芯塊成型工藝技術(shù)改進(jìn)

潘彬

（中核北方核燃料元件有限公司，內(nèi)蒙古 包頭014035）

1 引言

制粒成型生產(chǎn)線是將化工制備的粉末經(jīng)過單錐混料、預(yù)壓制粒、雙錐混料、壓制成型等工序，制成滿足一定尺寸、形狀、密度和強(qiáng)度等技術(shù)要求的生坯[1]。

在生產(chǎn)芯塊過程中，制粒成型生產(chǎn)線因旋轉(zhuǎn)壓機(jī)供料不連續(xù)、生坯傳輸不順暢等因素導(dǎo)致產(chǎn)生過多廢粉和過多缺陷生坯。為了提高生產(chǎn)線的運(yùn)行能力和粉末的利用率、增加生坯的成品率，節(jié)約成本，提高企業(yè)效益，因此，提出對芯塊成型生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)的具體措施。

2 現(xiàn)狀分析

由于不同批次的粉末在顆粒度、松裝密度等性能方面存在差異[2]，粉末松裝密度的大小，流動性的好壞直接制約著最終生坯的質(zhì)量。旋轉(zhuǎn)壓機(jī)在保證高自動化運(yùn)轉(zhuǎn)的同時對粉末的填充、連續(xù)提出更高的要求，供料一旦間斷，旋轉(zhuǎn)壓機(jī)便自動停機(jī)，不僅增加廢粉、廢生坯的產(chǎn)生量，而且嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。

2.1 旋轉(zhuǎn)壓機(jī)供料不連續(xù)

旋轉(zhuǎn)壓機(jī)為粉末向生坯轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵設(shè)備，在壓制過程中，經(jīng)常發(fā)生因旋轉(zhuǎn)壓機(jī)供料不連續(xù)導(dǎo)致的壓機(jī)自動停車，致使工藝流程線上產(chǎn)生大量的廢粉和廢生坯。經(jīng)生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)查，產(chǎn)生上述問題主要由壓機(jī)供料軟管和中間料箱兩方面的因素導(dǎo)致。①供料軟管在粉末重力和管內(nèi)負(fù)壓下變形堵死。②中間料箱物料流動不暢，形成粉末搭橋。

2.2 生坯傳輸不順暢

生坯在傳輸過程中遵循以下流程：旋轉(zhuǎn)壓機(jī)壓制出生坯后，生坯呈直立狀態(tài)，經(jīng)過滑槽后使其由直立狀態(tài)翻倒呈水平狀態(tài)，后經(jīng)雙列傳輸圓帶將生坯水平按列傳輸。達(dá)到一定長度的生坯列后，在汽缸及夾料爪作用下經(jīng)過渡擋板后進(jìn)入V 型槽。裝滿一盤后，生坯被自動吸起裝入鉬舟。異常情況主要包括以下方面：①滑槽滑行段長度過長，導(dǎo)致生坯在滑槽翻倒時摔碎；②生坯與過渡擋板發(fā)生刮蹭、卡死，導(dǎo)致生坯傳輸受阻、過渡擋板發(fā)生變形損壞；③V 型料盤向前步進(jìn)時與生坯發(fā)生錯位，影響裝盤效率。

3 改進(jìn)技術(shù)方案與措施

通過對產(chǎn)生缺陷的原因分析，為進(jìn)一步提高生產(chǎn)線的效率和產(chǎn)品質(zhì)量，重點(diǎn)從以下幾個方面進(jìn)行改進(jìn)。

3.1 提高旋轉(zhuǎn)壓機(jī)供料的穩(wěn)定性

3.1.1 改進(jìn)旋轉(zhuǎn)壓機(jī)供料軟管形式

將軟管更改為不銹鋼形式的下料管。因中間料箱與旋轉(zhuǎn)壓機(jī)進(jìn)料口的接口尺寸不一致，因此，上部設(shè)計(jì)為法蘭連接形式，下端設(shè)計(jì)為直口，接一短軟管，可以方便感知內(nèi)部料位的高低。

3.1.2 中間料斗安裝振動下料裝置

為了解決中間料箱粉末“搭橋”的問題，通過采用空氣振動裝置，在中間料箱底部錐面上對稱安裝兩個空氣振動裝置，且在旋轉(zhuǎn)壓機(jī)旁安裝了異地控制柜，方便操作。

3.2 提高生坯傳輸?shù)倪B續(xù)性

3.2.1 改進(jìn)生坯出料滑槽結(jié)構(gòu)

因滑槽坡度過大、生坯躺倒時屬剛性接觸，為此重新設(shè)計(jì)了滑槽，增加了生坯在滑槽斜面上直立行走的距離[3]，使生坯躺倒時直接與傳輸圓帶相接觸，避免了生坯的摔碎。

3.2.2 重新設(shè)計(jì)過渡擋板結(jié)構(gòu)

針對之前過渡擋板存在卡堵生坯的問題，對過渡擋板進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。

3.2.3 改進(jìn)V 型槽結(jié)構(gòu)

為了防止生坯在V 型料盤和V 型槽之間發(fā)生錯位，將V型槽末端做一低于料盤高度的切口，使生坯在向前步進(jìn)的時候避免與V 型槽發(fā)生相互作用，防止在傳輸過程中出現(xiàn)生坯的紊亂。

4 技術(shù)改進(jìn)效果評價

①改進(jìn)壓機(jī)供料管和在中間料箱安裝振動裝置的項(xiàng)目實(shí)施完成后，中間料箱中粉末可以完全自由流動，壓機(jī)供料管沒有發(fā)生堵料的故障，徹底解決了旋轉(zhuǎn)壓機(jī)供料不穩(wěn)定的問題。中間料箱振動裝置具有異地控制方便、快捷的優(yōu)點(diǎn)。改進(jìn)之后，可減少因壓機(jī)供料不穩(wěn)定導(dǎo)致壓機(jī)停機(jī)而損失的1%的廢粉。②在生坯自動傳輸段安裝了改進(jìn)后的滑槽后，生坯翻倒時直接落入傳輸圓帶上，在后續(xù)生產(chǎn)中沒有發(fā)生生坯摔裂的問題；同時，新設(shè)計(jì)的過渡接口處和V 型槽步進(jìn)過程中，沒有發(fā)生生坯的卡堵和刮蹭的現(xiàn)象。改進(jìn)后，可減少因卡堵而產(chǎn)生的1%的廢生坯。

該項(xiàng)改進(jìn)技術(shù)實(shí)施后，壓制生坯的產(chǎn)量提高了15.6%，且生坯成品率提高至99.5%，效果顯著。