挤压造粒机组培训分析课件.ppt

1、DOW CONFIDENTIAL-Do not share without permission1挤压机组基础知识挤挤 压压 机机 一一 简述简述挤压造粒的作用挤压造粒的作用 将细小的粉料产品熔融造粒，使聚合物性将细小的粉料产品熔融造粒，使聚合物性能稳定，便于贮存和运输。另外，造粒过程也能稳定，便于贮存和运输。另外，造粒过程也是产品改性的过程。是产品改性的过程。在挤出成型过程中，聚合物经历了固体输在挤出成型过程中，聚合物经历了固体输送送 熔融熔融熔体的增压和泵送熔体的增压和泵送混合混合汽提汽提和脱挥发分等阶段。和脱挥发分等阶段。一 按照螺杆数量划分 单螺杆挤压机 发展较早，结构简单，操作容易，

2、成本低 双螺杆挤压机 发展较晚，适用范围更宽，适应性更强 多螺杆挤出机 应用较少，仅在一些有特殊要求的条件下使用挤压机组的分类单、双螺杆挤压机的特点w单螺杆挤压机 单螺杆挤出机的输送作用主要靠摩擦 排气效果较差 w双螺杆挤压机 加料容易 物料在双螺杆中停留时间短 优异的排气性能 低的比功率消耗 结构复杂、设计制造困难、维修困难、成本高 发展历史 随聚合物加工及食品加工业的发展而出现，在20世纪30年代在意大利研制成功。并在20世纪69-70年代随RPVC制品的发展而发展。新一代高速大扭矩双螺杆挤出机已经出现。双螺杆挤压机组双螺杆挤压机组的分类w啮合型双螺杆挤压机和非啮合型双螺杆挤压机w啮合型分

3、为同向旋转和异向旋转w非啮合型分为向旋转和异向旋转w根据转速，可以分为低速型和高速型w根据螺杆形式分为锥形螺杆和平行螺杆双螺杆挤压机：主要部件 积木式设计应用于机筒，螺纹元件及捏合块运行原理 Motor 电机电机Gearbox 齿轮箱齿轮箱Die head 模头模头Process section驱动功率10千瓦至12兆瓦，加工能力为每小时5公斤至每小时75吨CWP挤压造粒机基础知识挤压造粒机基础知识聚丙烯装置挤压机组聚丙烯装置挤压机组一、组成部分及性能参数一、组成部分及性能参数德国德国CWP公司生产的公司生产的ZSK350捏合型同向旋转双螺杆挤压机捏合型同向旋转双螺杆挤压机产量：产量：27-4

4、5 t/h，正常负荷：正常负荷：37.5吨吨/小时小时，最高符合：，最高符合：45吨吨/小时小时，最低负荷：，最低负荷：27吨吨/小时小时，期望最高负荷：，期望最高负荷：49吨吨/小时小时。主要组成：主要组成：1)传动系统：开车电机、开车电机减速器、齿轮离合器、主电机、传动系统：开车电机、开车电机减速器、齿轮离合器、主电机、摩擦离合器、主减速器摩擦离合器、主减速器 2)挤压系统：螺杆、筒体挤压系统：螺杆、筒体 3）节流开车阀）节流开车阀 4）换网器）换网器 5)熔融泵熔融泵 6）水下切粒机）水下切粒机 7）粒料处理系统和切粒水系统）粒料处理系统和切粒水系统 1、主电机及其辅助系统主电机是挤压机

5、的主要动力源，它通过减速器带动两根螺杆同向旋转。当开车电机达到额定转速或额定转矩后，主电机自动启动，一般也可手动启动。功率9700KW，转数 1480rpm 主要特点 滑动轴承，带有电机定子温度监控，轴承振动监测，轴承位移监测，所有监测数据及报警全部上传到PLC及 机组监测系统。电机采用水冷式，并且带有正压通风防爆系统。电机轴承采用强制润滑，配有专门的润滑油系统。辅助系统 2台齿轮式润滑油泵（其中一台备用）及水冷器、过滤器、油箱 2、辅助电机系统 1）开车电机 132KW低压电机，转数1480rpm。开车电机也称盘车电机,辅助启动电机或保护电机。其主要作用是:（1）主机开车之前,由其盘车，使筒

6、体内部充满聚合物；（2）由开车电机驱动，清理筒体内部的杂物；（3）使主机系统具有一定的初速度，克服静起动摩擦阻力；（4）主机停车后，用其倒空筒体内的物料，以避免主机带动螺杆干转。主电机运转后，开车电机就要停止运转。当开车电机带动螺杆挤压部分达到一定负荷时（一般为正常负荷的20-40%），在一定时间（一般为30秒）内，主电机自动启动。当主电机正常运转一定时间（一般为30秒）后，靠离心力的作用使两电机之间的联轴器脱开，开车电机停车。2）开车电机减速器）开车电机减速器 输出转数30rpm。与主齿轮箱共用一套润滑系统。它的作用是将开车电机的转速降低，在同功率的条件下，转速低则扭矩大，再有就是在开车电机

7、和主电机之间造成一转速差，以便在主机运转后，使开车电机通过齿轮离合器与之脱开。3）齿轮离合器齿轮离合器 又称为超越离合器，其原理是当其输入侧转速大于输出侧时，则输出侧随输入侧同步的转动，而当输入侧转速低于输出侧转速时，则输出侧转，而输入侧不转，从而达到分离的效果。3、DESCH 型离合器（摩擦离合器）摩擦离合器又叫滑擦离合器，保护离合器，安全离合器。位于主电机和主齿轮箱之间，最大传递扭矩 为97500Nm，依靠气压调整传递扭矩大小 速度差大于4r/2m 机组将自动停车 它有两块金属摩擦盘，每块摩擦盘两边固定安装摩擦片，摩擦片由螺栓固定，一般用石墨或聚四氟质润滑材质。工作时，压缩空气将压板轴向压

8、紧，靠摩擦片和压板之间的摩擦力传递扭矩。4、主齿轮箱 型号为F200。有两个输出转数，分别是222rpm和269rpm 配有专门的润滑油系统和振动监测系统。配有隔音保护罩。润滑油系统配有两台螺杆泵（一开一备）、两台油过滤器、一台油冷却器及阀门管道及控制系统。5、挤出机筒体和螺杆 筒体的内孔为“”字形，共分九段，分别为输送区、塑化区、混炼剪切区、脱气区、均化区、加压区 配有油加热，油冷却系统 脱盐水冷却系统（仅用于一段筒体冷却）配有专用的WOODEX密封 螺杆直径350mm、长径比27、螺杆长度9720mm 脱气系统带有三个脱气罐和特殊设计的脱气口 w节流阀节流阀w(a)节流阀位于挤压机筒体末端

9、和换向阀之间，调整节流阀位于挤压机筒体末端和换向阀之间，调整熔融树脂椭圆形的流通面积熔融树脂椭圆形的流通面积，控制物料的混炼程度。控制物料的混炼程度。w(b)当柱塞向上或向下移动时，融体的流道变大或变当柱塞向上或向下移动时，融体的流道变大或变小，筒体末端的树脂压力得到有效控制。小，筒体末端的树脂压力得到有效控制。w(c)节流阀电机位于缸体上部，通过齿轮减速器驱动节流阀电机位于缸体上部，通过齿轮减速器驱动柱塞做往复运动。当柱塞运行到警戒位置时，报警，柱塞做往复运动。当柱塞运行到警戒位置时，报警，节流阀电机停，柱塞停止运作。节流阀电机停，柱塞停止运作。w(d)阀门开度通过控制盘运传控制，在现场和控

10、制盘阀门开度通过控制盘运传控制，在现场和控制盘都有刻度显示。都有刻度显示。w换向阀（开车阀）换向阀（开车阀）w(a)换向阀位于节流阀后端，用于换向阀位于节流阀后端，用于挤压机开车和清洁筒体时挤压机开车和清洁筒体时排除筒体内物料排除筒体内物料w(b)换向阀依靠位于阀体上部的液压汽缸驱动，阀杆带密封，换向阀依靠位于阀体上部的液压汽缸驱动，阀杆带密封，当阀杆向上动作时，介质向下流出机组，流出的树脂在凝固当阀杆向上动作时，介质向下流出机组，流出的树脂在凝固之前手动切断，装在小车内，运走。之前手动切断，装在小车内，运走。w(c)换网器与开车阀共用一液压单元换网器与开车阀共用一液压单元w(d)换向阀和其他

11、的下游设备，如齿轮泵，换网器，模头等换向阀和其他的下游设备，如齿轮泵，换网器，模头等设备都安装在一个公共底座上，有轨道，可沿轴向移动，当设备都安装在一个公共底座上，有轨道，可沿轴向移动，当挤压机筒体由于热膨胀或收缩轴向移动时，换向阀等设备可挤压机筒体由于热膨胀或收缩轴向移动时，换向阀等设备可随之移动。随之移动。7、开车料切断和移除设备 气动驱动剪刀切断熔料，落地料随水流进入水池 8、齿轮泵 型号MP450-1SBC 包括变频电机，齿轮箱，齿轮泵 电机功率1400KW 减速箱的减速比为38.1 带有震动监测系统和润滑油系统 润滑油系统带有2台油泵，一个油冷器，2个互为备用的油过滤器 撬装的油温控

12、制系统，用于泵体加热和密封冷却9、换网器 型号为SWZ1400，4组滤芯，每组19个滤芯，总过滤面积13800平方厘米 压力降150bar，正常运行压差应小于70bar 换网时间为3秒 换网过程将通过一个专用的液压单元来实现 w(a)换网器位于换向阀和模头之间，用于换网器位于换向阀和模头之间，用于过滤熔化的树脂过滤熔化的树脂，去除外界的杂质，保证最终的产品质量。去除外界的杂质，保证最终的产品质量。w(b)该杆状换网器装有两个滑杆，而不是平板滤网，在每一该杆状换网器装有两个滑杆，而不是平板滤网，在每一个滑杆侧是圆筒形破碎板，带数层过滤网。个滑杆侧是圆筒形破碎板，带数层过滤网。w(c)加热方式：加

13、热方式：热油热油w(d)在换网器内有压力传感器，当树脂压力达到一定值时，在换网器内有压力传感器，当树脂压力达到一定值时，机器联锁停车。机器联锁停车。w(e)换网器的壳体有换网器的壳体有冷却水套冷却水套，防止树脂沿滑杆与壳体的内，防止树脂沿滑杆与壳体的内间隙泄漏。间隙泄漏。w(f)液压油系统通过液压缸来推动滑杆动作，动作时间液压油系统通过液压缸来推动滑杆动作，动作时间3S。w(h)滑道表面和滑杆经过渗氮处理，耐磨。滑道表面和滑杆经过渗氮处理，耐磨。10、切粒机w(a)熔融树脂由模孔挤出，进入水室，水室中有旋转的热水，树脂被切刀切成颗粒，被热水迅速冷却。w(b)热水夹带颗粒从水室到下游设备，进行粒

14、料干燥和分级。w(c)水下切粒系统主要包括：模头组件、水室、刀盘和切刀、切粒机、小车切粒机型号为UG700 模板及其支架，切刀转子及切刀 切刀数量为36把/套 变频电机，功率200KW 转速300-600rpm 模板孔数1800，模板孔直径2.6mm1）模板w 模板为一圆盘形硬质合金板,安装在筒体的最后端部。模板上与环形布置的切刀相对应的圆环上开有多个圆形小孔（孔径大小决定切粒直径大小）。由滤网出来的干净物料经过小孔挤出树脂条。孔径一般为2.6-3mm左右。2）切刀盘w切刀盘为一圆形不锈钢板，其上固定安装接近径向布置的多把切刀，见下图所示。切刀紧贴于模板表面。切刀盘由电机通过调速系统带动旋转，

15、切刀旋转而将从模板上小孔内挤出的柱状树脂切成长度为2-3mm的小粒。切刀盘上一般开有切粒水出口，其主要目的是将切粒水直接喷到切刀和模板上，防止树脂粘刀。在熔融状态把树脂从模板的模孔挤出，形成热的熔融条带（面条状），然在熔融状态把树脂从模板的模孔挤出，形成热的熔融条带（面条状），然后在充满循环冷却水的水室，用切粒机把这些条带剪切成粒子。后在充满循环冷却水的水室，用切粒机把这些条带剪切成粒子。3）水室w(a)切粒水室通过快速夹具与模板相连，另一侧安装有切粒系统w(b)在水室的每一侧都安装有视窗，在水室后部有一灯，用于检查切粒情况w(c)切粒电机与视窗，夹具工况，其他安全设施等带联锁。例如：切粒水室

16、没有与模板贴合或水室视窗打开，切粒机不能启动w(d)热水的入口和出口分别在切粒水室的底部和顶部w(e)热水夹具的机械装置包括w 4个液压油缸驱动的固定杆w 夹紧装置液压油提供方式：通过一个风泵（booster）将低仪表风压转换为高液压油压 4）调刀机构w切刀沿轴向调节机构简称调刀机构。目的是使切刀与模板之间有一合适的接触应力；同时，切刀磨损后，要轴向进刀，以补偿切刀的磨损量。w对于不同机型的造粒机,调刀机构有手动,自动及手动和自动联合使用等多种形式。目前，调刀机构一般采用仪表风作用在液压油缸活塞上，然后通过液压油将压力传到切粒刀盘上，从而可以通过改变风压来调整切刀的轴向进刀及切刀与模板之间的接

17、触应力。5）切粒小车切粒小车w（a）切粒水室、切粒机、电机都安装在一台小车上）切粒水室、切粒机、电机都安装在一台小车上w（b）切粒机通过防振胶垫、地脚螺栓固定在小车上；电机）切粒机通过防振胶垫、地脚螺栓固定在小车上；电机直接固定在小车上直接固定在小车上w（c）小车可在轨道上移动，在小车后部有一锁紧螺栓，当）小车可在轨道上移动，在小车后部有一锁紧螺栓，当小车与水室断开后，如有必要，用锁紧螺栓将小车定位小车与水室断开后，如有必要，用锁紧螺栓将小车定位w（d）当切粒机时准备开机时，或者需要更换刀盘时，切粒）当切粒机时准备开机时，或者需要更换刀盘时，切粒机在液压系统驱动下可前后移动。机在液压系统驱动下

18、可前后移动。11、颗粒后处理系统 旋转干燥器 振动筛 切粒水箱及水泵 切粒水过滤器，换热器 在水下切粒系统中，聚丙烯条带被切成颗粒，然后被切在水下切粒系统中，聚丙烯条带被切成颗粒，然后被切粒水冷却并被输送到后路，经过干燥和筛分设备粒水冷却并被输送到后路，经过干燥和筛分设备1、水、水-颗粒分离和大块料捕捉器（脱块器）颗粒分离和大块料捕捉器（脱块器）（a）聚丙烯浆料进入）聚丙烯浆料进入大块料捕捉器大块料捕捉器，在这里有一固定，在这里有一固定的倾斜格栅，大块料与水、颗粒分开。当大块料在格栅上的倾斜格栅，大块料与水、颗粒分开。当大块料在格栅上堆积时，大块料捕捉器的档板打开，由气动汽缸驱动，大堆积时，大

19、块料捕捉器的档板打开，由气动汽缸驱动，大块料排出块料排出（b）水、颗粒流到斜的滤网上，绝大多数水被滤网分）水、颗粒流到斜的滤网上，绝大多数水被滤网分离，颗粒带少量水流向离心干燥器离，颗粒带少量水流向离心干燥器 2、离心干燥器、离心干燥器Y7010（a）离心干燥器中心有一转子，转子旋转将介质分离。转子从底部到顶部有）离心干燥器中心有一转子，转子旋转将介质分离。转子从底部到顶部有一系列垂直于转子的不锈钢叶片一系列垂直于转子的不锈钢叶片（b）离心干燥器通过）离心干燥器通过离心力离心力脱水。转子外周是一个固定圆筒形不锈钢的带孔脱水。转子外周是一个固定圆筒形不锈钢的带孔的壳体，当离心干燥器工作时，颗粒撞

20、击在滤网上，留在壳体内，而水靠惯性被的壳体，当离心干燥器工作时，颗粒撞击在滤网上，留在壳体内，而水靠惯性被甩出甩出（c）旋转的叶片不断提升颗粒，颗粒在干燥器顶部被甩出）旋转的叶片不断提升颗粒，颗粒在干燥器顶部被甩出（d）旋转的叶片也吸入了部分空气，）旋转的叶片也吸入了部分空气，空气从干燥器顶部的过滤器吸入空气从干燥器顶部的过滤器吸入，穿过，穿过叶片，颗粒，壳体的空隙叶片，颗粒，壳体的空隙（e）在干燥器侧面有一开孔，用于排出空气，出口与抽湿风扇相连，防止空）在干燥器侧面有一开孔，用于排出空气，出口与抽湿风扇相连，防止空气夹带水滴或潮湿的空气流向振动筛气夹带水滴或潮湿的空气流向振动筛4、分级筛（振

21、动筛）、分级筛（振动筛）（a）离心干燥器通过一个倾斜的流通与振动筛相连接，振动筛是一个振动分）离心干燥器通过一个倾斜的流通与振动筛相连接，振动筛是一个振动分离器，从干燥器上来的产品流到振动筛滤网上离器，从干燥器上来的产品流到振动筛滤网上（b）上面的滤网将合格粒子、小粒子与大粒（筛除的）分离，筛除物无法通）上面的滤网将合格粒子、小粒子与大粒（筛除的）分离，筛除物无法通过上面滤网，在振动筛的摇摆、振动作用下，通过重力落到大粒子收集槽中过上面滤网，在振动筛的摇摆、振动作用下，通过重力落到大粒子收集槽中（c）合格粒子流向下游）合格粒子流向下游（d）小粒子、细粉被下面的滤网分离出来，流向收集槽）小粒子、

22、细粉被下面的滤网分离出来，流向收集槽（e）在离心干燥器与振动筛之间有一个换向阀，可以甩掉振动筛，把粒料直）在离心干燥器与振动筛之间有一个换向阀，可以甩掉振动筛，把粒料直接送向下游接送向下游12、进料料斗 容积约为4.5立米。材料为不锈钢。配有过滤网，料位探头，液体添加剂喷嘴等设施 13、液压油系统、液压油系统w1、换网器和换向阀、换网器和换向阀w（a)当换网器滑杆动作，或者换向阀动作时，液压油系统工当换网器滑杆动作，或者换向阀动作时，液压油系统工作。只有当系统需要液压油时，液压油泵才工作。当液压油作。只有当系统需要液压油时，液压油泵才工作。当液压油压力达到预设值或者测量换网器、换向阀位置的限位

23、开关到压力达到预设值或者测量换网器、换向阀位置的限位开关到位时，液压油泵停位时，液压油泵停14、热油系统、热油系统(a)挤压机的下游设备包括换向阀（开车阀）、挤压机的下游设备包括换向阀（开车阀）、换网器和模头（模板），由导热油系统加热换网器和模头（模板），由导热油系统加热(b)这个系统包括两个独立的系统，每个系统包这个系统包括两个独立的系统，每个系统包括括4个热油泵，电加热器，共用一个热油膨胀罐和个热油泵，电加热器，共用一个热油膨胀罐和一个公共底座一个公共底座(c)模板模板使用一个单独的热油系统使用一个单独的热油系统二、二、挤压机工作原理：挤压机工作原理：1、挤压机螺杆由三个区组成：、挤压机螺

24、杆由三个区组成：进料段进料段、熔融熔融/混炼段混炼段和和出料段出料段。在熔融挤压段下游。在熔融挤压段下游提供一个节流阀。提供一个节流阀。）物料通过料斗由重力下落到挤压机）物料通过料斗由重力下落到挤压机进料段进料段中，在筒体内输送一段中，在筒体内输送一段距离，由距离，由摩擦热和摩擦热和热的热的筒体传导的热筒体传导的热来加热物料。来加热物料。）然后物料在部分熔融状态下输送到混炼）然后物料在部分熔融状态下输送到混炼/熔融段，这个区域由挤压熔融段，这个区域由挤压机螺杆将软化的无联系的粉料转换成挤压的熔融的物料。机螺杆将软化的无联系的粉料转换成挤压的熔融的物料。）挤压螺杆由模块组成，捏合块可以对进入的物

25、料给出较高的）挤压螺杆由模块组成，捏合块可以对进入的物料给出较高的剪切剪切力和挤压作用力和挤压作用把它们变成连续熔融。节流阀安装在挤压机筒体出口，把它们变成连续熔融。节流阀安装在挤压机筒体出口，抑制熔融物料流向下游设备。抑制熔融物料流向下游设备。）当节流阀打开形成一个狭窄的缝隙时，高的熔融流体压力（较高）当节流阀打开形成一个狭窄的缝隙时，高的熔融流体压力（较高的能量）强制熔融树脂必须通过通道，因此，进料和挤压螺杆给物料的能量）强制熔融树脂必须通过通道，因此，进料和挤压螺杆给物料提供了一个较高的减切力，这个力表示为提供了一个较高的减切力，这个力表示为KW.H（从螺杆驱动的动能（从螺杆驱动的动能转

26、换而来），这个值可以用来粗略的估计对在线树脂做了多少挤压工转换而来），这个值可以用来粗略的估计对在线树脂做了多少挤压工作。这样，混炼作。这样，混炼/熔融可以通过调节节流阀的打开进行有效控制。对于熔融可以通过调节节流阀的打开进行有效控制。对于挤压机，挤压机，熔融指数、进料量、转速、节流阀开度、筒体温度熔融指数、进料量、转速、节流阀开度、筒体温度是基本的是基本的操作参数。操作参数。2、熔融树脂进入到连接在节流阀端部的换向阀中、熔融树脂进入到连接在节流阀端部的换向阀中 换向阀即可以把聚丙烯排向地面，也可以引导其进入换网器。这个换向阀即可以把聚丙烯排向地面，也可以引导其进入换网器。这个 操作是用来把挤

27、压机内部脏的聚丙烯排出，检查进料树脂的熔融状操作是用来把挤压机内部脏的聚丙烯排出，检查进料树脂的熔融状 况，然后把它们送入到下游设备中。况，然后把它们送入到下游设备中。3、聚丙烯杂质在换网器中过滤掉，熔融树脂强制通过膜板，进行切粒。换网器、聚丙烯杂质在换网器中过滤掉，熔融树脂强制通过膜板，进行切粒。换网器有两个带有熔融流体通路的滑杆，并附带有滤网和圆筒形破碎板，当滤网堵塞，滑有两个带有熔融流体通路的滑杆，并附带有滤网和圆筒形破碎板，当滤网堵塞，滑杆需要切换，更换滤网，降低树脂压力，提高对产品有效的过滤能力。杆需要切换，更换滤网，降低树脂压力，提高对产品有效的过滤能力。4、模板在膜孔周围用热油加

28、热，这就是所谓的、模板在膜孔周围用热油加热，这就是所谓的“热槽型式膜板热槽型式膜板”（Heat Channel Type Die），如果热量不足或产品产量太低，聚丙烯会冷冻在膜孔上，导），如果热量不足或产品产量太低，聚丙烯会冷冻在膜孔上，导致粒形不规则。致粒形不规则。5、对于好的粒形，最重要的是、对于好的粒形，最重要的是模板加热模板加热、热水热水、切粒单元调节切粒单元调节和和切刀状况切刀状况（进刀风（进刀风压、压、刀的平坦度刀的平坦度、切刀与模板间隙切刀与模板间隙、切刀切刀磨损）磨损）。为了平稳开车避免出现问题，执。为了平稳开车避免出现问题，执行正确的操作步骤，定期检查切刀状况和行正确的操作步骤，定期检查切刀状况和粒形，并采取必要的行动。粒形，并采取必要的行动。6、根据聚丙烯熔融指数来设置筒体夹套和加热介质温度，必须通过每天的操作、根据聚丙烯熔融指数来设置筒体夹套和加热介质温度，必须通过每天的操作结果得出最适合的操作条件。结果得出最适合的操作条件。7、工艺工程师和操作员必须有操作经验，在最短时间内通过日常操作掌握基础、工艺工程师和操作员必须有操作经验，在最短时间内通过日常操作掌握基础数据。数据。