內(nèi)襯層外復(fù)合擠出壓延生產(chǎn)線冷卻系統(tǒng)改造及卷取溫度控制的探討

吳迪，劉純忠，劉寒

(四川凱力威科技股份有限公司, 四川 簡陽 641400)

內(nèi)襯層外復(fù)合擠出壓延生產(chǎn)線冷卻系統(tǒng)改造及卷取溫度控制的探討

吳迪，劉純忠，劉寒

(四川凱力威科技股份有限公司, 四川 簡陽 641400)

通過對(duì)四川凱力威科技股份有限公司實(shí)際在用的一臺(tái)內(nèi)襯層外復(fù)合擠出壓延生產(chǎn)線運(yùn)行中生產(chǎn)速度控制、卷取溫度工藝指標(biāo)不達(dá)標(biāo)等問題進(jìn)行分析，提出并具體實(shí)施了的改造措施進(jìn)行總結(jié)，并探討實(shí)際運(yùn)行中通過控制生產(chǎn)線速度和增加冷卻制冷量控制卷取溫度的措施。

內(nèi)襯層生產(chǎn)線；冷卻系統(tǒng) ；生產(chǎn)線速度控制 ；卷取溫度

內(nèi)襯層外復(fù)合擠出壓延生產(chǎn)線在實(shí)際運(yùn)行過程中，以聯(lián)動(dòng)線速度14 m/min運(yùn)行時(shí)，大規(guī)格膠片卷取溫度工藝參數(shù)波動(dòng)不達(dá)標(biāo)，不能滿足工藝質(zhì)量要求，造成產(chǎn)品質(zhì)量隱患。四川凱力威科技股份有限公司（以下簡稱“公司”）于2011年投用1臺(tái)內(nèi)襯層外復(fù)合擠出壓延生產(chǎn)線。由于前期生產(chǎn)負(fù)荷低，聯(lián)動(dòng)線生產(chǎn)速度低，卷取溫度滿足工藝質(zhì)量要求，至2016年度公司產(chǎn)品產(chǎn)量提高，生產(chǎn)效率與工藝質(zhì)量指標(biāo)發(fā)生矛盾沖突。現(xiàn)就該現(xiàn)象進(jìn)行簡單分析并為保證工藝參數(shù)達(dá)標(biāo)及生產(chǎn)效率提高提出運(yùn)行管理、裝備管理及技術(shù)改造等措施進(jìn)行探討，以供輪胎企業(yè)參考。

1 內(nèi)襯層外復(fù)合擠出壓延生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)及問題分析

公司選用的內(nèi)襯層外復(fù)合擠出壓延生產(chǎn)線，主要技術(shù)參數(shù)為：生產(chǎn)線工作寬度1 200 mm，生產(chǎn)線線速度3～30 m/min，生產(chǎn)制品寬度max1 050 mm/min400 mm，單層制品厚度0.5～6.0 mm，復(fù)合制品厚度1～12 mm，卷取前制品溫度≤室溫加3℃,且≤40℃，生產(chǎn)速度為內(nèi)襯層制品復(fù)合生產(chǎn)速度≥12 m/min(制品規(guī)格11.00R20)，排膠溫度≤110℃；氣密層制品擠出生產(chǎn)速度≥15 m/min(制品規(guī)格11.00R20)，排膠溫度≤110℃；隔離膠片及包邊膠片用的工作速度≥22 m/ min，最大擠出能力（未修邊）：2×1 700 kg/h。生產(chǎn)線組成主要為：Φ200×16D和Φ250×16D銷釘冷喂料擠出機(jī)組（可移動(dòng)式底座）各1臺(tái)，1 050 mm膠片寬幅擠出機(jī)頭2套，Φ400×1 300 mm兩輥壓延機(jī)（帶軸交叉）2臺(tái)，擠出機(jī)自動(dòng)喂料機(jī)2臺(tái)，冷卻輸送裝置1套，電氣控制系統(tǒng)1套。冷卻輸送裝置（冷卻線長度大于110 m），鋼架式結(jié)構(gòu)，輸送帶為水平三層，在其兩側(cè)有通道及樓梯，采用塑料模塊鏈?zhǔn)絺魉蛶В珹C變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，冷卻吹風(fēng)風(fēng)嘴安裝在輸送帶之間，采用多組制冷風(fēng)機(jī)，冷凍機(jī)組制冷量115 kW，冷卻后制品溫度：室溫加3℃(不高于40℃),具體結(jié)構(gòu)見圖1。

內(nèi)襯層外復(fù)合擠出壓延生產(chǎn)線在2011年2月開始運(yùn)行后，生產(chǎn)線速度＜10 m/min，卷取溫度＜40℃,滿足工藝質(zhì)量要求。至2016年4月，生產(chǎn)線速度提高至14 m/min，大規(guī)格產(chǎn)品卷取溫度不達(dá)標(biāo)＞40℃，工藝參數(shù)運(yùn)行記錄見圖2。

圖1 內(nèi)襯層外復(fù)合擠出壓延生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)簡圖

圖2 生產(chǎn)線速度提高至14 m/min內(nèi)襯層自檢記錄

2016年5月，隨著氣溫及環(huán)境溫度的升高，困擾公司的內(nèi)襯層卷取溫度不達(dá)標(biāo)的問題再次出現(xiàn)，造成了公司的產(chǎn)品質(zhì)量隱患，且夏季到來時(shí)環(huán)境溫度繼續(xù)增加，大規(guī)格產(chǎn)品工藝指標(biāo)不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象出現(xiàn)的更加頻繁。

針對(duì)設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀，為解決上述問題，選擇大規(guī)格產(chǎn)品進(jìn)行了內(nèi)襯層生產(chǎn)速度理論值計(jì)算，指導(dǎo)生產(chǎn)車間控制生產(chǎn)速度。查找公司工藝施工表，得出已知參數(shù)：大規(guī)格內(nèi)襯層12.00膠片尺寸770 mm×7.6 mm，385膠片尺寸830 mm×6.2 mm。出膠溫度≤110℃，進(jìn)入室內(nèi)冷卻段前溫度約95℃，收膠溫度≤40℃，最大溫度差 ΔT=55℃。安全系數(shù)取值S=1，查比熱容表得知膠料的比熱容C=1 700 J/(kg.℃)，查密度表得膠料密度取值1.2×103kg/m3。冷凍機(jī)組功率Q=115 kW=1.15×105J/S理論計(jì)算中設(shè)生產(chǎn)速度為d m/min，單位換算為1 J/S=1 W。

（1）12.00規(guī)格膠片計(jì)算

膠料重量W=d m/min×0.77 m×0.007 6 m×1.2×103kg/m3

=7 kg/m×d m/min

制冷量Q=W×C×ΔT×S

Q=7 kg/m×d m/min×1 700 J/(kg.℃)×55℃×1

=6.5×105J/m×d m/min

d=1.15×105×60/6.5×105=10.6 m/min

理論計(jì)算中未考慮散熱損失、換熱時(shí)間是否充分等實(shí)際影響，建議12.00規(guī)格膠片生產(chǎn)速度控制在＜10 m/min。

（2）385規(guī)格膠片計(jì)算：

膠料重量W=d m/min×0.83 m×0.006 2 m×1.2 ×103kg/m3

=6.2 kg/m×d m/min

制冷量Q=W×C×ΔT×S

Q=6.2 kg/m×d m/min×1 700 J/(kg.℃)×55℃×1

=5.8×105J/m×d m/min

d=1.15×105×60/5.8×105=11.8 m/min

理論計(jì)算中未考慮散熱損失、換熱時(shí)間是否充分等實(shí)際影響，建議385規(guī)格膠片生產(chǎn)速度控制在＜11m/min。

（3）以技術(shù)協(xié)議11.00R20規(guī)格膠片相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算校核。11.00R20規(guī)格膠片尺寸700 mm×7 mm，生產(chǎn)速度12 m/min。

11.00 R20規(guī)格膠片計(jì)算：

膠料重量W=d m/min×0.70 m×0.007 0 m×1.2×103kg/m3

=5.88 kg/m×d m/min

制冷量Q=W×C×ΔT×S Q=5.88 kg/m×d m/min×1 700 J/(kg.℃)×55℃×1 =5.5×105J/m×d m/min

d=1.15×105×60/5.5×105=12.5 m/min

理論計(jì)算中未考慮散熱損失、換熱時(shí)間是否充分等實(shí)際影響，建議11.00R20規(guī)格膠片生產(chǎn)速度控制在12 m/min。理論計(jì)算結(jié)果與設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)相符合。

因此，指導(dǎo)車間按照如下生產(chǎn)線速度進(jìn)行生產(chǎn)：12.00規(guī)格膠片生產(chǎn)速度控制在＜10 m/min，385規(guī)格膠片生產(chǎn)速度控制在＜11 m/min，11.00R20規(guī)格膠片生產(chǎn)速度控制在12 m/min。實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中卷取溫度達(dá)標(biāo)＜40℃，滿足工藝質(zhì)量要求。

2 解決措施

根據(jù)以上分析，要徹底解決卷取溫度不達(dá)標(biāo)的問題，并且生產(chǎn)效率提高至14 m/min滿足生產(chǎn)產(chǎn)量需要，就要從根本上解決設(shè)備制冷量不足的問題。

根據(jù)冷喂料擠出機(jī)的產(chǎn)能及準(zhǔn)備車間現(xiàn)有人員配置情況，為提高生產(chǎn)效率，將大規(guī)格內(nèi)襯層生產(chǎn)速度由10 m/min提高至14 m/min，制冷量增加量理論計(jì)算

（1）大規(guī)格內(nèi)襯層12.00膠片尺寸770 mm×7.6 mm進(jìn)行計(jì)算。

膠料重量W=14 m/min×0.77 m×0.007 6 m×1.2 ×103kg/m3

=98.3 kg /min

制冷量Q=W×C×ΔT×S

Q=98.3 kg /min×1 700 J/(kg.℃)×55℃×1 =153.2 kW

（2）與技術(shù)部門進(jìn)行溝通，從前瞻性出發(fā)，其后期設(shè)計(jì)中內(nèi)襯層12.00膠片尺寸厚度最大可達(dá)8 mm ，即以膠片尺寸770 mm×8 mm進(jìn)行計(jì)算。

膠料重量W=14 m/min×0.77 m×0.008 m×1.2 ×103kg/m3

=103.5 kg /min

制冷量Q=W×C×ΔT×S

Q=103.5 kg /min×1 700 J/(kg.℃)×55℃×1 =161.3 kW

理論計(jì)算中未考慮散熱損失、換熱時(shí)間是否充分等實(shí)際影響。因此，為保證內(nèi)襯層12.00膠片（尺寸770 mm×8 mm）以14 m/min的速度進(jìn)行生產(chǎn)且滿足工藝要求，需要增加45 kW的制冷量。

2016年6月內(nèi)襯層外復(fù)合擠出壓延生產(chǎn)線進(jìn)行冷卻系統(tǒng)改造，新增3臺(tái)5P空調(diào)，滿足生產(chǎn)制冷量的需要，生產(chǎn)過程中卷取溫度＜40℃，完全滿足生產(chǎn)及工藝質(zhì)量需要。工藝參數(shù)運(yùn)行記錄見圖3。

圖3 冷卻系統(tǒng)改造后內(nèi)襯層自檢記錄

3 結(jié)束語

通過對(duì)以上事例的問題分析、措施采取、實(shí)際運(yùn)行的探討，為了保證內(nèi)襯層制品的工藝參數(shù)達(dá)標(biāo)及生產(chǎn)效率的提高，選型、運(yùn)行、生產(chǎn)、裝備管理時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

（1）內(nèi)襯層外復(fù)合擠出壓延生產(chǎn)線冷卻系統(tǒng)制冷量選擇時(shí)應(yīng)以最大規(guī)格產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)算選擇，避免出現(xiàn)大規(guī)格內(nèi)襯層生產(chǎn)中卷取溫度不達(dá)標(biāo)的問題，用戶選型時(shí)應(yīng)特別注意。

（2）內(nèi)襯層外復(fù)合擠出壓延生產(chǎn)線運(yùn)行時(shí)，可以通過控制生產(chǎn)線速度滿足工藝質(zhì)量指標(biāo)。

（3）為提高產(chǎn)能及生產(chǎn)效率，降低運(yùn)行成本，可以通過提高冷卻系統(tǒng)制冷量的方法提高生產(chǎn)線速度，并滿足工藝質(zhì)量指標(biāo)。

（4）裝備管理應(yīng)根據(jù)工廠實(shí)際，積極推行預(yù)檢預(yù)修及設(shè)備改造。

[1] 翁史烈.熱能與動(dòng)力工程基礎(chǔ).北京：高等教育出版社,2004.

[2] 張學(xué)學(xué)，李桂馥.熱工基礎(chǔ). 北京：高等教育出版社,2000.

Discussion on the outer lining of composite extrusion and calending line modification of cooling system in the production line of wind up temperature control

Discussion on the outer lining of composite extrusion and calending line modifi cation of cooling system in the production line of wind up temperature control

Wu Di , Liu Chunzhong, Liu Han
(Sichuan Kalevei Technology Co.LTD., Jianyang 641400, Sichuan, China)

Through of Sichuan Kalevei technology Co.，LTD. actual used a lining layer in composite extrusion calendering production line operation in production speed control, coiling temperature process indicators are not compliance issues analysis proposed and specifi c implementation of the reform measures are summarized, and discuss the actual operation by controlling the speed of the production line and increase the cooling capacity of the cooling control volume temperature measures.

lining layer production line; cooling system; production line speed control; coiling temperature.

TQ330.44

1009-797X(2016)21-0043-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.21.008

(R-01)

吳迪（1987-)，男，工程師，畢業(yè)于成都理工大學(xué)核工程與核技術(shù)專業(yè)。

2016-08-19