旋狀下落成卷。如果鋁桿在這個過程與接觸的導模及吐絲管之間有較大的摩擦力，鋁桿可能會被刮傷。所以決定在軋制過程解決包覆鋁桿清洗問題，找到軋制桿潤滑的替代方案（見圖2）。

2.2 改造方法

鋁桿軋制過程中，硬質合金的導模很光滑，并不容易擦傷鋁桿，而旋轉的吐絲管與鋁桿基本是面接觸，雖然有一定的鋁桿離心甩動造成的壓力，但并不需要很強的潤滑。嘗試的辦法是停止使用油脂，在鋁桿爬升到吐絲機的過程中噴淋一些乳化液，結果鋁桿表面沒有受傷，而且因收卷溫度在180℃以上，鋁桿表面最后是干凈且干燥的。該新工藝的試驗成功為后續包覆鋁桿清洗工藝的改進奠定了基礎，而且在軋機停產前也和供應商協商并成功試驗好同樣的生產工藝。

包覆鋁桿沒有了油脂，就只需要去除浮塵和少量存在的粘附鋁渣，減薄正常的氧化鋁膜，使擠壓的鋁盡量純凈。選擇的清潔裝置為已在鋼絲線上有多年經驗的旋轉刷，原理是4塊鋼絲刷片沿圓周旋轉，對中心處鋁桿表面刮擦，達到清潔鋁桿表面。

旋轉刷足以清除表面的浮渣和其他附著物，而且能提供一個氧化鋁相對較少的鋁材，為徹底清除粘附在表面的鋁微粒，后面的熱水洗繼續保留。最后投入使用的包覆鋁桿工藝變成：鋁桿→旋轉刷→熱水漂洗。

2.3 改造效果效果評估

改造完成后生產順利，鋼刷清理過的鋁桿很干凈，鋼刷對鋁桿的壓力可調，鋼刷磨損后會自動跟進，旋轉刷的盤轉與電工鋁桿的速度成正比，保證電工鋁桿表面的全覆蓋打磨，又保證不出現打磨過度的現象，清潔度達到生產工藝要求。熱水沖洗后會自然干燥，產品質量沒有受到任何影響，生產線速度不降低。

該項目的綜合評價如下：

（1）生產效率及產品質量上沒有任何問題，還省去了化學槽液的維護工作。

（2）包覆線上消除了燒堿及硝酸的使用，所以該成果是一個清潔生產成果。

（3）取消了1組10kW的加熱器及2臺15kW的高壓泵，只增加1個不到1kW的電機，大幅度降低了維修費用及電耗，降成本顯著，系統可靠性得到提高。

（4）系統簡單可靠，好操作易維護。

3? 結語

此改造項目在降低成本、改善環保、降低安全風險方面取得很大的成功，用機械方法替代了運用酸堿的工藝。更應看到的是，這次維修與生產及技術部門協力完成一個項目，多部門參與，有效地運用功能分析去找問題解決辦法，系統地解決問題，為今后解決問題提供了一個典范。

參考文獻

[1] 宋寶韞.CONFORM連續擠壓包覆設備[J].大連鐵道學院學報，1996（17）：3-5.

[2] 汪富強，徐磊崗，汪凱.鋁包鋼芯線的清潔生產[J].金屬制品，2017（6）：14-17.

[3] 高飛，宋寶韞，張新宇，等.連續擠壓包覆技術在鋁包鋼絲生產上的應用[J].金屬制品，1999（1）：20-23.