挤压造粒机平稳运行的影响因素研究

王 聪

（中国石油广西石化公司，广西 钦州 535008）

挤压造粒机可以均匀地混合聚丙烯粉料和添加剂，再经熔融和造粒后最终形成产品。挤压造粒机主要包括混炼机、开车阀、齿轮泵等部分，其中混炼机包括开车电机、主电机、主减速器等部分。挤压造粒机构造的复杂性导致影响挤压造粒机平稳运行的因素较多，因此需要深入分析这些影响因素并采取有效的处理措施，以保障挤压造粒机的平稳运行。

1 挤压造粒机概述

1.1 设备简介

聚丙烯装置使用的挤压造粒机为双螺杆同向啮合挤压机，单线的生产能力较大。但挤压造粒机也存在一些缺陷，会影响到挤压造粒机的平稳运行[1]。

1.2 挤压造粒流程

在挤压造粒过程中，螺旋输送器向挤压造粒机中送入聚丙烯粉料，同向啮合旋转双螺杆接收并压实物料。之后，物料通过混炼元件进入熔融混炼段，进行物料的熔融塑化。物料由出料段输送到下游工序，经过挤压造粒机的双螺杆熔融、混炼及塑化后，物料被引入熔融泵中，通过增压处理后，物料通过换网器和模板。从模板中挤出的成股物料，在切粒水室中被切刀切割成颗粒状，经切粒水冷却固化后形成热颗粒，最后经过下游的离心干燥器，分离水和物料颗粒。

2 挤压造粒机平稳运行的影响因素

2.1 切刀转速

挤压造粒机的关键部位为切刀，因此刀速直接影响切刀的使用寿命，同时会影响产品的外观质量。刀轴推进力和切刀转速间具有密切的关系，随着刀速提高，刀轴推进力增加，因此，需要合理降低刀轴油缸的向前推力也就是进刀压，否则切刀会对模板产生过大的推力，加快切刀的磨损，并会快速提高切刀的温度，切刀根部易出现淬火问题，切刀有可能从根部断裂[2]。

合理调整刀速和油缸背压的关系，有利于控制切刀的磨损问题，延长切刀的使用寿命。挤压造粒机的切刀转速直接影响产品外观和自身的使用寿命，也关系到挤压造粒机的平稳运行，因此合理调整刀速，综合分析切刀的锋利程度、模板的磨损程度以及模板开孔率等因素并加以优化和合理匹配，可以延长切刀的使用寿命，保障产品的外观，实现挤压造粒机的平稳运行。

2.2 MFR 变化对切粒效果的影响

挤压造粒机利用水下切粒系统将聚丙烯熔体切割为颗粒，切粒质量直接关系到产品外观，也影响挤压造粒机运行的稳定性。刀压直接反映切刀和模板的接触程度，如果刀压不合理，将会影响到切刀的使用效果，因此在实际生产过程中一般不能随便调节刀压。在高MFR 产品的生产过程中，高MFR 产品熔体的流动性增加，熔体在模板出口部位的压力较低，如果切刀出现问题，将会产生较多的块料，因此合理调整进刀压力将有利于优化粒子状态。

在高MFR 产品的生产过程中，熔体通过模板模孔的速度提高了，因此要对切刀转速进行调整，以统一颗粒长度。模板与冷水直接接触，使得模板温度相对较低，因此调整模板温度可以有效调节切粒熔体的温度。在低MFR 产品的生产过程中，低MFR产品增加了堵孔的几率，此时需要提高模板温度；在高MFR 产品的生产过程中，为了降低熔体的流动性，优化切粒效果，则需要合理降低模板温度[3]。

2.3 下料系统

若下料系统无法正常下料，有可能是下料系统的机电仪发生了故障，也可能是下料线发生了堵塞。当发生了块状料堵塞下料口的情况，要分析导致问题的原因，如果是添加剂单硬脂酸甘油酯高温熔化后发生了结块，则要按照规程配制添加剂，同时要检查添加剂罐的温度。如果是丝状料堵塞了测量轮，则要在料斗部位设置过滤网，或者选用开放式的测量轮。

2.4 退刀问题

在正常生产中，切刀和模板之间不会出现间隙。在切粒机轴前进的运动过程中，切粒装置上没有安装机械制动器，切粒机轴的前进止推力可发挥支撑作用，切粒机刀刃可以直接接触模面，多余的前进压力将会异常磨损切口。

2.5 粉料含水量或挥发分的影响

若聚合粉料的含水量和挥发分的含量过高，将会因为退刀而导致挤压造粒机停车，甚至会堵塞切粒水室和管线，主要原因是聚丙烯粉料的干燥效果较差。当粉料的含水量和挥发分含量较高时，在出料阶段会产生噪声或喷出气体，在高温作用下，水分和挥发分会形成气体并从模孔中喷出，从而产生冲击力，引发退刀问题。因此要严格控制粉料中的水分和挥发分的含量，确保挤压造粒机能够平稳运行。

若发生了挤压造粒机蒸汽带水事故，操作人员应停止送料，同时根据粉料仓的实际情况，合理调整挤压造粒机的运行参数。同时，在挤压造粒机工艺参数的调整过程中，要对粉料干燥器洗涤塔进行水洗，以降低水温，彻底析出干燥器中的水分[4]。

2.6 物料熔体的质量流动速率

模板的出料截面是固定的，若物料熔体的质量流动速度较高，物料会被挤出模板，进而增大切刀的后退推力，因此要合理调整物料温度，以及时消除退刀，避免影响到挤压造粒机的平稳运行。

2.7 热油的加热能力不足

热油的供热量不够，会影响挤出机的正常运转，一是易堵塞模具孔口，阻碍物料的流通，二是会影响聚合物的结晶性。挤出机在长期运转后，模具孔口会有很大的阻塞，需进行清洗。在不同的反应条件下，聚丙烯的结晶速率会受到不同因素的影响。玻璃化的转变温度与熔点呈正相关；在低温下，分子链的活性下降使得结晶变得困难。通常认为，120～130℃时，聚丙烯的结晶速率达到最大值，淬冷时的结晶性比平时低。因此热油的加热量不够或添加物的种类繁多，均会对结晶性产生较大影响。

3 结语

在聚丙烯装置的生产过程中，挤压造粒机发挥着重要的作用，因此日常工作中要监控挤压造粒机的运行情况，不断优化挤压造粒机的工艺参数，及时消除挤压造粒机运行的安全隐患，保障挤压造粒机的平稳运行。