色母料是一種高濃縮、高效能的顏色配制品,通過雙螺桿擠出機(jī)把超常量的顏料均勻配混后載附于樹脂之中而制得的聚合物的復(fù)合物,毫無疑問,雙螺桿擠出機(jī)是色母粒加工的選擇。
01、多項(xiàng)性能的優(yōu)化
雙螺桿擠出機(jī)吃料能力更高,可加入更多的物料,即物料在螺桿內(nèi)的填充率大幅提高,如圖1所示,可用h表示物料層的厚度,物料越厚代表填充率越高,產(chǎn)量越大;v代表螺桿轉(zhuǎn)速;在螺桿轉(zhuǎn)速不變、剪切率r因h變大而降低,從而降低了螺桿對(duì)物料的剪切率,物料在螺桿向前推進(jìn)過程中,越接近外圓,線速度越高,剪切力越強(qiáng),物料填充率越高物料才會(huì)越接近小圓,剪切率才會(huì)降低,同時(shí)因?yàn)槲锪咸畛渎瘦^高,螺桿和筒體之間的金屬摩擦幾率降低。實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品能耗更低、產(chǎn)品質(zhì)量更高、設(shè)備壽命更長、穩(wěn)定性更好。
02、螺桿表面潤滑性的優(yōu)化
在物料擠出過程中,若終產(chǎn)品對(duì)雜質(zhì)殘留要求較高的情況下(如膜類、XLPE電纜),螺桿在使用過一段時(shí)間后需要將螺桿抽出來進(jìn)行表面清洗,以防止物料碳化粘結(jié)在螺桿表面,尤其是在色母粒作業(yè)過程中,還經(jīng)常需要切換不同顏色,快速置換原料。針對(duì)這一類需求,一種螺桿表面噴涂耐磨潤滑層的配方設(shè)計(jì):元件表面硬度達(dá)到HV3500、顏色為黑灰、涂層厚度4.0-6.0(UM)、工作溫度900℃、摩擦系數(shù)0.3。提高表面硬度的同時(shí),還保持著良好的涂層韌性、附著力及潤滑性。
03、筒體的優(yōu)化設(shè)計(jì)與加工工藝的進(jìn)步
多年來雙螺桿擠出機(jī)筒體以C型襯套結(jié)構(gòu)和整體襯套結(jié)構(gòu)為主,來適應(yīng)多種聚合物的配方作業(yè);在色母作業(yè)過程中,因需要經(jīng)常切換物料,筒體內(nèi)的接縫會(huì)導(dǎo)致不同顏色的交叉污染。
04、有效能耗降低
一種全新的筒體冷卻和加熱結(jié)構(gòu),筒體采用全新的徑向冷卻水道設(shè)計(jì),并使用進(jìn)口的加熱元件,在提高溫控效率的同時(shí)也減少了筒體的溫差分布和熱變形,避免由此產(chǎn)生的局部剪切熱和硬件磨損,提高了設(shè)備和零件的使用壽命。
參考測(cè)試數(shù)據(jù):設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)使用工況(絕大部分常規(guī)物料的改性作業(yè)):加料段1~3區(qū)70~80%的時(shí)間都是在滿負(fù)載加熱狀態(tài),4~機(jī)頭20~30%的時(shí)間在加熱;按照上述工況計(jì)算:HK53,長徑比44,按照前3節(jié)筒體80%的加熱時(shí)間,后7節(jié)30%的加熱時(shí)間計(jì)算,年開機(jī)5000小時(shí)計(jì)算:
傳統(tǒng)全鑄銅加熱器:
4.2x3x0.8x5000+4.2x7x0.3x5000=94500kwh;
新型加熱棒:
2.8x3x0.8x5000+2.8x7x0.3x5000=63000kWh;
94500-63000=31500度,
全年節(jié)約電耗31500度;
節(jié)能約33%。