擠壓造粒機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的影響因素研究

王 聰

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

擠壓造粒機(jī)可以均勻地混合聚丙烯粉料和添加劑，再經(jīng)熔融和造粒后最終形成產(chǎn)品。擠壓造粒機(jī)主要包括混煉機(jī)、開車閥、齒輪泵等部分，其中混煉機(jī)包括開車電機(jī)、主電機(jī)、主減速器等部分。擠壓造粒機(jī)構(gòu)造的復(fù)雜性導(dǎo)致影響擠壓造粒機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的因素較多，因此需要深入分析這些影響因素并采取有效的處理措施，以保障擠壓造粒機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。

1 擠壓造粒機(jī)概述

1.1 設(shè)備簡介

聚丙烯裝置使用的擠壓造粒機(jī)為雙螺桿同向嚙合擠壓機(jī)，單線的生產(chǎn)能力較大。但擠壓造粒機(jī)也存在一些缺陷，會(huì)影響到擠壓造粒機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行[1]。

1.2 擠壓造粒流程

在擠壓造粒過程中，螺旋輸送器向擠壓造粒機(jī)中送入聚丙烯粉料，同向嚙合旋轉(zhuǎn)雙螺桿接收并壓實(shí)物料。之后，物料通過混煉元件進(jìn)入熔融混煉段，進(jìn)行物料的熔融塑化。物料由出料段輸送到下游工序，經(jīng)過擠壓造粒機(jī)的雙螺桿熔融、混煉及塑化后，物料被引入熔融泵中，通過增壓處理后，物料通過換網(wǎng)器和模板。從模板中擠出的成股物料，在切粒水室中被切刀切割成顆粒狀，經(jīng)切粒水冷卻固化后形成熱顆粒，最后經(jīng)過下游的離心干燥器，分離水和物料顆粒。

2 擠壓造粒機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的影響因素

2.1 切刀轉(zhuǎn)速

擠壓造粒機(jī)的關(guān)鍵部位為切刀，因此刀速直接影響切刀的使用壽命，同時(shí)會(huì)影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。刀軸推進(jìn)力和切刀轉(zhuǎn)速間具有密切的關(guān)系，隨著刀速提高，刀軸推進(jìn)力增加，因此，需要合理降低刀軸油缸的向前推力也就是進(jìn)刀壓，否則切刀會(huì)對(duì)模板產(chǎn)生過大的推力，加快切刀的磨損，并會(huì)快速提高切刀的溫度，切刀根部易出現(xiàn)淬火問題，切刀有可能從根部斷裂[2]。

合理調(diào)整刀速和油缸背壓的關(guān)系，有利于控制切刀的磨損問題，延長切刀的使用壽命。擠壓造粒機(jī)的切刀轉(zhuǎn)速直接影響產(chǎn)品外觀和自身的使用壽命，也關(guān)系到擠壓造粒機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，因此合理調(diào)整刀速，綜合分析切刀的鋒利程度、模板的磨損程度以及模板開孔率等因素并加以優(yōu)化和合理匹配，可以延長切刀的使用壽命，保障產(chǎn)品的外觀，實(shí)現(xiàn)擠壓造粒機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。

2.2 MFR 變化對(duì)切粒效果的影響

擠壓造粒機(jī)利用水下切粒系統(tǒng)將聚丙烯熔體切割為顆粒，切粒質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品外觀，也影響擠壓造粒機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。刀壓直接反映切刀和模板的接觸程度，如果刀壓不合理，將會(huì)影響到切刀的使用效果，因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中一般不能隨便調(diào)節(jié)刀壓。在高M(jìn)FR 產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，高M(jìn)FR 產(chǎn)品熔體的流動(dòng)性增加，熔體在模板出口部位的壓力較低，如果切刀出現(xiàn)問題，將會(huì)產(chǎn)生較多的塊料，因此合理調(diào)整進(jìn)刀壓力將有利于優(yōu)化粒子狀態(tài)。

在高M(jìn)FR 產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，熔體通過模板?？椎乃俣忍岣吡?，因此要對(duì)切刀轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，以統(tǒng)一顆粒長度。模板與冷水直接接觸，使得模板溫度相對(duì)較低，因此調(diào)整模板溫度可以有效調(diào)節(jié)切粒熔體的溫度。在低MFR 產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，低MFR產(chǎn)品增加了堵孔的幾率，此時(shí)需要提高模板溫度；在高M(jìn)FR 產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，為了降低熔體的流動(dòng)性，優(yōu)化切粒效果，則需要合理降低模板溫度[3]。

2.3 下料系統(tǒng)

若下料系統(tǒng)無法正常下料，有可能是下料系統(tǒng)的機(jī)電儀發(fā)生了故障，也可能是下料線發(fā)生了堵塞。當(dāng)發(fā)生了塊狀料堵塞下料口的情況，要分析導(dǎo)致問題的原因，如果是添加劑單硬脂酸甘油酯高溫熔化后發(fā)生了結(jié)塊，則要按照規(guī)程配制添加劑，同時(shí)要檢查添加劑罐的溫度。如果是絲狀料堵塞了測量輪，則要在料斗部位設(shè)置過濾網(wǎng)，或者選用開放式的測量輪。

2.4 退刀問題

在正常生產(chǎn)中，切刀和模板之間不會(huì)出現(xiàn)間隙。在切粒機(jī)軸前進(jìn)的運(yùn)動(dòng)過程中，切粒裝置上沒有安裝機(jī)械制動(dòng)器，切粒機(jī)軸的前進(jìn)止推力可發(fā)揮支撐作用，切粒機(jī)刀刃可以直接接觸模面，多余的前進(jìn)壓力將會(huì)異常磨損切口。

2.5 粉料含水量或揮發(fā)分的影響

若聚合粉料的含水量和揮發(fā)分的含量過高，將會(huì)因?yàn)橥说抖鴮?dǎo)致擠壓造粒機(jī)停車，甚至?xí)氯辛Ｋ液凸芫€，主要原因是聚丙烯粉料的干燥效果較差。當(dāng)粉料的含水量和揮發(fā)分含量較高時(shí)，在出料階段會(huì)產(chǎn)生噪聲或噴出氣體，在高溫作用下，水分和揮發(fā)分會(huì)形成氣體并從?？字袊姵?，從而產(chǎn)生沖擊力，引發(fā)退刀問題。因此要嚴(yán)格控制粉料中的水分和揮發(fā)分的含量，確保擠壓造粒機(jī)能夠平穩(wěn)運(yùn)行。

若發(fā)生了擠壓造粒機(jī)蒸汽帶水事故，操作人員應(yīng)停止送料，同時(shí)根據(jù)粉料倉的實(shí)際情況，合理調(diào)整擠壓造粒機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。同時(shí)，在擠壓造粒機(jī)工藝參數(shù)的調(diào)整過程中，要對(duì)粉料干燥器洗滌塔進(jìn)行水洗，以降低水溫，徹底析出干燥器中的水分[4]。

2.6 物料熔體的質(zhì)量流動(dòng)速率

模板的出料截面是固定的，若物料熔體的質(zhì)量流動(dòng)速度較高，物料會(huì)被擠出模板，進(jìn)而增大切刀的后退推力，因此要合理調(diào)整物料溫度，以及時(shí)消除退刀，避免影響到擠壓造粒機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。

2.7 熱油的加熱能力不足

熱油的供熱量不夠，會(huì)影響擠出機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，一是易堵塞模具孔口，阻礙物料的流通，二是會(huì)影響聚合物的結(jié)晶性。擠出機(jī)在長期運(yùn)轉(zhuǎn)后，模具孔口會(huì)有很大的阻塞，需進(jìn)行清洗。在不同的反應(yīng)條件下，聚丙烯的結(jié)晶速率會(huì)受到不同因素的影響。玻璃化的轉(zhuǎn)變溫度與熔點(diǎn)呈正相關(guān)；在低溫下，分子鏈的活性下降使得結(jié)晶變得困難。通常認(rèn)為，120～130℃時(shí)，聚丙烯的結(jié)晶速率達(dá)到最大值，淬冷時(shí)的結(jié)晶性比平時(shí)低。因此熱油的加熱量不夠或添加物的種類繁多，均會(huì)對(duì)結(jié)晶性產(chǎn)生較大影響。

3 結(jié)語

在聚丙烯裝置的生產(chǎn)過程中，擠壓造粒機(jī)發(fā)揮著重要的作用，因此日常工作中要監(jiān)控?cái)D壓造粒機(jī)的運(yùn)行情況，不斷優(yōu)化擠壓造粒機(jī)的工藝參數(shù)，及時(shí)消除擠壓造粒機(jī)運(yùn)行的安全隱患，保障擠壓造粒機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。