聚丙烯造粒过程中要注意这些问题

聚丙烯造粒过程挤出造粒机组是聚丙烯由粉料转化为粒料的关键机组，粉料经过连续的熔融、混炼、均化、加压、过滤、造粒阶段形成最终的聚丙烯粒料产品。其中，在模板与切刀的密切配合下切粒机负责将熔融态树脂切削成颗粒状产品。停车期间切粒机与模板处于分离状态，开车时切粒机根据设定的程序，切粒小车前进至模板处，通过机械锁实现切粒水室与模板的锁定并密封，切刀轴前进使刀刃与模板造粒孔贴合，通过电机驱动切刀轴旋转实现切削造粒。切削的聚丙烯颗粒经切粒水冷却后输送至下游进行脱水干燥。然而在聚丙烯装置挤压造粒机组运行过程中，切粒机频繁出现退刀停车故障，严重影响生产效率与产品质量。因此，急需找到切粒机退刀停车故障的原因并制定解决措施，以保证机组的连续稳定运行。存在的问题挤出造粒机组开车时和正常生产过程中频繁出现退刀，造成切粒机高扭矩连锁停车。根据记录，挤出机开车时最多经历过8次退刀高扭转连锁停车，第9次才开车成功；正常生产期间半个月内退刀高扭矩连锁停车次数高达10次，严重影响生产的连续性和稳定性。故障原因分析通过对切粒机开车时和正常生产过程中出现的退刀造成高扭矩连锁停车现象进行分析，可以从切刀模板使用情况、切粒机与模板对中、切粒机刀压调整、模板及切粒水温度调整、液压油系统运行稳定性等方面进行故障排查，并提出解决方案。切刀与模板贴合不良造成退刀对切粒机运行过程中的切刀进行受力分析，切刀以悬臂的姿态工作，主要承受与切刀直接接触的4种物质产生的作用力，分别为：a.刀盘受切刀轴的作用力对切刀产生向模板方向的压力，电机驱动切刀轴和刀盘向切刀施加圆周方向的扭力，也是切刀能切削树脂的驱动力；b.经熔融泵加压的树脂通过模板造粒孔对切刀产生轴向的阻力，以及树脂在切刀圆周方向产生的切削阻力；c.模板造粒带对切刀产生轴向阻力，以及切刀在造粒带上贴合运行产生圆周方向的摩擦阻力；d.由于切刀前刀面为斜面，因此切刀旋转运动过程中，切粒水会对切刀产生圆周方向的阻力，以及向模板方向的压力。在这4种力的共同作用下，当轴向阻力大于轴向压力时，就会造成切粒机退刀；当圆周方向的阻力大于电机输出扭矩保护值时，就会造成电机过扭矩连锁停车。切刀与模板刃口不锋利当切刀与模板造粒孔刃口不锋利时，会使得树脂无法顺利切断，切刀切削阻力增大，进而出现垫刀、退刀和高扭矩连锁停车的情况。但在该情况下，粒料产品中首先会出现拖尾料。根据检查情况可见，颗粒中未发生拖尾现象，停车检查模板出料孔刃口和切刀刃口均平整锋利。在开车不成功的情况下，还启动磨刀程序进行磨刀，更换切刀也未能解决退刀的问题。因此切刀与模板造粒孔刃口不锋利问题可以排除。切粒机与模板对中不良切粒机使用的刀盘为挠性刀盘，其装刀面的挠度为0.05～0.50mm。切粒机轴与模板对中要求不大于0.20mm，若机组在运行过程中因基础沉降或在安装时对中不良，超出挠性刀盘补偿能力，则可能造成切刀刀刃与模板造粒孔间存在间隙，进而导致垫刀、退刀和高扭矩连锁停车的情况。停车后复查测量，挠性刀盘装刀面的最大挠度为0.48mm，复查对中，切粒机轴与模板对中偏差为0.02mm，均满足设计使用要求，因此切粒机与模板对中不良问题可以排除。切粒机刀压设置不合理切粒机配套有液压油系统，液压油通过液压油缸实现切刀轴进刀、退刀，正常生产期间进刀压、退刀压分别作用在液压油缸活塞两端，进刀压需克服退刀压、刀轴自身阻力、模板造粒孔排出树脂阻力，使切刀刃口与模板造粒带均匀贴合，以保证切出的树脂颗粒大小均匀、刀刃磨损整齐。

机组负荷稳定的情况下，刀轴自身阻力、模板造粒孔排出树脂阻力处于稳定状态，此时若进刀压与退刀压之间压差过高，则会导致切刀刀根磨损严重，刀尖部分与模板造粒带产生间隙，进而出现垫刀、退刀和高扭矩连锁停车情况。

若进刀压与退刀压之间压差过低，则会导致切刀刀尖磨损严重，刀根部与模板造粒带产生间隙，进而出现垫刀、退刀和高扭矩连锁停车情况。

经过多次试车，当进刀压与退刀压压差为1.64MPa时，切出的树脂颗粒均匀度、刀刃平整度处于最优状态。故以该压差为基准，通过计算获得最优的进刀压和退刀压。即在保障切出的树脂颗粒均匀度、刀刃平整度最优的前提下，降低了进、退刀压，提升了切刀抗模板造粒孔排出树脂的冲击能力，提升了切粒机运行稳定性，减少了切粒机退刀情况的发生。据此可以判断出，刀压设置不合理可能是导致退刀的原因。模板及切粒水温度调整不合理造成退刀在熔融泵加压推力作用下，树脂被压进造粒模板的进料腔，通过模板导热油加热流道对其进行再次加热，并从模板造粒孔挤出进入切粒水腔室。在切粒水和低压切粒水腔室环境的共同作用下，树脂迅速膨胀，表面固化。挤出造粒孔的部分，被旋转的切刀（动刀）和模板造粒带出料孔端面（定刀）切断成型，完成造粒。在此过程中，若模板和切粒水温度过低，会造成树脂颗粒小和碎屑多的问题，影响产品质量和产能；若模板和切粒水温度过高，则会使树脂从模板造粒孔过快流出，切粒水不能完全将树脂表面固化，造成切刀切粒困难，出现垫刀、退刀和高扭矩连锁停车的情况。通过对不同牌号产品进行熔点检测发现，产品之间的熔点差异较大。将生产过程中较少发生退刀停车故障与频繁发生退刀停车故障时所生产的产品进行比较，发现后者比前者的熔点低20℃左右。相应的模板和切粒水设定温度并没有成比例的跟随调整，因此模板和切粒水温度调整不合理可能是造成退刀的原因。液压油系统运行不稳定造成退刀切粒机配套有液压油系统，液压油通过液压油缸实现切刀轴进刀、退刀，若运行过程中液压油系统不能提供稳定的液压油压力，会导致切粒机切刀轴受力不稳定，进而造成垫刀、退刀和高扭矩连锁停车等情况。通过对切粒机液压油系统油路进行梳理研究，并结合开车时设定的进刀、退刀压发现，控制退刀压的溢流阀整定压力为3MPa，与设定的退刀压相同。根据溢流阀结构原理，其整定压力是通过调节弹簧压缩量实现的，当设定压力处于溢流