芯塊成型工藝技術改進

潘彬

（中核北方核燃料元件有限公司，內蒙古 包頭014035）

1 引言

制粒成型生產線是將化工制備的粉末經過單錐混料、預壓制粒、雙錐混料、壓制成型等工序，制成滿足一定尺寸、形狀、密度和強度等技術要求的生坯[1]。

在生產芯塊過程中，制粒成型生產線因旋轉壓機供料不連續、生坯傳輸不順暢等因素導致產生過多廢粉和過多缺陷生坯。為了提高生產線的運行能力和粉末的利用率、增加生坯的成品率，節約成本，提高企業效益，因此，提出對芯塊成型生產線進行優化改進的具體措施。

2 現狀分析

由于不同批次的粉末在顆粒度、松裝密度等性能方面存在差異[2]，粉末松裝密度的大小，流動性的好壞直接制約著最終生坯的質量。旋轉壓機在保證高自動化運轉的同時對粉末的填充、連續提出更高的要求，供料一旦間斷，旋轉壓機便自動停機，不僅增加廢粉、廢生坯的產生量，而且嚴重影響生產效率。

2.1 旋轉壓機供料不連續

旋轉壓機為粉末向生坯轉化的關鍵設備，在壓制過程中，經常發生因旋轉壓機供料不連續導致的壓機自動停車，致使工藝流程線上產生大量的廢粉和廢生坯。經生產現場調查，產生上述問題主要由壓機供料軟管和中間料箱兩方面的因素導致。①供料軟管在粉末重力和管內負壓下變形堵死。②中間料箱物料流動不暢，形成粉末搭橋。

2.2 生坯傳輸不順暢

生坯在傳輸過程中遵循以下流程：旋轉壓機壓制出生坯后，生坯呈直立狀態，經過滑槽后使其由直立狀態翻倒呈水平狀態，后經雙列傳輸圓帶將生坯水平按列傳輸。達到一定長度的生坯列后，在汽缸及夾料爪作用下經過渡擋板后進入V 型槽。裝滿一盤后，生坯被自動吸起裝入鉬舟。異常情況主要包括以下方面：①滑槽滑行段長度過長，導致生坯在滑槽翻倒時摔碎；②生坯與過渡擋板發生刮蹭、卡死，導致生坯傳輸受阻、過渡擋板發生變形損壞；③V 型料盤向前步進時與生坯發生錯位，影響裝盤效率。

3 改進技術方案與措施

通過對產生缺陷的原因分析，為進一步提高生產線的效率和產品質量，重點從以下幾個方面進行改進。

3.1 提高旋轉壓機供料的穩定性

3.1.1 改進旋轉壓機供料軟管形式

將軟管更改為不銹鋼形式的下料管。因中間料箱與旋轉壓機進料口的接口尺寸不一致，因此，上部設計為法蘭連接形式，下端設計為直口，接一短軟管，可以方便感知內部料位的高低。

3.1.2 中間料斗安裝振動下料裝置

為了解決中間料箱粉末“搭橋”的問題，通過采用空氣振動裝置，在中間料箱底部錐面上對稱安裝兩個空氣振動裝置，且在旋轉壓機旁安裝了異地控制柜，方便操作。

3.2 提高生坯傳輸的連續性

3.2.1 改進生坯出料滑槽結構

因滑槽坡度過大、生坯躺倒時屬剛性接觸，為此重新設計了滑槽，增加了生坯在滑槽斜面上直立行走的距離[3]，使生坯躺倒時直接與傳輸圓帶相接觸，避免了生坯的摔碎。

3.2.2 重新設計過渡擋板結構

針對之前過渡擋板存在卡堵生坯的問題，對過渡擋板進行了重新設計。

3.2.3 改進V 型槽結構

為了防止生坯在V 型料盤和V 型槽之間發生錯位，將V型槽末端做一低于料盤高度的切口，使生坯在向前步進的時候避免與V 型槽發生相互作用，防止在傳輸過程中出現生坯的紊亂。

4 技術改進效果評價

①改進壓機供料管和在中間料箱安裝振動裝置的項目實施完成后，中間料箱中粉末可以完全自由流動，壓機供料管沒有發生堵料的故障，徹底解決了旋轉壓機供料不穩定的問題。中間料箱振動裝置具有異地控制方便、快捷的優點。改進之后，可減少因壓機供料不穩定導致壓機停機而損失的1%的廢粉。②在生坯自動傳輸段安裝了改進后的滑槽后，生坯翻倒時直接落入傳輸圓帶上，在后續生產中沒有發生生坯摔裂的問題；同時，新設計的過渡接口處和V 型槽步進過程中，沒有發生生坯的卡堵和刮蹭的現象。改進后，可減少因卡堵而產生的1%的廢生坯。

該項改進技術實施后，壓制生坯的產量提高了15.6%，且生坯成品率提高至99.5%，效果顯著。