螺旋擠出機在運行中泥缸里的混合料被螺旋絞刀不停的攪動翻滾、擠壓,推向機頭,經擠出機口成為尺寸規范的泥條。在這一過程中,不僅混合料顆粒之間互相摩擦,混合料還要和絞刀、泥缸、機頭、機口的內壁摩擦(芯架、芯桿)都要產生熱,使泥缸升溫,這是不可避免的。在正常情況下,這些熱量隨泥條一同被擠出機口,泥缸表面雖然發熱,但不燙手,這應是正常的。下面賢集網小編為大家介紹造成螺旋擠出機的泥缸不應嚴重發燒原因。
如果混合料在泥缸里翻滾、攪動的運動量大于其推向前進的運動量,必然泥條擠出速度緩慢,其所帶出去的熱量遠遠少于同一時間混合料各種摩擦所產生的熱量,于是機頭、泥缸迅速升溫,剛擠出來的泥條“冒白煙(水蒸汽),燙得手都不敢摸”,同時電機負荷上升。如果繼續運行,不僅泥條速度更慢,各處發燒更嚴重,電機負荷更高,直至拉斷機頭和泥缸的連接螺絲,擠壞螺旋絞刀葉片,甚至擠破機頭都不是新鮮事。有點經驗的磚瓦人常說“越是泥條速度慢泥缸越要發燒,越是泥缸發燒泥條速度就越慢”。
螺旋擠出機的泥缸不應嚴重發燒實例分析
曾見四川某磚廠在用60/60型擠出機生產外形尺寸為200×90×90mm,孔洞率為25%的多孔磚配磚時,泥缸嚴重發燒到澆點水上去立即沖起一股白煙(水蒸汽)。盡管進入擠出機的混合料“手都能捏出水來”,但擠出來的泥條極硬,導致切條機的鋼絲頻頻切斷。電機負荷嚴重超載,剛擠出來的坯體“硬得鋤頭也挖不動”。拆下機頭,打開泥缸發現螺旋絞刀(首節)主葉折斷,副葉也被擠彎。機頭和整個泥缸里的混合料全變成了鋼釬也插不進去的硬泥塊。
據操作人員介紹“剛開機時,還比較正常,泥條雖然較硬,但還切得動,切坯,切條機的鋼絲也不斷”。很快機頭、泥缸燙手了,出泥速度就慢了,泥條也越來越硬了,切條鋼絲斷的次數也多了,同時還不斷堵真空,再繼續生產時泥缸越來越發燒,泥速越來越慢泥條越來越硬,真空也越來越堵。“真不知道混合料里的水跑到那里去了?”。
筆者發現:斷鋼絲的兩頭都象針尖一樣,顯然是因泥條太硬,切不動,被“拉”斷。進入擠出機混合料的含水率不低于20%,而擠出泥條的含水率在10%左右!混合料塑性良好,顆粒較細。泥缸、機頭的內壁、絞刀葉片都十分光滑。該廠車間介紹“機器運行平穩,專門放了一碗水在泥缸背上,運行中水紋絲不動。”
由于“往泥缸上倒點冷水,立刻沖起一股白煙”說明泥缸外殼溫度已超過80℃,泥缸里的溫度肯定更高。混合料進入泥缸以后其所含水分因迅速升溫汽化被真空泵抽走,變成了干硬的物料。在燒結磚廠,這種情況并不少見。上述只不過是一個比較典型的例子。
造成螺旋擠出機的泥缸不應嚴重發燒原因:
1、混合料顆粒太粗:在泥缸里移動時顆粒之間的內摩擦及其與泥缸、機頭、機口等的外摩擦阻力太大,混合料“走不動”。此時如抓一把混合料在掌心對搓會發現有較大,且硬的顆粒刮手。解決的辦法是細化顆粒級配使之符合技術要求。對較硬的原料充分陳化,使水分滲入顆粒由硬變軟;
2、機頭內壁太粗糙阻止混合料前進:此時除運行中機頭嚴重發燒外,泥條四角還會出現鋸齒裂紋。這是由于有些廠為了延長機頭使用壽命在其內壁堆焊耐磨電焊條所致。處理的辦法是用手提砂輪機把焊層表面磨光一點,減少阻力。
3、螺旋絞刀的推進面粗糙,混合料不能沿其表面滑動,只能跟著絞刀一同旋轉,造成混合料“旋轉運動多,前進運動少”。這大多是由于不恰當的堆焊耐磨電焊層所致。曾見資陽某磚廠的電焊工把一付螺旋絞刀葉片的正、背兩面都堆焊,還把絞刀軸套也滿堆滿焊,結果是“只見機器轉,不見泥條來”。正確的堆焊應該是“邊棱加強焊,付葉兩面焊,其余正面靠邊只焊50mm寬”。好鋼用在刀刃上。堆焊時應采用“之字形”運條法,或“蛇行”運條法,以求焊道較平、較寬、較平滑;
4、芯具不良阻力太大。擠出機在生產實心磚坯時比較容易,擠出泥條的速度也較快。但在同樣條件下,擠出多孔磚坯時,不僅困難較多,泥條也“走不快”了。這是因為在擠出多孔磚坯時機口和機頭里多了一套芯具,給混合料前進增加了更多的阻力。這些阻力包括芯具的支架、刀片、芯頭對泥流的迎面阻力和它們(包括芯桿)側面對泥流前進時的摩擦阻力。于是泥條“走不快了”,一旦阻力太大就更“走不動了”。因此,制作芯具時在保證強度和坯體質量的條件下大,小刀片、芯頭等的外形尺寸小一點更好。例如,在采用厚度為8~10mm的汽車廢彈簧鋼板做大刀片時寬度有50~60mm也就夠了。而用芯板(片)取代傳統的芯頭時更能大幅減少芯頭側面面積,從而減小其對流動混合料的摩擦阻力(詳見“芯具節能淺析”一文);
5、成型含水率太低,混合料太干須知水不僅是激發混合料的塑性,讓混合料顆粒相互粘合,在擠出過程中還是潤滑劑。在混合料中均勻分布的水分,不僅使其在擠出過程中,減少了混合料顆粒之間的摩擦阻力,也縮小了混合料和泥缸、機頭、機口、芯具的摩擦阻力,改善了混合料的流動性,可加快泥條擠出速度。不同性質的混合料,在不同擠出條件(硬塑或軟塑成型)都有其適宜的成型含水率,例如“粘土和軟質頁巖的成型含水率就比硬質頁巖、煤矸石高;硬塑擠出所需的成型含水率就比軟塑擠出少。生產中應經常在給擠出機供料的運輸皮帶上隨手抓一把混合料,用力捏緊幾秒鐘,手臂平舉、手掌向下,張開手掌,混合料自由落下,被跌破為幾個小塊為合適,如跌成一盤散沙,就是含水率太低了;
6、螺旋絞刀的螺旋角不對:混合料在擠出機里是被不停旋轉的絞刀葉片推向前的。螺旋絞刀的螺旋角越小,螺距越短,絞刀葉片越平,其對混合料向前的推力也越大,帶動混合料隨之回轉的力量也越小。反之,絞刀葉片更陡了,其推擠混合料前進的力變小了,而迫使混合料一同回轉的力增大了,混合料在泥缸里轉圈的時候多前進的力量少,于是泥缸發燒,泥條速度緩慢。研究認為首節螺旋絞刀的螺旋角宜為15.5°~21°較為合理。對塑性指數較高的混合料(如黏土)選用較大的螺旋角;塑性指數較低的混合料(如煤矸石)選用較小的螺旋角。硬塑擠出選用較小的螺旋角,軟塑擠出可用較大的螺旋角;
7、機頭太短:機頭也叫機脖子、“腮包”。它進料口大,連接泥缸;出泥口小,連接機口。混合料通過時被擠緊外形由圓變方進入機口。如果機頭太短則四壁陡峭對泥流的迎面阻力大,減緩泥速降低產量,加速機頭升溫。如果太長盡管四壁平順,對泥流的迎面阻力減小,但延長泥流路徑也不劃算。研究表明,機頭長度,宜為其進料口直徑(泥缸直徑)的80%左右為佳,不能小于該直徑的60%。
8、螺旋絞刀的轉速太快:混合料在泥缸里依靠不停旋轉的螺旋絞刀的葉片被推擠前進,因此,混合料在泥缸里是旋轉前進,不是直線前進。螺旋絞刀的轉速越快,混合料的旋轉運動也越多,而前進運動則銳減,太快時則“只見機器轉,不見泥條來”。筆者在上個世紀60年代曾用一臺35型擠出機,絞刀轉速60轉/分,配套電機40kw,生產煤矸石普通實心磚。開機僅幾分鐘,泥缸燙得手都不敢摸,不出泥條,電機電流超過110A。后將轉速降到38轉/分,泥缸不燙手了,泥條出來了,電機負荷電流不到70A。研究表明:不論多大的螺旋擠出機,其螺旋絞刀葉片外緣的線速度以32m/分鐘~48m/分鐘為宜。對塑性較好的混合料和形狀簡單的如實心磚坯選用較快的速度,反之,宜選用較慢的速度;
9、壓縮比太大:螺旋擠出機如果不裝機頭,推出來的是松散的混合料。裝上機頭,推出來的混合料被擠成了密實的泥團。再裝上機口擠出來的就成了更為密實而外形規范的連續的泥條。混合料在脫離泥缸進入機頭時是一個橫斷面積較大的“泥棒”,而在被擠到機口時成了橫斷面積小得多的矩形泥條。正是這個橫斷面積的變化,使混合料產生了由松散到緊密的變化。我們把混合料脫離泥缸進入機頭時的橫斷面積(即泥缸的橫斷面積)和泥條的橫斷面積的比值叫“壓縮比”。在生產實心磚坯時就這一個壓縮比,在生產多孔磚坯和空心磚坯時,扣除孔洞以后的泥流橫斷面積又比泥條的橫斷面積更小,因此,我們把泥缸的橫斷面積和泥條的橫斷面積之比叫“相對壓縮比”,而把泥缸的橫斷面積和泥流的橫斷面積之比叫“絕對壓縮比”。寫成公式就是:
泥缸的橫斷面積(cm2)除以泥條的橫斷面積(cm2)等于相對壓縮比;
泥缸的橫斷面積(cm2)除以泥流的橫斷面積(cm2)等于絕對壓縮比。
壓縮比太小,混;合料壓不緊,坯體強度太低;壓縮比太大,擠出困難,擠出時泥缸、機頭嚴重“發燒”,加大擠出能耗。以前生產黏土實心磚坯體時,軟塑擠出壓縮比僅為3~5,現在采用硬塑擠出成型多孔磚坯體和空心磚坯體時相對壓縮比可達5~6,絕對壓縮比高達8~10左右。本文前面所舉的60型擠出機擠出成型多孔磚配磚(外形尺寸200×90×90mm)單泥條時,相對壓縮比高達15.7,絕對壓縮比更高達20.9,就像影劇院散場時,只開半扇門,人在出口處擠不動能不嚴重發燒嗎?該廠次日改為擠出雙泥條KP1型多孔磚坯時相對壓縮比和絕對壓縮比分別降為5.12和6.9,其它一切未變,生產就正常了。
10、操作失誤:機器里殘存的干硬混合料沒有清除就投料開機。由于濕軟的混合料擠不動干硬的泥團,造成“堵死”,應該是先檢查,并清除完機器里的干硬混合料,才能啟動機器,并應做到:
·下班時用濕布遮蓋機口的出泥口。
·停機時間較長