螺杆挤出机温度控制.docx

挤出温度控制主要有温度设定、 控制和调整三个部分构成 设定温度是控制 温 度的依据和基准 , 调整温度是对设定温度的修正和完善2.1 温度设定设定温度的目的是为了控制物料挤出成型过程 ,始终在熔融温度与分解温度 区间 (即160 180C )进行要正确设定温度，则需充分考虑制约物料成型温度的 相关因 素1) 配方组分、 剂量和原料质量 据文献介绍和生产实践验证 , 不同配方或同 —配方不同厂家生产的物料(PVC CPE热稳定剂等)，挤出成型温度往往有很大差异，有 的达10C左右，这一点在没有实验条件或生产经验的情况下，是不可预知的只有通 过生产实践 ， 依据塑料型坯的质量 ， 适时调整设定温度 开始设定温 度时不易过高 ， 应从低向高逐步调整2) 塑料挤出亦是—个能量守恒的过程单位体积的固体转化为熔体所需的 总能 量相对是恒定的 ， 物料的输送速率基本上平衡于物料的熔化速率因受口模 物料流速 和定型模冷却条件的限制 ， 不同规格的异型材单位时间挤出量差异亦很 大因物料输 送速率不同 ， 物料熔融所需热量亦不同对于单螺杆挤出机或双螺 杆挤出机没有内热 存在的加热区域 ， 即机头、大小过渡段、口模等部位 ，生产大规 格型材时 ， 设定温度 宜高—些 ;生产小规格异型材 ，设定温度宜低—些。

对于双螺 杆挤出机有内热存在的 加热区域 ， 由于内热的作用 ， 挤出速率反过来又直接影响 物料的熔融速率 设定温 度应视该段物料的形态、 承受温度程度及对热量的需求 情况而定3) 塑料挤出需经历—定时间历程 在这—历程的不同阶段 ， 由物料的加工特 性和挤出机职能所决定 ， 不同形态的物料承温情况和对热量的需求有所不同要 正确 设定温度亦有必要深入了解物料在挤出不同阶段的形态、 承受温度程度及对 热量的 需求情况双螺杆挤出机温控系统由 10个温控点组成依据物料在挤出过程各个阶段 的形 态、承受温度程度及对热量的需求情况 ，可将 1 0个温控点归纳为加温、恒温、 保温 三个区域其中加温与恒温区主要在挤出机内 ， 以排气孔为界划分为两个相 对独立又 互为关联的部分 ; 保温区主要由机头、大小过渡段、口模部分构成加温区由送料段、 压缩段两温控点组成 由于物料由室温状态经给料机螺杆 输 送给挤出机送料段螺杆 ， 距物料熔融温度温差较大 ， 同时物料经压缩段螺杆将 通过排 气孔 ， 挤出要求物料在该区域内完成由固体向熔体的转化过程 ， 并紧紧包 覆于螺槽表 面 , 方不致从排气孔排出或阻塞排气孔。

因此物料在加温区域需要的 热量较大 , 送料 段、压缩段的温度宜设定的高一些 值得注意的是 , 如送料段温度 设定过高 , 由于 距离料斗与挤出机扭矩分配器较近 , 易导致物料在料斗内架桥 , 扭 矩分配器齿轮受热 变形及加速磨损 , 故送料段温度设定还应视料斗冷却情况和扭 矩分配器油温而定（一 般以油温W 60C为宜）恒温区由熔融段和计量段两温控点组成 物料经过加温区后已基本呈熔体状 态, 但温度不甚均匀 , 且并未完全塑化 ,还须进一步恒温并完全塑化 , 同时随螺杆 容积减 少 , 在机头均布盘 （ 亦称过滤盘、导流盘 ） 阻力作用下 , 物料粘度、密实度进 一步提 高 , 单位体积物料量增加，为保证物料温度，因此该区域物料还需一定热 量；但该区 双螺杆对物料剪切和压延作用所转化的内热 ,往往又超过了物料的需 求,故熔融段和计 量段温度的设定应注意 :在挤出机开机前升温时 ,温度设定略高 一些,以利于螺筒恒 温 ;开机正常后要适当降低 ,以防物料降解保温区由机头、 过渡段、 口模等温控点组成 物料经过恒温区后已完全呈熔 体状态, 进入保温区将由螺旋运动改变为匀速直线运动 ,并通过均布盘。

过渡段和 口 模建立熔体压力 ,使之温度、应力、粘度、密实度和流速更趋均匀 , 为顺利地从 口模 挤出做最后的准备由于改变运动方向 , 建立熔体压力需牺牲一定的热量为 代价同 时在该区域，内热已不复存在 , 故仍需要一定外热做补充该区域温度 设定一般应高 于前两个区域设定的温度 , 口模处的温度还应依据型材截面结构进 行设定截面复杂 或壁厚部位 , 温度设定应高一些 ;截面简单或壁薄部位 , 温度设 定应低一些 ; 截面对 称或壁厚均匀部位 , 温度设定应基本一致2.2 温度控制塑料异型材挤出温度控制主要是围绕着设定温度进行的 由于锥形双螺杆挤 出 机具有温度自控和手动冷却控制职能 ,一般生产状态对所设定的温度实施自动 控制即 可当某段温控点温度跑高 ,自动控制失效 ,采用手动冷却控制也可将显示 温度控制 在设定温度界线之内在挤出温度控制时必须明确两个基本概念其一 , 挤出机设定温度所控制的 各个 温控点显示温度仅仅是螺筒、机头及口模的温度 , 并非物料的实际温度物 料温度与显示温度在不同加热工况下存在不同的对应关系 即当螺筒、 机头、口 模 等温控点外加热器加热时 , 物料温度实际上低于显示温度 ;当螺筒、机头、口模 等温 控点外加热器停止加热时 , 物料温度则可能等于或高于显示温度。

锥形双螺 杆挤出机 有两个热源 : ①外电加热器 ; ②双螺杆对物料剪切与压延作用转化的内 热由于反映显示温度的测温点与外加热器和物料之间存在一定距离 , 故三者之 间亦存在一定的温 度梯度 （即温差） 从挤出加温、 恒温、保温三个区域供热情况 分析（图 2）可 知,加热区既存在外加热 ,又存在内加热 ,为双向导热 ,显示温度基 本上等同于物料温 度 ; 恒温区在显示温度未达到设定温度值时 , 亦是双向导热 ; 显 示温度超越设定温度值 时 , 热量开始由内向外传递 , 可称之为逆向导热 , 显示温度 则可能低于物料温度 ; 保 温区由于内热不复存在 , 热量又开始由外向内传递 , 亦称 之为正向导热 ,显示温度则 高于物料温度 其二,双螺杆对物料的剪切与压延作用 所转化的内热并不受自动温控 系统的约束与支配通过挤出实践可以发现 , 在塑料异型材挤出时 ,不存在内热的机头 , 过渡段和口模部位温控点显示温度一般比 较稳 定 , 基本上可控制在设定温度的范围内 ; 有内热存在的挤出机内各段温控点 显示温度 随挤出量增减往往波动很大 , 有时远远偏离设定温度的控制界线例如 要提高挤出 量 , 送料段物料对热量需求增大 , 因挤出速度提高所增加的内热不足 于平衡物料在该 段停留时间缩短所减少的热量 ,虽然外加热器一直工作 ,但显示 温度仍低于设定温 度 ; 熔融段和计量段的物料由于已完全转化为粘流态 , 所需热 量有限 , 并由挤出速度 提高所增加的内热超过物料在该段停留时间缩短所减少的 热量, 虽然外加热器停止加 热 , 但显示温度仍高于设定温度。

鉴于挤出温度控制的主体是物料温度 , 明确了物料温度、显示温度与设定温 度在 不同挤出工况下的对应关系 , 也就明确了设定和控制挤出温度的依据和基 准诸如提 高加温区设定温度可充分发挥外加热器作用 ,有助于迅速提高物料温 度;降低恒温区设 定温度可适时切断外加热源 , 避免内热和外热叠加作用 ,尽可能 阻止物料温度持续跑 高 ; 提高保温区设定温度 , 可借助外热源 , 维持物料在最佳塑 化状态挤出 , 以得到高强 度塑料异型材型坯 应该指出 ,在设定温度时虽然已考虑 到内热的作用与影响 , 降低 恒温区设定温度 ,但也仅可使该部位物料达到设定温 度适时切断外热 ,而不能制止因 挤出速度提高所增加的内热 挤出实践证明 ,有内 热存在的挤出机内各段物料温度与 挤出量直接相关 , 降低与提高给料与挤出速度 不仅决定着挤出产量，而且是控制挤出温度不可缺少的必要手段但在采用加料 与挤 出速度控制挤出温度时，还应明确，即使熔融段，计量段显示温度偏离设定温 度,但 仍小于180C时,说明该段物料温度仍在熔融温度与分解温度区间，亦属正常只有 当显示温度接近180C，采用手动冷却控制无效时，才有必要降低给料与挤出速度进行 温度控制。

同时由于双螺杆挤出机有强制给料的特点 ， 挤出量是由加料速度所决定的，加料速度和挤出速度亦存在相应的匹配关系 ，提高或降低加 料 和挤出速度应同步进行其相互调整的幅度应视加料孔内物料在螺槽内的充斥 量而定, 一般应控制物料在螺槽内2/ 3 高度为宜过高则会产生挤出机过载或加 料孔、排气 孔冒料现象；过低则易导致双螺杆非正常磨损另外调整加料与挤出 速度时还应密切 观察主机电流变化，物料塑化好时，一般电流较低主机电流变化 是判断挤出温度控 制是否适当的一个重要依据2.3 温度调整如果挤出温度控制适当，设定温度正确与否直接决定了挤出塑料型坯的质 量 挤出塑料型坯的质量反过来又是对设定温度正确与否的检验 由于挤出控制 温度是挤出生产前设定的，其设定温度正确与否又受配方组分、剂量和原料质量 以及 挤出机工艺条件的制约和影响 新建企业或生产经验、技术水平不甚高的操 作人 员，在开机设定温度时，难免出现这样或那样的偏差，因此有必要在生产过程 中通 过对挤出塑料型坯存在的质量缺陷进行系统对应分析检验，适时调整所设定 的温度序号型坏质量缺陷特征原 因调整对策1型坯外观颜色泛黄机头、过渡段、□模温度偏咼降低机头、过渡段、□模 温 度2型坯外观颜色发暗机头、过渡段、□模温度偏低提高机头、过渡段、□模温 度3型坯内筋弯曲，内壁发 泡或截面呈气孔状，脱离 □模即下垂计量段或熔融段温度跑高，原料含 水量超标，未开启真空排气降低计量段或熔融段温度或 降低挤出速度；更换混合 料，开启真空排气4型坯切片粗糙，脱离口 模3 5cm仍坚挺不下垂计量或熔融温度过低提高计量段或熔融段温度5型坯切□宽度或厚度不 均•…□模设定温度不当，□模装配不 当调整□模温度，检杳重新装.配□模 附表挤出型坯质量缺陷特征、原因与温度调整对策挤出塑料型坯质量大致可分为外观质量和内在质量。

挤出质量良好的塑料型— 坯主要特征是 :外观光滑,颜色纯正呈乳白色 ,切片结晶细腻 ,切口平齐规整 ,宽度 均 匀由挤出机挤出后，脱离□模3 5cm自然下垂当设定或控制温度过高时，挤出 塑料型坯颜色泛黄、内筋弯曲、内壁发泡或横截面上呈气孔状 , 由挤出机挤 出后脱离 □模即软弱下垂；温度过低或加温不均匀时，挤出塑料型坯颜色发暗无光泽，切□结 晶粗糙，切□宽度与壁厚不均，脱离□模3 5cm后,仍坚挺不下垂，或即向一侧弯 曲经笔者几年挤出实践与统计资料表明 :型坯的外观质量一般是由机头、过渡 段、 口模等部位温度设定控制不当所致 ;型坯内在质量一般是由挤出机内各段温 度设定控 制不当或物料实际温度跑高失控造成的 因此在实际操作时应有的放矢 地适时对设 定温度进行调整 具体调整方法见附表 , 直至挤出型坯达到标准为止 且忌盲目或 大幅度调整 , 致使挤出生产工况恶化如调整无效或因温度超高导致 型坯出现黄线 , 经反复切片挤压处理仍不好转时 ,说明口模或机头流道内已发生 “糊料”,应即时停 止加料 ,减速,改用清洗料进行清洗 , 直至口模清洗料内无糊料 杂质为止如清洗仍 无效 , 应停机 , 拆除 ,分解口模 , 对机头和口模进行认真检查和 清理。

如确诊糊料是 由挤出机熔融段或计量段物料温度失控所致 ,还须拆除挤出 机螺杆 ,检查、清理机筒 和螺杆3 由挤出温度控制引出的高速挤出问题要实现高速挤出 , 若不解决现有国产挤出机因提高挤出速度导致的送料段温 度偏 低与熔融段、 计量段温度跑高问题 , 仅采用高速模具 ,则只能提高小规格或辅 助型 材的单位产量 , 对大规格型材产量提高是难于奏效的高速挤出模具问题解 决之后 , 真正制约挤出产量进一步提高的是挤出机螺杆结构 , 换热形式与。