1 颗粒外观质量影响因素

　　1. 1 　造粒机模板

　　1. 1. 1 　模板加热温度场均匀性及模孔通畅状态

　　模板加热温度场的均匀性直接影响着熔融物料能否顺利均匀地通过造粒模板的成型通道。装置使用的模板是热通道型模板,高温热油从内部进行加热,使树脂保持良好的熔融状态。模板上均匀分布616 个ª2. 5 mm 的模孔,只有在各模孔的出料速度一致时,才能够切出大小均匀的颗粒。若温度控制不均匀,会造成部分模孔物料的流速不均匀,在切粒刀盘的作用下,会出现长短不一的不规则颗粒,严重影响产品质量[2 ] 。

　　此外,随着挤压机运行时间的延长,会有部分模孔不畅甚至被完全堵塞,出料慢的将被切成小颗粒或碎屑,出料快的则被切成长颗粒。

　　1. 1. 2 　模板表面粗糙度及模板切刀匹配对中

　　实际生产中, 造粒整体加工温度在220 ～240 ℃,而切粒端是60～70 ℃的冷却水,切粒刀紧密贴合在模板表面上高速旋转切断颗粒,因此对造粒模板表面粗糙度及模板切刀匹配的对中有一定的要求,否则会引起垫刀、颗粒碎片多,并造成切刀磨损严重,影响造粒模板与切粒刀的最佳匹配。

　　1. 2 　造粒切刀

　　1. 2. 1 　进刀风压与转速

　　切刀进刀风压与切刀转速是否匹配直接影响颗粒长短、弯曲程度以及切刀的使用寿命。切刀进刀风压过大或过小都会导致垫刀甚至缠刀事故的发生,严重影响切粒的质量。生产不同类型、不同牌号、不同负荷的聚丙烯时,要调节切刀进刀风压和转速,以满足颗粒外观的要求。

　　1. 2. 2 　硬度和锋利程度

　　切刀硬度必须和模板硬度匹配。切刀材料过硬会导致切刀和模板过度磨损,切刀和模板的使用寿命缩短。切刀硬度过低又会引起切粒刀的过度磨损,造成产品不规则颗粒多、粉尘多等问题。切刀的锋利程度对颗粒的形状影响很大,切刀锋利,则颗粒的断面平滑,反之则粗糙。

　　2 　提高颗粒外观质量措施

　　2. 1 　优化进刀压力与切刀转速关系曲线

　　分析可知,切刀主要受仪表风驱动气缸推力F1和切刀高速旋转产生的对模板的推力F2 ,一旦设定了F1 和切粒机转速n ,也就决定了切刀对模板接触压力p ( x) 的大小, 无论切刀的磨损情况如何, 刀具一直保持对模板的这一压力。若p ( x) 过大,将造成刀具和模板之间的异常磨损。相反, 若p ( x) 不足,就会造成切刀靠不上去,产生片料和尾巴料,甚至缠刀停车。日本J SW 专家在协助该装置开车时,曾确定了一条p ( x) 2n 关系曲线, 但运行实践证明按这条曲线设定的接触压力太大。经技术攻关, 重新校定了p ( x) 与n 的关系曲线,共进行了3 次标定,结果见表1 。

　　根据数据,可画出标定后结果与外商确定曲线的对比关系,见图1 。从图中可知,开车初期日本专家确定的仪表风压力偏高,导致使用中刀具和模板面之间产生异常磨损。在以后的操作中,按照标定的曲线根据切刀转速设定接触压力,寻找到不同转速下的最佳接触压力,从而减少了模板与切刀的异常磨损,保证了颗粒产品粒子晶莹、饱满,无棱角和碎块。

2. 2 　严格执行切刀和模板安装检修规程

　　初次或者检修后安装模板时,一定要严格执行检修规程。模板与挤压机机体是用内六角螺栓紧固相连的,螺栓分内外两圈布置,上紧的顺序是先内圈后外圈,顺序不可颠倒,以防存在内部应力造成模板变形。按扭矩均匀拧紧紧固螺栓后,将模头及模板内通入蒸汽或热油并加热到操作温度,进行最后热紧。在预紧和热紧之后,都要检查模板表面的不平度,将其严格控制在质量标准之内。安装好模板后,开始对模板与切刀盘进行对中找正,即寻找模板与刀盘的平行度或模板与刀轴的垂直度。垂直度一般应控制在0. 02 mm 以内。须将每一把切刀都调整到与模板表面贴合,最大间隙应不大于0. 02 mm。

　　找正结果的好坏直接影响造粒机能否正常运行。找正结果不好,不但切出的颗粒形状不好,带碎屑,质量不合格,还会造成模板磨损严重,导致造粒生产无法进行。

　　2. 3 　保证刀轴和模板的垂直度

　　切粒机安装在可以移动的台车上,台车沿2 条平行的滑轨滑动。挤压机停车时,放空水室中的水后,可移动台车以便检查切刀和模板。因此在换切刀和开停挤压机过程中,要特别注意刀轴和模板的垂直度。如果垂直度不符合要求,切刀在运行中与模板不均匀接触,便会造成整体异常磨损。从切粒机的结构看,影响刀轴和模板垂直度的因素有: ①安装时刀刃和刀盘的平面度。②切粒机和挤压机滑架的对中度。滑架对中度调整好后,对中度主要受操作因素的影响,由于水室排出的水中仍有颗粒以及开挤压机时要从模板排料,滑轨上不可避免会有颗粒等杂物,若不及时清理,当切粒机闭合后影响两个轴的对中和刀与模板平面的接触。

　　根据以上影响因素制定了安装时的标准和操作规定,即每次启动挤压机闭合切粒机前,必须检查切粒机滑轨,清理滑轨上的所有杂物。换刀盘前也必须清理滑轨,反复调节好刀刃和刀盘的平面度,要求高度差小于0. 02 mm。

　　2. 4 　定期清理模孔和研磨模板

　　一般模板在使用3～4 个月后,部分模孔会有被堵塞的可能。停车检查时,发现造粒机部分模孔树脂挤出速度较其它模孔慢,出料不畅。这样会造成模孔挤出压力不均,或者挤出的成型条不规则,导致最终的颗粒外观质量下降。因此采用自制的专用工具在每次开车时逐一清理模孔,用专用的铲子铲掉、刮净粘在模面上的树脂,以利于切刀与模面的贴合。清料时动作应迅速,清理应干净彻底,但要避免损伤模面。清料的铲子宜用铜板制作,不宜选用不锈钢等材质。

　　随着使用时间的延长,模板总会出现磨损。当发现模面出现沟槽等磨痕,无论怎么调整切刀也无法生产出形状合格的颗粒时,可根据情况将模板拆下送到专业厂家研磨。因模面硬度较高,表面粗糙度等技术要求较高,所以要用高密度的金刚石砂轮研磨,直到将磨损的痕迹磨平为止。研磨的模面应当平整、光滑,模孔呈圆形,模孔与模面的交界处呈刃口状,模面平面度在0. 02 mm 以内。研磨周期可根据磨损情况而定,一般为3～4 a 。

　　2. 5 　选择优质切刀

　　切刀是唯一与模面接触的元件,其质量优劣直接决定着对模板的磨损状况。切刀的材质有多种,但不论选用哪种材质,其硬度都要低于模面硬度,一般应选用原厂产品。现在国内一些厂家的切刀质量已能满足要求并被大批量使用,可作为替代品,但不能随意选择,否则对模板的磨损将是不可想象的。

　　3 　结语

模板和切刀是聚丙烯树脂造粒的关键部件,优化两者的操作和安装参数,不但直接影响它们的使用寿命,而且也影响颗粒产品的外观质量和生产的正常运行。因此,合理匹配造粒模板与切刀并优化其操作参数,对提高产品质量和经济效益具有重要意义。

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