杜正富

（安徽公元科技發(fā)展有限公司， 安徽宣城，242200）

1 前言

隨著國家提出轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，促進(jìn)人們消費(fèi)意識和觀念發(fā)生轉(zhuǎn)變。特別是在建筑領(lǐng)域，人們對建筑節(jié)能環(huán)保越來越受關(guān)注，而PVC塑料門窗正是憑著它在使用方面保溫、隔熱以及良好的使用性能，得到廣大用戶的認(rèn)可。但由于受PVC自身加工性能原因，對原料使用質(zhì)量、生產(chǎn)配方、工藝控制要求都較為苛刻，但由于受外圍環(huán)境變化，上下游原料生產(chǎn)廠家對原料加工進(jìn)行不斷技術(shù)改進(jìn)，原料性能也發(fā)生一些變化，時常給PVC塑料型材加工帶來一定影響，造成生產(chǎn)過程不穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量也會受到一定影響，如擠出觀察孔積料、型材擠出生產(chǎn)時表面出現(xiàn)料臟，混合料粘附喂料螺桿等問題時常困擾PVC塑料型材生產(chǎn)加工。結(jié)合處理上述問題經(jīng)驗(yàn)，對擠出觀察孔積料、型材表面料臟、混合料粘附喂料螺桿問題進(jìn)行分析探討，下面將分別予以介紹。

2 觀察孔積料和型材料臟

擠出機(jī)觀察孔是為了方便查看混合料通過螺桿剪切和外加熱后塑化效果，同時也是真空排濕部位，對擠出生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量控制起到較大作用。但由于受原料使用性能和加工工藝設(shè)置影響，以及設(shè)備自身加工能力影響，往往在擠出生產(chǎn)中，該部位易出現(xiàn)大量結(jié)塊狀物料，分析原因主要是由于混合料沒有得到較好塑化所至，造成結(jié)塊料料不能很好的包附在螺桿螺槽內(nèi)，在螺桿轉(zhuǎn)動中，不能通過螺槽進(jìn)行有效的輸送，在觀察孔處物料由于失去機(jī)筒擠壓而形成一定的舒展，以及在真空排濕泵負(fù)壓抽吸作用下，造成結(jié)塊料在觀察孔處形成不斷發(fā)生滯留；在連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)下，物料在觀察孔處產(chǎn)生堆積效應(yīng)，嚴(yán)重時會堵塞觀察孔。

從結(jié)塊物料外觀來看，結(jié)塊料表面存在明顯顆粒狀混合料，附著在部分塑化后的結(jié)塊料表面；受筒區(qū)加熱高溫影響，結(jié)塊料和表面附著的混合料發(fā)生分解而形成碳化狀，其中部分小顆粒碳化狀物料受擠壓后脫落，形成雜質(zhì)通過口模擠出后析出在型材表面，從而影響型材外觀，嚴(yán)重時造成型材卡料，給擠出生產(chǎn)和質(zhì)量控制帶來一定影響。

關(guān)于型材表面料臟,除了因擠出觀察孔處脫落的炭化物造成型材出現(xiàn)(麻點(diǎn))料臟外,在擠出生產(chǎn)中還出現(xiàn)型材表面存在明顯黑色塊狀物；通過將擠出螺桿抽出,發(fā)現(xiàn)螺桿壓縮段和對應(yīng)機(jī)筒內(nèi)壁上，結(jié)有少量的炭化物, 且螺桿的壓縮區(qū)段螺桿表面顏色呈暗色，類似燒焦?fàn)?，?yán)重時造成機(jī)臺停機(jī)。

幾個影響因素方面分析

2.1 在原料配方方面

根據(jù)PVC配方設(shè)計(jì)中各種原料的功效，可以分為填充劑、熱穩(wěn)定劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑、抗沖劑、加工助劑等。

從影響擠出塑化效果的原料性能分析來看，其中在有利于提高擠出塑化方面，穩(wěn)定劑和加工助劑可以提高PVC塑化速度，改善物料的流動性，如我公司使用的稀土穩(wěn)定劑、ACR原料，此兩種原料是提高擠出塑化質(zhì)量關(guān)鍵原料。

從制約擠出塑化效果原料分析來看，填充劑等無機(jī)原料是制約擠出塑化效果的最大因素原料，如我公司使用的碳酸鈣及鈦白粉；一般來說加入此類原料后，熔體黏度增大，推遲推遲了物料的塑化。

2.2 在設(shè)備方面

從擠出塑化功能來說，主要是通過螺桿的剪切和外加熱兩個大的方面；

在設(shè)備方面，主要表現(xiàn)為螺桿長徑比、螺桿制造精度以及螺桿與機(jī)筒內(nèi)壁間隙等方面；以我公司目前平行雙螺桿為例，按照螺桿各區(qū)的加工功能，擠出螺桿分為四段，分別為加料段、塑化段、排氣段、均化段：

A、加料段：是螺桿四段中最長的一段，該段螺紋間距較大，主要是容納較多的粉末顆粒，對原料進(jìn)行預(yù)熱，起到逐步將原料壓縮密實(shí)的作用；

B、塑化段：此段螺紋間距由加料段的寬而深變的明顯變窄，物料在此處受到的剪切和壓力大大的加強(qiáng)；在剪切及外加熱的作用下，物料由加料段的粉末狀逐漸融化成半熔融狀的，并能夠很好的包覆在螺桿的螺槽表面上；

C、排氣段：此段的主要作用是將混合料達(dá)到塑化狀后的水份及低分子易揮發(fā)物在負(fù)壓的作用下，通過觀察孔被有效的排出；

D、均化段：此段的主要作用是在外加熱的作用下，進(jìn)一步促進(jìn)塑化狀的物料均勻塑化，利于模具擠出成型。

從機(jī)臺螺桿抽出處理來看，產(chǎn)生的問題主要發(fā)生在壓縮段的螺桿和機(jī)筒內(nèi)壁上。由于在壓縮段，物料要通過螺桿較大的剪切作用，如果螺桿和螺筒配合間隙過大，容易造成物料出現(xiàn)逆流現(xiàn)象，造成物料在該區(qū)內(nèi)停留時間過長，并形成局部的滯留，容易造成黏度較大的物料出現(xiàn)黏附筒壁，逐漸形成結(jié)塊。

在外加熱方面，主要通過筒區(qū)、螺桿螺芯方面加熱，由于我公司機(jī)筒溫度測量采用金屬探頭感應(yīng)方式，溫度的測量精度由為重要。

3 混合料粘附喂料螺桿

擠出生產(chǎn)中混合料輸送采用電機(jī)帶動螺桿轉(zhuǎn)動，物料在螺桿螺紋推動下，呈圓周運(yùn)動將所需物料進(jìn)行輸送。從混合料粘附喂料螺桿現(xiàn)象看，主要表現(xiàn)為混合料經(jīng)螺桿螺槽帶動后不能均勻下料，擠出負(fù)荷出現(xiàn)下降和連續(xù)波動，影響生產(chǎn)穩(wěn)定。

幾個影響因素方面分析

3.1 混合料輸送大小一般受螺桿直徑、螺槽深度和電機(jī)帶動螺桿轉(zhuǎn)速大小影響。

3.2 混合料制備質(zhì)量和加工環(huán)境也對其輸送產(chǎn)生較大影響。

在混合料制備評價方面，主要表現(xiàn)為混合料表觀密度和流動性能，一般可以通過檢驗(yàn)儀器進(jìn)行比較分析；在加工環(huán)境方面，主要有空氣相對濕度和室外溫度方面。由于我公司所處南方區(qū)域，受季節(jié)因素影響，突出表現(xiàn)為雨水較多，空氣相對濕度較大，一般空氣相對濕度在70%左右，最高可達(dá)到90%以上，同時夏季高溫持續(xù)時間長，給混合料輸送穩(wěn)定產(chǎn)生較大影響。另外，我公司PVC和混合料采用風(fēng)壓自動裝置輸送系統(tǒng)，原料輸送過程多次與空氣產(chǎn)生接觸，易造成原料出現(xiàn)受潮；同時，混合料經(jīng)管道輸送時產(chǎn)生較大碰撞和摩擦，造成混合料產(chǎn)生剝離效應(yīng)，導(dǎo)致混合料經(jīng)螺桿輸送時，剝離的部分無機(jī)物易粘附在喂料螺桿螺槽內(nèi)，通過累積后，使喂料螺桿出現(xiàn)下料不暢現(xiàn)象；同時在擠出下料口處出現(xiàn)混合料掛壁，導(dǎo)致擠出負(fù)荷出現(xiàn)下降，嚴(yán)重時造成擠出不能正常生產(chǎn)。

4 改進(jìn)和解決上述問題方法及措施

出現(xiàn)上述問題后，根據(jù)混合料生產(chǎn)制備和擠出生產(chǎn)工藝情況，結(jié)合環(huán)境溫度變化，從生產(chǎn)工藝控制、原料使用混合料質(zhì)量和擠出工藝進(jìn)行了調(diào)整，具體情況如下：

4.1 在觀察孔積料和型材料臟改進(jìn)及處理方面

1）在設(shè)備調(diào)整方面

考慮問題集中存在壓縮段螺桿及機(jī)筒內(nèi)壁上，由于前期也對該段螺桿和機(jī)筒進(jìn)行打磨，原有的金屬表面硬制層已縮減，更加容易造成在此處局部金屬高溫部分出現(xiàn)物料黏附現(xiàn)象，為此，通過對螺桿的齒合間隙方面進(jìn)行調(diào)整，減少物料在剪切作用下發(fā)生的逆流現(xiàn)象。

2）在原料調(diào)整方面

通過適當(dāng)增加潤滑劑的用量，可以有效減少金屬表面對物料的黏附，降低物料在壓縮段滯留效應(yīng)，型材表面料臟問題得到明顯改觀。

3）工藝調(diào)整要求

通過將輸送段、塑化段溫度及螺桿溫度進(jìn)行下調(diào)，同時對擠出負(fù)荷進(jìn)行上調(diào)，以減少物料出現(xiàn)粘輥和粘附筒壁現(xiàn)象，型材表面料臟和觀察孔積料現(xiàn)象得到明顯好轉(zhuǎn)。

4.2在混合料粘附喂料螺桿改進(jìn)及處理方面

1）在混料工藝調(diào)整方面

⑴將混料混熱混高攪轉(zhuǎn)速進(jìn)行下調(diào)，控制熱混時間，提高熱混排潮效果，降低混合料揮發(fā)物；

⑵控制冷混進(jìn)水溫度，降低冷混下料時間，提高冷卻效果和消除原料靜電；

⑶結(jié)合環(huán)境溫度情況，采用錯開高溫時段生產(chǎn)方式，即當(dāng)室外溫度達(dá)到設(shè)定溫度時，混料暫不生產(chǎn)入料，在其它時間及時補(bǔ)充庫位，以減少環(huán)境溫度導(dǎo)致混合料結(jié)團(tuán)問題，同時可以進(jìn)一步消除混合料靜電現(xiàn)象；

⑷ 在生產(chǎn)過程控制方面，針對空氣相對濕度大、混合料存在團(tuán)聚現(xiàn)象，通過加大對各類設(shè)備收塵的維護(hù)力度，重點(diǎn)對熱混排潮收塵、冷混排潮收塵及混合料庫和鋼平臺中間倉收塵維維護(hù)周期進(jìn)行調(diào)整，以提高收塵工作質(zhì)量。

2）在原料使用管理方面

加強(qiáng)進(jìn)廠原料領(lǐng)用管理，特別是主原料PVC使用把控，嚴(yán)格執(zhí)行原料“先進(jìn)先出”使用管理要求，最大限度減少原料質(zhì)量波動，同時控制PVC和干混合料庫存，以減少生產(chǎn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。

5 結(jié)論

1、擠出生產(chǎn)工藝控制，要充分考慮設(shè)備自身加工情況，定期對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。

2、結(jié)合上下游原料使用情況，要定期開展好內(nèi)部工藝調(diào)整，形成與生產(chǎn)有效銜接。

3、環(huán)境溫度對混合料制備質(zhì)量會產(chǎn)生較大影響，為此，要結(jié)合環(huán)境溫度變化，適時進(jìn)行工藝調(diào)整，滿足生產(chǎn)要求。