双螺杆挤出机使用中若干问题的探讨

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一、前言
    

在制粉设备中双螺杆挤出机是关键设备，也是挤出机中保有量最多的机型。尽管在其设计和制中已得越来越完善的结果，也确实适用于各种类型粉末的加工，还能够达到满意的效果。

毕竟还是很多早期的产品设备，国产二代及三代先期设备还有广大用户使用。其结构和性能不是那么完善，因此我们主要针对这些设备使用中的若干问题在其广大用户们商榷。

二、双螺杆挤出机使用中的几个主参数

1、熔化段温度的设定
为了进行混炼，必先将配料升温，尤其组分中的可熔物必须尽快彻底熔化，并保持在一定温度下（即设定温度），让其成为组分中各种不可熔物的包衣。

并且相互混合，所以设定温度有两个目的，一是尽快将可熔物熔化，熔化时间越快越好，这样可使其在机筒中所占位置长度的比例越小，相应混炼的时间变长，可以提高混炼效果；二是限制其温升到定值时启动冷却机，防止物料固化。

在熔化区物料温度最低，又以吸热为主，设定温度应该最高，而在早期使用说明书中定得最低是不得意，因为那里的螺杆转速很低，产量也低。

物料在机筒内前过速度很慢，可以有充分时间加热，提高设定温度固然很好，但使喂料段升温会过高，其螺杆的输料能力因熔化料在该段产生并增加而减弱或丧失，使人们“小心”起来。

况且有人主张螺杆转速不得超过100转每分钟，实际成了误导，但还是有高人指下，比如当年高远公司老总就说：他定到160℃会更好。

所以，随着人们经验的积累，理论水平的提高，尤其螺杆转速的不断提高（60螺杆已达千转），加强对机筒温度场的研究，就有了新认识（有关事宜另行商榷）

只要喂料区冷却效果有保障，或者能用较低温度的冷却水，或与熔化区间具有良好的隔热措施，或有后内冷设施等等，该区即使设定温度高于固化点也无妨。

总之，喂料区的设定温度最高，具体数值应接近固化温度，而与螺杆转速即物料在机筒内前进速度成正比。

2、其他工作区温度的设定
熔化区前各区温度设定的原则是逐渐降低，螺杆转速越低，降得越多，非高光粉加工的高速机型应该少降，甚至不降。

3、工作转速的调整
主电机在平稳起动后，应该尽量在额定转速下运转，而主电流保持在其额定电流值的（90-95）％。

正确的起动步骤是首先调节熔化区温度比可熔物软化点高（10-20）℃，作为起动设置，起动后平衡地升速达（25-30）Ｈz时开启喂料机，并慢慢增速，同时调回熔化区的温度设定值，当主电流接近额定值时喂料机停止增速；而后提速主电机达35Hｚ，再调喂料机。

重复上述操作，每次主电机增速5Ｈｚ左右，直到额定转速（50或60Ｈｚ），整个过程切忌过快，有时调动喂料机中主电流会稍微超过额定值，这不要紧，待主电机提速后会马上降下来，但在额定转速时必须降低喂料量。

三、普通高光粉的加工
    

高光粉的要求就是高光，即光泽度高，并对固化质点数量及其密集度，菊皮等等多项指标提出要求，这与配方本身及其组份的质量很有关系，与ACM麿的性能也密切相关，对挤出机来说一是混炼效果，二是控制固化质量点的产生。

目前所有出产的原装挤出机，只要是合格产品，都是适宜高光粉加工。

为了保证（提高）混炼效果，在螺杆排列，各处间隙值的确定，混炼块的轮廓及其精度，机筒温度场等，都已定格（不合格的产品确实存在，但不在本文讨论之列）。

所以，我们的问题是如何使用，发挥机子的性能。尤其买了汽车，如何上路，上好路。

1、熔化区控制温度的设定
我们建议熔化区设定温度T与螺杆长径比i及其转速n挂钩：n≤200rpm T≈120℃,n=200-350rpm T≈140℃,n=500-800rmpT≈140℃ n=500-800rpm T≈150℃ i=18时，降低5℃，i≥20时，降低10℃。

以上设定值最终取决于螺杆上物料熔化状态，应该对应于喂料段自喂料口前沿起有一个螺旋导程长度内，物料基本不熔化。这段长度越大，熔化区设定温度越高，反之越低。

2、冷却水及其控温
由于螺杆运转中相当部分的功耗转化成热量，使机筒各件整件升温，而且越往前累积得越高，所以可熔物熔化后的这种升温必须控制。否则不能得到好的混炼效果。

因此各区段都设置冷却装置。在这启闭冷却水全过程中，所控温度波动越小越好。而且前尚有相当比例的机子并不理想，其控制范围超过10℃，这就很难保证混炼效果。

控制温度的精度决定于冷却水的流量及其温升，流量越大而温升越小则精度越高。而且机筒的冷却水应该是软水（小循环）。

目前出品中较高档次的机子都已如此。它有个能够保温的水箱，安装了能耐100℃水温的水泵，每个控温区都有一只，由水箱吸水后直入该区，而各控温区回来的热水汇总后经板式换热器回到水箱，水箱内水温比冷却水高。

    

根据物料中可熔物软化点值，及气温等综合因素，设定水箱水温，通常为50-80℃。当水箱水高于设定温度时，板式换热器冷却水道中的电磁阀就打开，从而能够保证进入机筒控温区的冷却水具有较高的稳定温度，缩小了温差，可得到高精度的控温。

客户们只要提供你们机子的控温区数及小时产量，我公司就可以给你定制一套安上，以期改善你的机子的混炼效果。

3、固化粒子
产生固化粒子产生的原因很多。是个综合因素，有配方及其组分的质量甚至批次不同而混用也有关，还与ACM磨的性能有关，比如磨腔温升过高等等。

对挤出机来说，首先是螺杆运转中各处间隙过小或过大，小了摩擦加剧，局部升温过高而使物料固化；大了失去自清能力，使积料产生低温固化；

其次是各区设定温度的不稳定，尤其是出料口区，运转中实际温度远高于设定温度，或出料口长时间积料等，都会产生低温固化物。
    

所以，要把高光粉加工好的主要条件有四：一是最佳的配方及优质的组分，二是技术参数精良性能优越的机子，三是熟练的操作技术，四是维护良好及时修理合格。绝对不能带病作业。

四、皱纹，砂纹粉的加工
    

实际上它们对挤出机的要求比高光粉的加工低。无论光泽还是固化点等对混炼效果的要求都可较低。目前存在的问题是产量比高光粉加工低得多。

其原因有四：

一是混合料的流动性很差，喂料不畅，降低了产量；

二是混合料“粘料”大，摩擦系数高，在动态中不易充填输料螺旋，即充填系数低，又降低了产量；

三也是因为“粘性”大，物料在螺杆混炼段内流动性弱；

四是组份中填料比例大，可熔物完全熔化的时间比高光粉长，即螺杆的“半熔化区”比较长，我们会发现在第二节右旋捏炼块仍有不少未熔物。

我们可以形象的打个比喻：是在饥饿状态下运行。

所以我们就有如下对策：一是建议使用（换用）我公司生产的“胃动式”喂料机，可保顺利喂料。再大“粘性”的混合料也不会搭棚架空；

二是重新排列螺杆。如图所示，螺杆的螺纹段总长度占螺杆总工作长度的比例由原装的40-45％，增加到60-65％，甚至70％。三是将螺纹段的最后几节（直到喂料口前沿往前一个导程）换用“加宽螺槽”的螺纹段(我公司可供各种型号)。

五、电工粉，防护粉等高磨料性粉末的加工
    

此类粉除了比皱纹，砂纹粉的特点更好突出外，运转中对机件的磨损特别严重，机子使用寿命往往只有通常的四分之一，甚至更低；又由于可熔物的软化点及熔化温度较高；熔融状混合物的粘度特别高，混炼全过程的阻力都很大。

因此，选购机型之初就应要求能适应这些条件的机型，其结构参数，选用的材料及其热处理工艺都应有特点:螺杆应是中低速大径级加强型。

螺杆外径线速度最好别超过1.5m/s，捏炼块轮廓也有讲究，“四圆弧”等间隙的要不得，因为它的碾压作用力大而摩阻功能强，耗功大的磨损快。

而校角鲜明的接触弧长短的轮廓的剪切能力和自清能力都比较高一些，顶圆弦长应不大于外径的8％；

在用材方面目前公认的是合金工具钢或硬质合金，其实只要有合适且合理的工装，选用高锰耐磨铸钢，其寿命不会短而成本可低多。

与此相应配套的喂料机和压片机也要有其特性：我们建议使用“胃动式”或“胃动强制式”喂料机（我公司可以单独订货）。

节带压片应加大压片辊，或降低冷却水温，总之要增加冷却功能。单产500公斤以上者，还是选用钢带压片机为宜。

对于现有机型，应该尽快更换混炼元件及机筒衬瓦（套）。我公司可供配件 。直到喂料口前沿往前一个导程换用“加宽螺槽”。

六、低温固化粉的加工
    

此类粉由于固化温度较低，操作中稍有不当，就会大量产生固化粒子，尤其当开停机操作不当时，会将整个机筒固化而不能运转。

为此我们介绍一种操作方法，供用户们参考：

1、按正常启动步骤：定温-予热-起动-(25-30)Hz开喂-调速-全速适量运转。

这过程是一样的，但对低温固化粉，这个过程中只喂环氧或聚脂或其他的纯可熔物，里面不加任何添加剂及填料，可以称其为起步料，喂料量控制在主电流是额定值的80％左右。

此时快速换为目的组料，并调整喂料量后进入正常生产。纯起步料应单独收集，用于停机时清机。

投产运行后不能停机，停机前必须用起步料清机。当发生停电等故障必须停机时，马上摇清机。这也不行时立即打开机筒。

    

2、正常运行中要密切关注及各项运行参数的稳定性，并及时调整，切忌喂料断流，或突然增加喂料量。

七、结束语
    

以上是技术、营销和生产各部门经验的汇总。而有相当多的内容来自用户信息的反馈。我们只是作了整理和编辑，为了我国热固性静电粉末事业的繁荣昌盛，拿出来供同行们参考，但求修正补充。

来源：安徽景成新材料有限公司