色母粒擠出模溫失控,黑度發灰與螺桿抱死如何排查

很多做色母粒的生產廠家,平時生產的時候都碰到過類似的問題,剛擠出來的黑色母顏色看著還可以,等停機冷卻之后再開機,或者換了另一批原料之后,顏色就發灰、發白,操作工第一反應大多是去調調色粉的配方,反復校準好幾次也看不出什么變化,實際上啊,問題的根源很可能就出在擠出機模溫機的控溫穩定性上。

色母粒本身屬于高填充體系,炭黑的含量很高,熔體粘度對溫度是特別敏感的,擠出機各個區段的溫度哪怕只偏差3-5℃,炭黑在樹脂里的分散狀態就會發生改變,直接就導致黑度下降,同時模溫機供油流量不足的時候,螺桿扭矩還會異常升高,情況嚴重的話直接就抱死了,我們就從幾個常見的方向來梳理下排查的思路。

擠出機模溫機出問題,色母粒黑度發灰怎么辦-1

模溫機選型:功率和流量不能只看說明書

不少客戶采購設備的時候,只盯著模溫機的加熱功率和最大流量看,完全忽略了參數要和擠出機螺桿結構做匹配。

加熱功率也不是越大越好的,對于高填充的黑色母來說,螺桿摩擦剪切會自己產生大量的熱量,如果模溫機加熱功率太大,冷卻響應速度又慢,整個溫控系統就會頻繁振蕩,帶得機筒溫度上下亂跳,推薦選用帶雙PID控制的模溫機,可以同時管控加熱和冷卻的輸出,把溫度波動控制在±1℃以內。

循環泵的揚程與流量,也需要對應匹配螺桿直徑和長徑比,有些生產線的螺桿長徑比能達到28:1,末端的熔體壓力很大,要是泵的揚程不夠,導熱油的流速就會偏低,帶走多余剪切熱的能力就跟不上,一般來說流速維持在1.5-2.0 m/s(對應配套管徑)就可以,能保證各個區段的溫控均勻。

擠出機模溫機出問題,色母粒黑度發灰怎么辦-2

利拿實業在色母粒專用的雙螺桿造粒機配套方案里,針對高填充的生產體系,開發了喂料區、螺桿段、機頭三個獨立溫區的聯合溫控方案,也減少了因為局部過熱導致的分散不良問題。

擠出機模溫機出問題,色母粒黑度發灰怎么辦-3

最常見故障:溫控PID與擠出機螺桿轉速的匹配

很多工廠平時用的時候只會給模溫機設定目標溫度,完全沒留意溫控儀表的PID參數設置。

擠出機從低速切換到高速運行,或者螺桿轉速出現波動的時候,機筒內部的剪切熱會瞬間變大,要是模溫機的溫度傳感器響應滯后,或者PID的比例帶設置得過窄,系統就會出現“超調-反饋修正-再超調”的循環,直觀表現就是機組溫度頻繁振蕩,這種工況下,炭黑的分散會受到機械擾動,黑度自然就不穩定。

現場快速判斷的方法也很簡單,觀察模溫機出油口和回油口的溫差就行,正常狀態下,溫差應該穩定在3-5℃,如果溫差的波動超過2℃,就說明系統已經不穩定了。

調試的時候也有對應的參考建議,把模溫機調到“自動調諧”模式,讓控制器自動整定一次PID參數就可以,對于經常切換配方的產線,比如從高黑度母粒切換到白色母粒的生產線,通常情況下可以調大積分時間,讓整個溫控系統運行得更平穩。

維護細節:加熱管結垢與壓力異常

模溫機的冷卻管路和加熱管用的時間久了之后,很容易因為水質偏硬產生水垢(如果用的是水循環機型的話),或者出現導熱油碳化顆粒堵塞管路的情況,這些雜質會在局部阻礙熱交換,導致模溫機測出來的溫度和實際機筒的溫度出現偏差。

日常維護的參考頻率,一般是每6個月檢查一次過濾器,用專用的清洗劑沖洗整個循環系統就可以,要是發現回油壓力比新機器的時候高出0.3MPa以上,基本就能判斷管路存在堵塞問題。

平時也可以多留意下出口油溫的情況,要是你設定的是190℃,但實際擠出機機頭熔化區的溫度顯示只有180℃,就說明模溫機的換熱效率已經下降了,需要及時清洗換熱器。

按照上面說的這些步驟走,大部分色母粒黑度發灰、螺桿抱死的問題,都能找到對應的排查方向。

要是需要結合您這邊具體的膠種配方、產能要求和實際生產工況評估專屬方案,也可以直接和利拿實業的技術團隊進一步溝通。