线缆制造的工艺特征、流程和专用设备

　　第一节电线电缆制造的工艺特征

 

　　一.大长度连续叠加组合生产方式

 

　　1.所有的电线电缆产品按照其本身的结构要求，在制作过程中总是从导体加工开始，在导线的外围、一层一层地加上绝缘、屏蔽、护层等构件而制成的。产品的结构愈复杂，叠加的层次愈多。图4－1是电线电缆制造的总工艺流程图。

 

　　图4－1电线电缆制造的总工艺流程图

 

　　同时，电线电缆产品是以长度为基本的计算单位的。一次投产的批量总是几百、几千米，甚至像海底通信电缆、海底光缆等产品，制造长度可以从几十公里到几百公里以上。

 

　　所以，电线电缆的制造与大多数机电产品的生产方式是完全不同的。机电产品通常采用将零件装配成部件、多个部件再装配成单台产品的生产方式；成品易台数或件数计量。即使组成连续生产线，也主要是装配生产线；所有的另部件、部件分别装配然后向总装配线集中、制造出一台台的产品。

 

　　因此，作者将电线电缆产品的生产方式称为“大长度连续叠加组合生产方式”。这是电线电缆制造最根本的工艺特征。

 

　　2.电线电缆制造这一特殊的生产方式对线缆制造企业的影响是全局性的、带有控制性的。举例说明如下：

 

　　(1)决定了生产厂房的设计与生产设备的布置

 

　　每一生产车间的各种生产设备必须按产品要求的工艺流程合理排放，使各阶段的半成品，顺次而流转。同时，由于各工序的设备生产速率不同，有的工艺设备必须配备2台及以上才能使生产线上各个环节的生产能力平衡。加上、同一系列的产品规格大小相差很大，则同一工艺必须配备大小不同的2～3台或更多的同类设备。因此，设备的合理组合和生产场地的布置、厂房设计都必须根据生产的产品方案和生产能力的平衡来考虑。

 

　　(2)决定了生产组织体系

 

　　以制造一条长度为1公里，2400对的市内通信电缆缆芯为例：2400对绝缘线芯有4800芯（暂不计规定

 

　　的备用线对），没2根绝缘线芯要绞成“线对”，每25个线对绞成一个“基本单位”；每4个基本单位再绞成一个“单位”；2400对绝缘线芯构成24个“单位”，再一起绞合成“缆芯”。

 

　　在25个线对的“基本单位”中，应能明确区别每一个线对以便编号，因此单根绝缘线芯应分别采用10种颜色来组成25对不同颜色搭配的线对。在组织和实施生产的过程中，如要搞错了一个线对的颜色组合，就会使一个基本单位成为废品。假如不能及时查出而继续生产、即绞成“单位”、成缆，然后包上屏蔽，加上内、外护层，就会造成巨大的损失。

 

　　此外，4800根绝缘线芯的长度都必须保证经过一道道工序的叠加式加工、考虑到必要的工艺增量（如每次的绞入率）后，最终的电缆产品应是1000米加上一定的余量（例如10米）。任何一个环节中，某一线对或基本单位、单位短了，则整条电缆就会随之而短、不能按合同交货。反之，任何一个元件长度过长，则必须锯去造成浪费。

 

　　可见，电线电缆制造的生产计划必须科学合理；生产组织必须周密准确；生产管理必须严格细致；而操作者必须充分认真、一丝不苟。

 

　　此外，在制造过程中，各个环节中物料或半成品的供应，各工序的衔接和生产能力的平衡；以及工艺流程中所有设备的完好性，都应科学地安排和准确地运转。任何一个环节出现一些小问题，就会使工艺流程不畅而造成延误。

 

　　(3)决定了质量管理模式

 

　　由于电线电缆制造是大长度连续地叠加组合生产方式，如果在生产过程任何一个环节出现一些小问题，瞬时发生一点差错；如在一条1000米长的电力电缆中有一处绝缘太薄，那么就会影响整条电缆。而且质量缺陷愈是产生在内层、并且没有及时发现而终止生产，那么造成的损失也愈大。因为它不同于组装式的单台产品，如果成品检测时查出问题可以拆开重装及更换另部件。电线电缆产品如果查出质量问题，对于那条成品来说，几乎是无法挽回的。事后的处理都是十分消极的，如锯短等，等待别的用户来购买；降级使用（如10kv电缆当6kv销售）等；关键是无法拆开重装。

 

　　这就决定了在电线电缆制造过程中检查部门对各生产过程巡回检查，以及生产工人自检、上下工序互检的必要性。这些检查措施对保证产品的质量、提高企业的经济效益是至关紧要的。

 

　　二.生产工艺门类众多，物流量大

 

　　1.电线电缆制造从基本质上讲是材料的精加工并加以合理组合的一个行业。电线电缆制造中涉及到工艺技术从学科和工艺类型来说非常广泛，例如有色金属的熔炼和电力加工，塑料、橡胶、油漆等化工行业的专门技术，纤维材料的绕包、编织等纺织行业的工艺技术；以及将众多绝缘线芯合理并合起来的成缆技术等。从下面的列举的工艺门类就说明了线缆产品制造过程中工艺技术的多样化。

 

　　(1)有色金属的熔炼工艺如铜、铝及其合金的精炼技术；以及上引法、浸涂法等低氧、无氧铜的制造技术等。

 

　　(2)有色金属的压力加工工艺如铜、铝锭的热轧杆、制板连铸连轧；圆线、扁线和型材的拉制；导线的绞合、束合及成型技术等；此外还有金属的镀制、双金属单线的制造技术、以及铅、铝的热压挤出成型等。

 

　　(3)塑料、橡皮复合物的配方、混炼加工工艺；橡料的挤包与硫化工艺；塑料的挤包、并加以发泡、化学交联、辐照交联等工艺技术。

 

　　(4)绝缘纸、绝缘油的处理，以及形成油浸纸组合绝缘的工艺。

 

　　(5)漆包线漆、浸涂漆的配制；涂漆、浸漆和固化（也是一种化学交联）工艺。

 

　　(6)各种纤维的并合、绕包、编织工艺技术。还有粉状无机材料制成绝缘的灌注技术，液态玻璃涂膜技术，同轴电缆的间隔式支撑绝缘等特殊的绝缘工艺技术等。

 

　　(7)金属和非金属带状材料的绕包工艺；以及金属带材的纵包、焊缝以及轧制螺旋状或环状凸性（轧纹）等工艺技术。

 

　　(8)其他如铜、铝导线的连接，铜、铝导线的软化（韧炼）；各种模具的制作和修理；从很细到很粗，从几根到几千根导线和绝缘线芯的绞制，成缆技术；以及对很重却很娇嫩的电缆进行牵引等技术。

 

　　2.线缆制造企业用的各种材料，不但类别、品种、规格多，而且用量巨大。中、小型企业的年用量达

 

　　几千吨，而大型企业达几万顿。因此，各种材料每月的当月用量、库存的备用量、进料周期与批量必须科学地核定，制定周密计划、严格地实施。这对企业正常生产组织和经济效益密切相关。同时，对废品的分解处理、回收重复利用以及废料的最后处理等，必须作为企业管理中的一个重要内容；管理的好坏，对企业的经济效益关系很大。至于生产中的材料定额管理，重视增产节约工作等更是非常重要。

 

　　3.在线缆制造企业中，物流量特别巨大。从原材料及各种辅料的进厂、储存，各工序间半成品的流转，直至成品的存放和出厂，构成了一个巨大而复杂的物流体系。因此，必需对物流的路线、周期和存放点（材料库、半成品存放地、成品库）等科学地规划设计、合理布局、动态管理、线缆企业可从科学合理、严格实施的物流管理中获得客观的经济效益。

 

　　三.对专用的设备依赖性强

 

　　1.在电线电缆产品的制造中，有许多是本行业特有的工艺技术；如塑料、橡皮绝缘的三层连续挤出，漆包线的涂漆和固化，油浸纸绝缘电缆的干燥、浸油，铅、铝套的热压挤包，导体的多次拉制，多根绝缘线芯的成缆，上引法和浸涂法制造低氧铜杆，光纤光缆的许多加工工艺等等。为此必须针对性的研究设计出许多专用设备来实现相关的工艺过程，制造出各种电线电缆的产品。

 

　　还有许多工艺方法，虽与其他行业有相近性，但为了要适应线缆产品的结构、性能要求，满足大长度连续并尽可能高速的生产方式；也必须不断地改进设计，发展并建立起线缆产品制造的专用设备系列。如线缆制造中使用最多的挤塑机系列、拉线机系列、绞线机系列都比其他使用类似设备的行业中的通用设备、在设备功能、品种规格等方面变化要多得多。

 

　　电线电缆制造用的专用设备早已自成体系，建立了多家专用设备制造厂。并不断随着线缆产品和工艺的发展、继续研究和开发出新的专用设备以满足电线电缆企业的需要。

 

　　2.制造工艺与专用设备的密切关联、互相推动性

 

　　在电线电缆产品经过结构设计、材料选用、研究试用而定型后，在具体的制造过程中、工艺与设备是相互关联的“两个轮子”，它们互相制约、互相推动；保证着产品的制造，又推动着产品的更新发展。说明如下：

 

　　(1)工艺技术上的所有要求都必须通过设备上的各种措施才能实现。例如需要导电率更高的钢、一直是线缆产品的目标，研制采用了上引法、浸涂法的工艺和设备，就能提高导电率达101～102％IACS的低氧、无氧铜杆；产生了巨大的社会经济效益。

 

　　(2)专用设备针对试验制造中的需要不断地改进和开发，推动了新工艺在线缆产品制造中的应用，促使线缆产品的性能提高和开发出新的品种。例如，有了康仿（Comform）设备——可称为“有色金属热压挤出成型机”，就可以方便地制造铜包铝、铝包钢线和铝护套。有了物理发泡装置的挤出机，就能生产出高频电性能更优的高发泡聚烯烃绝缘层，为宽带电子线缆的制造打下了基础。

 

　　(3)专用设备的不断改进、开发既保证了实施工艺的有效性和稳定性，又推动着线缆产品的制造向多快好省的方向前进；在提高整个线缆制造技术水平中发挥着重要作用。如立塔式交联电缆生产系统保证了厚度达16～28mm厚的绝缘层，在圆周方向的均匀性，使高压及超高压交联电力电缆的电绝缘性能够保证。又如薄绝缘层的精密挤出机可以制造0.1～0.2mm厚度的绝缘，为微小型电子线缆的发展创造了条件。采用挤出速度达2000米/分以上的高速挤出机来制造市内通信电缆的绝缘线芯，大大提高了该类产品的生产能力。

 

　　(4)充分利用线缆制造是大长度连续地叠加组合生产方式这一特征；是二十多年来，线缆制造中的连续生产线日益增多的原因。他们不但去了每一个机组所必须的收放线、牵引等辅助设备，还可以生厂房面积、减少工序间的物流以及操作工人；因此是线缆制造中的发展方向。

 

　　现在已大量采用的连续生产线有：铜、铝连铸连轧生产线；市内通信电缆用拉丝、退火、挤出及在线性能检测高速生产线；管道式三层连续挤出的交联聚乙烯绝缘电力电缆生产线和三层橡皮挤出连续硫化生产线；拉丝、退火、漆包连续生产线等等，已成为国内线缆制造中的主流设备体系。