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【推荐】造成螺旋挤出机的泥缸不应严重发烧原因分析实例

2023-01-16 来源:湛江农业机械网

螺旋挤出机在运行中泥缸里的混合料被螺旋绞刀不停的搅动翻滚、挤压,推向机头,经挤出机口成为尺寸规范的泥条。在这一过程中,不仅混合料颗粒之间互相摩擦,混合料还要和绞刀、泥缸、机头、机口的内壁摩擦(芯架、芯杆)都要产生热,使泥缸升温,这是不可避免的。在正常情况下,这些热量随泥条一同被挤出机口,泥缸表面虽然发热,但不烫手,这应是正常的。下面为大家介绍造成螺旋挤出机的泥缸不应严重发烧原因。

如果混合料在泥缸里翻滚、搅动的运动量大于其推向前进的运动量,必然泥条挤出速度缓慢,其所带出去的热量远远少于同一时间混合料各种摩擦所产生的热量,于是机头、泥缸迅速升温,刚挤出来的泥条“冒白烟(水蒸汽),烫得手都不敢摸”,同时电机负荷上升。如果继续运行,不仅泥条速度更慢,各处发烧更严重,电机负荷更高,直至拉断机头和泥缸的连接螺丝,挤坏螺旋绞刀叶片,甚至挤破机头都不是新鲜事。有点经验的砖瓦人常说“越是泥条速度慢泥缸越要发烧,越是泥缸发烧泥条速度就越慢”。

螺旋挤出机的泥缸不应严重发烧实例分析

曾见四川某砖厂在用60/60型挤出机生产外形尺寸为200×90×90mm,孔洞率为25%的多孔砖配砖时,泥缸严重发烧到浇点水上去立即冲起一股白烟(水蒸汽)。尽管进入挤出机的混合料“手都能捏出水来”,但挤出来的泥条极硬,导致切条机的钢丝频频切断。电机负荷严重超载,刚挤出来的坯体“硬得锄头也挖不动”。拆下机头,打开泥缸发现螺旋绞刀(首节)主叶折断,副叶也被挤弯。机头和整个泥缸里的混合料全变成了钢钎也插不进去的硬泥块。

据操作人员介绍“刚开机时,还比较正常,泥条虽然较硬,但还切得动,切坯,切条机的钢丝也不断”。很快机头、泥缸烫手了,出泥速度就慢了,泥条也越来越硬了,切条钢丝断的次数也多了,同时还不断堵真空,再继续生产时泥缸越来越发烧,泥速越来越慢泥条越来越硬,真空也越来越堵。“真不知道混合料里的水跑到那里去了?”。

笔者发现:断钢丝的两头都象针尖一样,显然是因泥条太硬,切不动,被“拉”断。进入挤出机混合料的含水率不低于20%,而挤出泥条的含水率在10%左右!混合料塑性良好,颗粒较细。泥缸、机头的内壁、绞刀叶片都十分光滑。该厂车间介绍“机器运行平稳,专门放了一碗水在泥缸背上,运行中水纹丝不动。”

由于“往泥缸上倒点冷水,立刻冲起一股白烟”说明泥缸外壳温度已超过80℃,泥缸里的温度肯定更高。混合料进入泥缸以后其所含水分因迅速升温汽化被真空泵抽走,变成了干硬的物料。在烧结砖厂,这种情况并不少见。上述只不过是一个比较典型的例子。

造成螺旋挤出机的泥缸不应严重发烧原因:

1、混合料颗粒太粗:在泥缸里移动时颗粒之间的内摩擦及其与泥缸、机头、机口等的外摩擦阻力太大,混合料“走不动”。此时如抓一把混合料在掌心对搓会发现有较大,且硬的颗粒刮手。解决的办法是细化颗粒级配使之符合技术要求。对较硬的原料充分陈化,使水分渗入颗粒由硬变软;

2、机头内壁太粗糙阻止混合料前进:此时除运行中机头严重发烧外,泥条四角还会出现锯齿裂纹。这是由于有些厂为了延长机头使用寿命在其内壁堆焊耐磨电焊条所致。处理的唯一办法是用手提砂轮机把焊层表面磨光一点,减少阻力。

3、螺旋绞刀的推进面粗糙,混合料不能沿其表面滑动,只能跟着绞刀一同旋转,造成混合料“旋转运动多,前进运动少”。这大多是由于不恰当的堆焊耐磨电焊层所致。曾见资阳某砖厂的电焊工把一付螺旋绞刀叶片的正、背两面都堆焊,还把绞刀轴套也满堆满焊,结果是“只见机器转,不见泥条来”。正确的堆焊应该是“边棱加强焊,付叶两面焊,其余正面靠边只焊50mm宽”。好钢用在刀刃上。堆焊时应采用“之字形”运条法,或“蛇行”运条法,以求焊道较平、较宽、较平滑;

4、芯具不良阻力太大。挤出机在生产实心砖坯时比较容易,挤出泥条的速度也较快。但在同样条件下,挤出多孔砖坯时,不仅困难较多,泥条也“走不快”了。这是因为在挤出多孔砖坯时机口和机头里多了一套芯具,给混合料前进增加了更多的阻力。这些阻力包括芯具的支架、刀片、芯头对泥流的迎面阻力和它们(包括芯杆)侧面对泥流前进时的摩擦阻力。于是泥条“走不快了”,一旦阻力太大就更“走不动了”。因此,制作芯具时在保证强度和坯体质量的条件下大,小刀片、芯头等的外形尺寸小一点更好。例如,在采用厚度为8~10mm的汽车废弹簧钢板做大刀片时宽度有50~60mm也就够了。而用芯板(片)取代传统的芯头时更能大幅减少芯头侧面面积,从而减小其对流动混合料的摩擦阻力(详见“芯具节能浅析”一文);

5、成型含水率太低,混合料太干须知水不仅是激发混合料的塑性,让混合料颗粒相互粘合,在挤出过程中还是润滑剂。在混合料中均匀分布的水分,不仅使其在挤出过程中,减少了混合料颗粒之间的摩擦阻力,也缩小了混合料和泥缸、机头、机口、芯具的摩擦阻力,改善了混合料的流动性,可加快泥条挤出速度。不同性质的混合料,在不同挤出条件(硬塑或软塑成型)都有其适宜的成型含水率,例如“粘土和软质页岩的成型含水率就比硬质页岩、煤矸石高;硬塑挤出所需的成型含水率就比软塑挤出少。生产中应经常在给挤出机供料的运输皮带上随手抓一把混合料,用力捏紧几秒钟,手臂平举、手掌向下,张开手掌,混合料自由落下,被跌破为几个小块为合适,如跌成一盘散沙,就是含水率太低了;

6、螺旋绞刀的螺旋角不对:混合料在挤出机里是被不停旋转的绞刀叶片推向前的。螺旋绞刀的螺旋角越小,螺距越短,绞刀叶片越平,其对混合料向前的推力也越大,带动混合料随之回转的力量也越小。反之,绞刀叶片更陡了,其推挤混合料前进的力变小了,而迫使混合料一同回转的力增大了,混合料在泥缸里转圈的时候多前进的力量少,于是泥缸发烧,泥条速度缓慢。研究认为首节螺旋绞刀的螺旋角宜为15.5°~21°较为合理。对塑性指数较高的混合料(如黏土)选用较大的螺旋角;塑性指数较低的混合料(如煤矸石)选用较小的螺旋角。硬塑挤出选用较小的螺旋角,软塑挤出可用较大的螺旋角;

7、机头太短:机头也叫机脖子、“腮包”。它进料口大,连接泥缸;出泥口小,连接机口。混合料通过时被挤紧外形由圆变方进入机口。如果机头太短则四壁陡峭对泥流的迎面阻力大,减缓泥速降低产量,加速机头升温。如果太长尽管四壁平顺,对泥流的迎面阻力减小,但延长泥流路径也不划算。研究表明,机头长度,宜为其进料口直径(泥缸直径)的80%左右为佳,不能小于该直径的60%。

8、螺旋绞刀的转速太快:混合料在泥缸里依靠不停旋转的螺旋绞刀的叶片被推挤前进,因此,混合料在泥缸里是旋转前进,不是直线前进。螺旋绞刀的转速越快,混合料的旋转运动也越多,而前进运动则锐减,太快时则“只见机器转,不见泥条来”。笔者在上个世纪60年代曾用一台35型挤出机,绞刀转速60转/分,配套电机40kw,生产煤矸石普通实心砖。开机仅几分钟,泥缸烫得手都不敢摸,不出泥条,电机电流超过110A。后将转速降到38转/分,泥缸不烫手了,泥条出来了,电机负荷电流不到70A。研究表明:不论多大的螺旋挤出机,其螺旋绞刀叶片外缘的线速度以32m/分钟~48m/分钟为宜。对塑性较好的混合料和形状简单的如实心砖坯选用较快的速度,反之,宜选用较慢的速度;

9、压缩比太大:螺旋挤出机如果不装机头,推出来的是松散的混合料。装上机头,推出来的混合料被挤成了密实的泥团。再装上机口挤出来的就成了更为密实而外形规范的连续的泥条。混合料在脱离泥缸进入机头时是一个横断面积较大的“泥棒”,而在被挤到机口时成了横断面积小得多的矩形泥条。正是这个横断面积的变化,使混合料产生了由松散到紧密的变化。我们把混合料脱离泥缸进入机头时的横断面积(即泥缸的横断面积)和泥条的横断面积的比值叫“压缩比”。在生产实心砖坯时就这一个压缩比,在生产多孔砖坯和空心砖坯时,扣除孔洞以后的泥流横断面积又比泥条的横断面积更小,因此,我们把泥缸的横断面积和泥条的横断面积之比叫“相对压缩比”,而把泥缸的横断面积和泥流的横断面积之比叫“绝对压缩比”。写成公式就是:

泥缸的横断面积(cm2)除以泥条的横断面积(cm2)等于相对压缩比;

泥缸的横断面积(cm2)除以泥流的横断面积(cm2)等于绝对压缩比。

压缩比太小,混;合料压不紧,坯体强度太低;压缩比太大,挤出困难,挤出时泥缸、机头严重“发烧”,加大挤出能耗。以前生产黏土实心砖坯体时,软塑挤出压缩比仅为3~5,现在采用硬塑挤出成型多孔砖坯体和空心砖坯体时相对压缩比可达5~6,绝对压缩比高达8~10左右。本文前面所举的60型挤出机挤出成型多孔砖配砖(外形尺寸200×90×90mm)单泥条时,相对压缩比高达15.7,绝对压缩比更高达20.9,就像影剧院散场时,只开半扇门,人在出口处挤不动能不严重发烧吗?该厂次日改为挤出双泥条KP1型多孔砖坯时相对压缩比和绝对压缩比分别降为5.12和6.9,其它一切未变,生产就正常了。

10、操作失误:机器里残存的干硬混合料没有清除就投料开机。由于湿软的混合料挤不动干硬的泥团,造成“堵死”,应该是先检查,并清除完机器里的干硬混合料,才能启动机器,并应做到:

·下班时用湿布遮盖机口的出泥口。

·停机时间较长时,应拆下机口,清洗并用湿布遮盖机头出泥口。

·停机时间3天以上时最好拆下机头、机口,并把泥缸里的余料清除干净。

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