Звіт про практики на ПАТ «Укрпластик»

Таблиця

Основні характеристики вихідної сировини

Найменування показника	Норма для марки
1	2
Густина, кг/м3	923+0,1
Показник течії розплаву з допуском,%, г/10хв	0,3+15
Різниця показників течії розплаву в межах партії,%,не більше	+5
Кількість включень, шт., не більше	2

 

8.Підготовка сировини до формування

 

Гранульований поліетилен за допомогою цехового транспорту (електрокарів) завозяться в приміщення для розтарювання, де повинні знаходитися не менше 24 годин.

Для виробництва ПЕ плівок застосовують тільки сировину і матеріали, які пройшли вхідний контроль і мають дозвіл із служби  якості на запуск в виробництво.

Перед початком екструзії мішки розшивають і ПЕ вивантажується проміжний резервуар, а потім за допомогою пневмозавантажувача подається в завантажувальні бункери екструдерів.

В пресах відбувається плавлення ПЕ і змішування його з добавками. В перший бункер потрапляє ПЕВТ 10204-003 і суперконцентрат РЕ МВ 11989 – DIWHITE, в другий – вторинна сировина, а в третій – ПЕВТ марки 10204-003 і суперконцентрат РЕ МВ 10909 – BLACK.

Черв'ячний прес призначений для отримання з вихідної гранульованої сировини однорідної маси розплаву полімеру і продавлювання (екструзії) останньої через формуючий інструмент - кільцеву екструзійну головку.  

Основним робочим органом черв'ячного преса є обертовий черв'як (шнек), розташований в корпусі металевого циліндра. Обертання шнека через редуктор забезпечується електродвигуном, що дозволяє здійснювати безступінчасте регулювання числа його обертів. Транспортування грануляту надходить з бункера пресу вздовж осі металевого циліндра зі шнеком з метою його плавлення, гомогенізації і подальшого продавлювання отриманого розплаву через формуючий інструмент. Плавлення грануляту здійснюється за рахунок тепла, що надходить від електронагрівачів, розташованих на корпусі металевого циліндра, а також частково за рахунок дисипативних тепловиділень, що виникають у процесі зсувного деформування розплаву полімеру в каналі шнека. Для підтримки необхідної температури екструдер оснащений приладами контролю і регулювання температури.

Для запобігання налипання грануляту на поверхні шнека пресу і утворення затору в зоні завантаження, циліндр екструдера оснащений рифленою втулкою, а також системою охолодження цієї зони, що дозволяє в значній мірі ущільнити гранулят перед надходженням його в зону плавлення шнека.

Таблиця

Технічні характеристики пресу.

Найменування показника	Норма
1	2
Номінальний діаметр шнека, мм	90

 

Відношення робочої довжини шнека до його діаметра (L/D)	30
Кількість зон обігріву на кожному пресі	5
Кількість пресів, шт.	3
Потужність нагрівачів, кВт на кожному пресі	26 kW
Встановлена потужність електрообладнання на кожному пресі, кВт	55 kW
Витрата води для охолодження, м3 / год., не більше	1
Геометричні параметри екструдера
Довжина, м	3,65
Ширина, м	1,9
Висота, м	2,04
Маса, т	8,8

 

Основними деталями пресу є: (див. Рис. 1)

Рис.1. Прес черв’ячний

 

1. Шнек.

2. Матеріальний  циліндр.

3. Завантажувальна  воронка.

4. Вузол завантаження.

5. Система  обігріву.

6. Зона дегазації.

7. зона формування.

8. Рама (станина)

9. Редуктор.

10, 11. Підшипниковий  вузол.

12. Електродвигун.

Бункер сировини

Призначений для завантаження гранульованої сировини в завантажувальну воронку пресу.

Пристрій об'ємного дозування

Пристрій об'ємного дозування призначено для розділення на порції потоку гранульованого полімерного матеріалу, що подається в черв'ячний прес, і вимірювання поточного значення витрати матеріалу, що подається.

Управління пристроєм здійснюється мікропроцесорною системою управління (МПСУ).

Рама. 

Призначена для монтажу основних складальних одиниць пресу. Виконано зваркою з прокату.

Редуктор

Циліндричний двоступінчастий вдосконалений, призначений для регулювання числа обертів черв'яка.

Підшипниковий вузол

Призначений для сприйняття осьового зусилля, що виникає на його осі при продавлюванні розплаву полімеру через формуючий інструмент. Підшипниковий вузол представляє корпус під роликопідшипник щільний сферичний, один кінець валу якого вставляється в тихохідний вал двоступінчастого редуктора, у другий кінець вставляється цапфу шнеку.

Вузол завантаження Складається з завантажувальної воронки і корпусу. Завантажувальна воронка призначена для подачі матеріалу в прес.

Воронка складається з бункера, фланця приєднання до корпусу ЧПзи, колектора і корпусу.

Бункер призначений для безперервної подачі гранульованого матеріалу в завантажувальну воронку пресу. Для припинення подачі гранул в прес нижня частина бункера оснащена заслінкою. Для вивантаження полімеру є горловина з пробкою.

Система масляного охолодження

Призначена для охолодження корпусу і масляної ванни упорного підшипника і редуктора циркуляційно від насоса.

Завантажувальна камера і масляний бак охолоджується проточною водою.

Шнековий вузол

Є основною складальної одиницею черв'ячного пресу, де відбувається розплавлення матеріалу, його гомогенізація, ущільнення та подання на екструзійну голівку через проміжний фільтр. По зовнішній поверхні корпусу шнека встановлені шнурові нагрівальні елементи, електричні, які розбиті на п'ять зон обігріву, температура яких у міру надходження до головки збільшується і контролюється автоматично.

Корпус гільзи є однією з основних складальних одиниць черв'ячного пресу, в якому відбуваються основні процеси при переробці матеріалу.

Вимоги до екструдера можуть бути сформульовані наступним чином : видача термічно та механічно гомогенного розплаву полімеру при більш стабільній в часі продуктивності. Отримання розплаву пов’язано зі зміною фізичного або фазового стану полімеру від твердого до в’язкотекучого.

При виробництві 3-х шарової плівки використовують соеструзійні установки  з досить довгими шнеками для усунення пульсації розплаву L/D = 30, діаметр шнека (D) складає 90 мм. Шнек виготовляють із азотованої сталі 38Cr -7 AhMo.  Попередньо підготовлена композиція з допомогою пневмотранспорту подається в живильники екструзійних машин, де маса захоплюється обертаючими черв'яками і транспортується через 5 зон нагріву циліндрів до формуючих елементів тришарової співекструзійної головки. У міру просування вздовж циліндрів маса нагрівається за рахунок тепла, проведеного ззовні від електронагрівачів, а також за рахунок тепла внутрішнього тертя, що розсіюється в результаті деформації зсуву в полімері, пластикується, гомогенізується і продавлюється під заданим тиском через формуючий інструмент. Головки забезпечуються зовнішнім (і внутрішнім) підведенням (і відбором) повітря для охолодження рукава.

Внаслідок відмінності між насипною масою твердого полімеру і щільністю розплаву обсяг, займаний полімером в каналі черв'яка, у міру плавлення зменшується. Тому канал черв'яка виконується з перетином, що поступово зменшується.

Екструдери забезпечені фільтруючими пристроями зі змінними сітками. На лінії використовують гідравлічну заміну фільтрів (фільтруюча поверхня 186,4 см).

Фільтрація розплаву

Для фільтрації розплаву та створення додаткового опору потоку розплаву в передній частині циліндра встановлюють пакет сіток, утримуваних гратами. Завдання фільтрації - знизити кількість сторонніх включень в плівці перед входом його в кільцеву головку. Причиною їх утворення може бути наявність нерозплавлених частинок полімерів та структурних утворень, нерівномірний розподіл часток наповнювача, наявність неорганічних домішок у вигляді залишків каталізаторів, пилу та інших сторонніх часток.

Фільтр забезпечений датчиками для вимірювання тиску розплаву полімеру на вході а також перетворювачем теплоелектричних для вимірювання температури розплаву полімеру.

Внаслідок засмічення фільтрів спостерігається монотонне зростання тиску розплаву перед фільтруючим пристроєм, падіння продуктивності екструдера і як наслідок - зменшення товщини плівки. Тому використовують різні системи, що забезпечують підтримання об'ємної витрати розплаву через профілюючу голівку на постійному рівні.

При використанні фільтрів використовують реєстрацію тиску розплаву в екструдері, що дозволяє забезпечити своєчасну зміну фільтру. При досягненні заданого максимального тиску спрацьовує попереджувальний сигнал. Цим самим на лінії уникають зниження пропускної здатності із-за засмічення фільтру і запобігають неприпустимому підвищенню тиску перед фільтром, при якому можливий прорив сіток фільтру.

В даних черв’ячних пресах використовують фільтри патронного типу або касетні (рис. 2). Зміна положення касетного фільтру проводиться вручну при короткочасній зупинці пресу.

При виробництві плівки використовувалися фільтри з регенерованого фільтруючими елементами. Вони дозволяли здійснювати періодичну чи безперервну очищення забруднених  фільтруючих елементів без зупинки процесу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Касетний фільтр

 

Фільтр складається з корпусу 1 і вкладиша 6, в який вставлений фільтруючий елемент 3. Для заміни фільтруючого елементу з корпусу фільтра витягується вкладиш. Новий фільтруючий елемент угвинчується під вкладиш, а використаний надходить на очищення. Для підтримки необхідної температури розплаву матеріалу фільтр оснащений нагрівачами 2. З'єднання фільтра з корпусом циліндра черв'ячного преса здійснюється через перехідну втулку 5 за рахунок фланця 4. Для індикації тиску розплавленої маси на корпусі 1 встановлений датчик тиску. Розплав полімеру, проходячи через сітки фільтруючого елементу, очищаючись від механічних добавок, частин гранул, що не гомогенізувалися.

 

9.Формування 3-х шарового полотна (плівки) в головці

 

Формування розплаву здійснюється в соекструзійній головці. Характеристика екструдера визначається взаємним впливом черв'яка і головки, так як розплав полімерного матеріалу нагнітається черв'яком через головку з розподільними каналами заданих профілю і розмірів.

При виборі коекструзійної головки необхідно враховувати:

• значне розходження в реологічних властивостях переробляючих полімерів - від майже ньютонівського течії до неньютонівської течії;

• необхідність ретельного контролю товщини кожного шару, Щоб уникнути різнотовщинності і з економічних міркувань;

• підвищену чутливість адгезивів і деяких полімерів до деструкції при високих температурах;

• правильне конструювання розподільних каналів в головці екструдера;

• контроль температури розплаву, який здійснюється зануренням датчика в розплав;

Обов'язковою вимогою до конструкції соекструзійної головки будь-якого типу є відсутність застійних зон та забезпечення плавної течії матеріалу. У виробництві плівок використовують соекструзійні головки з високим опором, у яких тиск сягає 20-30 МПа. Необхідною умовою виготовлення рукавних плівок є формостійкість розплаву, що виходить з соекструзійної головки; тому температура його нижче, ніж при формуванні плівки плоскощілинним способом.

Також до співекструзійних головок пред'являються вельми жорсткі

вимоги. Головна з них - забезпечення бездоганної шаруватої структури

виробу. Передбачає дотримання рівнотовщинності шарів в поздовжньому і

поперечному (радіальному) напрямку при монолітності соеструдованого виробу. Крім того, головки повинні бути (це відповідає логіці їх дії) універсальними по виду матеріалів, що переробляються, конструкція каналів головок, відповідно, забезпечувати мінімальний опір поточним розплавам.  При цьому рухливі сполучення деталей головки виконуються за високим класом точності, а конструкція в цілому повинна допускати технологічну збірку-розбирання. Застосовувані у головках конструкційні матеріали припускають експлуатацію в умовах підвищених температур, тисків, термохімічних процесів. При цьому вартість співекструзійних головок повинна бути економічно доцільною, тобто мінімальною.

Вибір способу соекструзії і його конструктивне оформлення залежить в основному від природи і властивостей перероблюваних полімерів і призначення БПМ.

Промислове застосування отримали способи співекструзії, наведені на рис. 3.