閉路環(huán)保型拉絲液過濾冷卻循環(huán)系統(tǒng)

摘要：系統(tǒng)包括對銅拉絲機(jī)循環(huán)使用的拉絲液進(jìn)行冷卻的裝置，過濾前拉絲液儲存容器和過濾后拉絲液儲存容器以及銅粉過濾器，冷卻的裝置為板式換熱器，銅拉絲機(jī)油路出口、過濾前拉絲液儲存容器、銅粉過濾器、過濾后拉絲液儲存容器、板式換熱器、銅拉絲機(jī)油路進(jìn)口之間通過管路及液壓管道接通形成拉絲液過濾冷卻循環(huán)回路。投入使用后幾年結(jié)果表明：該環(huán)保型拉絲液過濾冷卻循環(huán)系統(tǒng)由于采用經(jīng)冷卻塔冷卻后的閉路循環(huán)水通過板式換熱器與另一閉路循環(huán)的拉絲液進(jìn)行熱交換，拉絲液不會因溢流等原因?qū)χ苓叚h(huán)境造成污染，銅粉經(jīng)濾器收集而減少對周圍單位危害，冷卻水閉路循環(huán)達(dá)到節(jié)能減排的目的。

關(guān)鍵詞：環(huán)保型 拉絲液 循環(huán) 節(jié)能減排

0 前言

拉絲是一種金屬加工工藝。在金屬壓力加工中，在外力作用下使金屬強(qiáng)行通過拉絲模具，金屬橫截面積被壓縮，并獲得所要求的橫截面積形狀和尺寸的技術(shù)加工方法稱為金屬拉絲工藝。在拉絲過程中，銅絲會產(chǎn)生大量的熱量，如不馬上冷卻下來，會與周圍的空氣發(fā)生反應(yīng)，造成銅絲表面的氧化降低銅導(dǎo)體的導(dǎo)電率。采用合成拉絲液連續(xù)退火不但能防止拉絲完的銅線氧化和變色，還有優(yōu)異的潤滑性能、極壓性能，提高加工精度、表面光潔度，拉絲模耗量低，有效保護(hù)絲材或線材，最大程度的減少表面質(zhì)量缺陷等現(xiàn)象的發(fā)生，最大限度的延長模具使用壽命，其優(yōu)異的清洗功能，使拉絲機(jī)在線材高速拉制時，模具和塔輪不粘金屬粉和污泥，并使模具和塔輪壽命大大延長。

公司原有拉絲液系統(tǒng)為：

拉絲液使用單位—>開放式拉絲液存儲箱—>泵—>開放式拉絲液冷卻箱—>開放式拉絲液存儲箱—>泵—>拉絲液使用單位

原有系統(tǒng)因采用開放式存儲箱和開放式拉絲液冷卻箱，導(dǎo)致油污、銅粉及其混合物對周邊環(huán)境造成較惡劣影響，公司每年在拉絲液、銅損耗、周遭環(huán)境恢復(fù)及相關(guān)操作維護(hù)人員專用勞保等項目花費(fèi)的精力、人力、物力、財力難以估量。

在“十一五”規(guī)劃綱要提出，“十一五”期間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20%左右、主要污染物排放總量減少10%的背景下，企業(yè)本著“全面推進(jìn)節(jié)水型城市創(chuàng)建，建設(shè)資源節(jié)約型社會”的原則，以及全國各個城市缺水的現(xiàn)狀對集團(tuán)內(nèi)各個公司分廠的拉絲液系統(tǒng)進(jìn)行一系列升級改造。

1 工藝模型

針對原有拉絲設(shè)備拉絲循環(huán)系統(tǒng)的不足之處進(jìn)行改進(jìn)、整合：

（1）開放式的循環(huán)系統(tǒng)的缺點是需挖溝渠造價較高油污溝渣多對周圍環(huán)境影響大，使用壽命相對短，系統(tǒng)壓力損耗較大，優(yōu)點是維保簡單，清渣方便；對應(yīng)的模式為封閉式，如采用全封閉式，優(yōu)點是垢渣少、幾乎無污染、沒有腐蝕，管路使用壽命較長；循環(huán)的液體幾乎沒有損耗，管路安裝敷設(shè)較簡單，無需開挖地下溝渠，由于是全密閉式循環(huán)，管路內(nèi)壓力損耗小。缺點是以后如要對此系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)清理或修理的時候?qū)⒒ㄙM(fèi)多余的人力物力，維護(hù)保養(yǎng)或修理后還需對系統(tǒng)重新封閉并對封閉性進(jìn)行復(fù)查。綜合以上分析結(jié)合公司實際情況，在拉絲液使用單位排出口與拉絲液儲存箱段采用內(nèi)鋪鋼板上設(shè)蓋板的帶坡度溝渠，拉絲工序后排出含有銅渣及其他細(xì)小雜物拉絲液經(jīng)此溝渠自流入較低點的未處理拉絲液儲存箱，該儲存箱可用鋼板或其他材料拼接，上鋪蓋板以便維護(hù)保養(yǎng)修理。

（2）原有拉絲系統(tǒng)冷卻器結(jié)構(gòu)笨重維保修理困難且長久經(jīng)有銅渣及其他渣垢流過，日積月累造成設(shè)備堵塞難以清理。經(jīng)分析，可在此工序前將需要冷卻的拉絲液與銅渣及其他渣垢分離后在進(jìn)行冷卻工序，這樣一來不但使冷卻工序設(shè)備減少了堵塞等故障率而且將原有造成堵塞和污染環(huán)境的銅渣充分回收利用。

（3）除拉絲液使用單位排出口至拉絲液儲存箱段為半封閉式

，拉絲液經(jīng)過濾后，其余部分均可設(shè)計為全封閉式。可以達(dá)到節(jié)約能源，減少拉絲液與周圍環(huán)境交互，降低拉絲液損耗的目的。這就要求冷卻段也需密封，冷卻段密封的條件即為拉絲液不直接散熱，而是通過與其他介質(zhì)進(jìn)行熱交換達(dá)到目的。

2 設(shè)備選用、工藝成型

（1）銅粉過濾器是一種繞卷式無紡布帶過濾器，此構(gòu)造的過濾器濾布與地平面形成夾角，這種結(jié)構(gòu)可以讓它比一般平放式濾布過濾器更加緊湊，更節(jié)省占地面積，僅為一般平放式濾布過濾器的三分之二。由于濾后拉絲液儲存箱的加深不容易造成液體外溢或沾出。同時因為濾后拉絲液儲存箱的加深使得水壓加大，能選用較小的提升泵。并且提高了過濾效率。銅粉過濾器可用在小拉機(jī)，中拉機(jī)及大拉機(jī)拉絲液的過濾。這種設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單便于維修，使用可靠且是自動運(yùn)行，單機(jī)流量從5立方米/小時到80立方米/小時，適用于過濾介質(zhì)為水基冷卻液或低粘度油中雜質(zhì)（如銅鐵鋁或塑料、玻璃橡膠陶瓷等的過濾）含量不大情況的過濾。

（2）板式換熱器是由多塊具有一定凹凸形狀的熱傳遞好的金屬板組裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成較薄的流道，通過相鄰板片的熱交換而達(dá)到換熱目的。板式換熱器相較于普通的管殼式換熱器，在一樣的流阻及功耗情況下，板式換熱器熱傳遞系數(shù)要高出很多，在一些領(lǐng)域里有取代管殼式換熱器的趨勢。板式換熱器具有：傳熱系數(shù)高，占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，容易改變換熱面積或流程組合，重量輕價格低，制作方便，容易清洗，熱損失小等優(yōu)點。

（3）閉路環(huán)保型拉絲液過濾冷卻循環(huán)系統(tǒng)主要部件：板式換熱器，銅粉過濾器，半封閉排出段，過濾提升泵，拉絲液供給泵，全封閉供拉絲液管路，未過濾拉絲液箱，已過濾拉絲液箱，及冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。拉絲工藝中，拉絲液帶出熱量與渣屑從排出口流經(jīng)半封閉排出段時，渣屑可能在半封閉排出段有一定的沉積（由于此段為半封閉，可通過定期清理進(jìn)行維護(hù)）而經(jīng)久耐用的鋼制溝渠除防止拉絲液泄漏的同時還可以對升溫的拉絲液進(jìn)行初步冷卻。拉絲液流入未過濾拉絲液箱后經(jīng)過濾提升泵抽升至銅粉過濾器，過濾后拉絲液自流入銅粉過濾器下面的已過濾拉絲液箱，過濾后的拉絲液由拉絲液供給泵抽出流入板式換熱器與循環(huán)冷卻水進(jìn)行熱交換，帶一定壓力冷卻過濾后的拉絲液循環(huán)至拉絲機(jī)里。

3 結(jié)論

關(guān)于使用閉路環(huán)保型拉絲液過濾冷卻換系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，不計算原有拉絲液循環(huán)系統(tǒng)與閉路環(huán)保型拉絲液過濾冷卻循環(huán)系統(tǒng)中拉絲液耗損，對周邊環(huán)境的污染及其他投入，只計算循環(huán)水使用情況就可見一斑。

按我公司現(xiàn)有生產(chǎn)工藝布局情況，我們共設(shè)計使用了27套水循

環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)水總量為2176.5立方米/小時，按每天平均運(yùn)行16小時；每年300天計算，循環(huán)水總量為313.4萬立方米/年。據(jù)不完全統(tǒng)計，其中約五分之一的冷卻水用于對拉絲液系統(tǒng)冷卻，其余用于線纜冷卻。如果不用水循環(huán)系統(tǒng)。各個僅拉絲工序合計每年消耗的工業(yè)用自來水達(dá)到62.68萬立方米。

按此計算，采用循環(huán)水系統(tǒng)，補(bǔ)給水量按總循環(huán)水量的百分之五計算，每年可節(jié)約工業(yè)用水約59.55萬立方米。

按現(xiàn)行的每噸工業(yè)用水2.31元計算，每年節(jié)約的水費(fèi)可達(dá)137.538萬元。除去項目投資120萬元（設(shè)計使用年限為10年，折舊費(fèi)為12萬/年），電費(fèi)為45萬/年，每年因使用循環(huán)水而節(jié)約的水費(fèi)約為80余萬。經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。

該系統(tǒng)布局不僅限于銅拉絲液冷卻過濾，其他有色金色加工及輕工業(yè)中也可以廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]唐咸冰，鄧哲琪等.環(huán)保型拉絲液過濾冷卻循環(huán)系統(tǒng)：中國.ZL 2012 2 0505615.6[P]2013-03-27

[2]百度百科.板式換熱器.[DB/OL] http：//baike.baidu.com/view/642886.htm.2013.06.13