CMP335擠壓機切刀磨損量分析

聶偉斌 賀進軍 楊艷君（陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 718500）

CMP335擠壓機切刀磨損量分析

聶偉斌 賀進軍 楊艷君（陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 718500）

聚丙烯（二線）裝置擠壓機切刀從試車開始，磨損量大，更換切刀頻繁，每次更換切刀時必須停擠壓機。不僅產生了廢料，消耗了備件，而且增加了裝置維修成本。對擠壓機切刀磨損量進行了分析，總結出了相應影響因素并實施相應的的措施，取得了一定成效。

切刀磨損量；擠壓機；措施效果

1 工作原理

切粒機單元的特性是在運行期間，刀軸可自動靠向模面，以補償刀片磨損。為實現這一功能，切粒機單元設有手柄桿和氣缸。一般切粒機采用兩種切料方法：間隙切粒法和接觸切粒法[1]。

1.1 間隙切粒法

切刀刀片和模面之間有一定間隙。當刀軸前進氣壓低于某一水平值時，刀軸會保持在手柄桿設定的一個固定位置，即切刀刀片會與模面保持一個相同的相對位置，而不論刀片是否磨損和切粒機速度大小。HDPE和LLDPE切刀采用間隙切粒法。

1.2 接觸切粒法

切刀刀片和模面之間沒有間隙。當刀軸前進氣壓升高并超過某一壓力值時，刀軸會克服多個反作用力移向模面。一旦設置好刀片與模面的接觸壓力，即切粒機速度和切粒機缸體的空氣壓力設置好后，切刀刀片可保持該壓力值，而不論自動靠向模板的刀片是否磨損。通常，接觸切粒法切出的粒料質量更加優良。PP1和PP2切刀采用接觸切粒法。

2 切刀磨損分析

根據目前5套切刀的統計數據，從切刀找正、水室對中、切刀安裝、切刀使用等方面進行調查分析，總結出切刀磨損中存在的主要問題有：擠壓機開停車頻繁、進刀風壓不合適、切刀刀速高、產品熔指低、退刀風壓不合適、負荷高、切刀安裝精度不夠、水室與模板對中精度不夠。

2.1 正常運行磨損

當開始切粒時，作用于模面的（Fx）刀軸推力如下式：

Fx=f1+f2-{f3+f4+f5}[2]

f1：作用于氣缸的前進氣體壓力，這個壓力需在每次調整切粒機速度時進行調節

f2：切粒水向刀片作用的推動力（取決于切粒機速度）

f3：作用于氣缸的后退氣體壓力。

f4：切粒水壓力（向后）

f5：摩擦損失（向后）

我裝置f1前進壓力安裝時已調整到位，f4切粒水壓力是恒定不變，f5摩擦損失無法操作，正常運行時我們只調整f2和f3。f2取決于速度，日常操作按照對應的負荷調整到對應的速度如表1。f3后退壓力，日常操作中，切刀磨損大于0.02mm/8小時時，提高后退壓力0.01MPa；產品中發現有拖尾或者粘粒時，降低后退壓力0.01MPa，若無改觀，繼續降低。

2.2 切刀安裝精度不夠

擠壓機切刀36把，每次拆除舊的切刀后，把新切刀安裝到刀架上，用0.01mm、0.03mm、0.05mm的銅墊調節每個刀刃的高度，使所有刀刃位于兩個相隔0.03mm的平面之間，并且這兩個平面與基準面平行。所有切刀部件進行了精密加工，且處于指定的公差范圍以內，但是，在長時間使用之后或者由于組裝部件存在累積公差，可能需調節墊片。

2.3 切刀磨刀操作不當

每套切刀，剛安裝到切粒機時，需進行磨刀。此步驟的目的是確定實際切粒操作之前整個模頭表面是否與所有刀刃接觸，即再次確定刀軸與模面的垂直度以及對刀刃的高低進行調整。如果切刀刀片沒有對準，則需打磨刀片，以使所有刀刃獲得必要的平整度。每次磨刀時，調整進刀風壓和退刀風壓使切刀貼在模面上（切粒機電流為147A），設置切刀刀位為8.00mm，待切刀磨到7.95mm時（安裝誤差為0.03mm），投自動，再磨15min即可。打開水室，檢查每把切刀是否磨到位（每把切刀都已開刃）。若有部分未開刃，還需繼續進行磨刀。在磨刀過程中，進刀風壓和退刀風壓調整幅度過大，會導致切刀磨損嚴重，再嚴重，會出現斷刀現象。

2.4 擠壓機開停車頻繁

擠壓機從試車開始，到2017年03月，由于各種原因，開停車頻繁，見表2。每次開車時，為了避免切粒機啟動前纏刀，切刀轉速為250rpm，進刀風壓為0.55MPa（正常運行時為0.40MPa），每次開車，切刀磨損量在0.15mm左右，損耗嚴重。

從調試到現在，擠壓機開停車頻繁，主要原因有儀表誤報、齒輪泵變頻器故障、Q-412卡料、Q-403卡停、M-406堵塞、PCW流量低報、F-401料位誤報、水室鎖緊壓力低報、熱油電加熱器故障、聚合停車斷料、HS4121誤關閉、M-408皮帶斷等，從中我們不斷積累經驗，目前擠壓機最高連續運行達119天16小時，創造了榆能化擠壓機運行最長記錄。

2.5 水室鎖緊壓力低

水室鎖緊壓力正常值是19.0～20.5MPa，由于儀表風增壓泵故障，導致鎖緊壓力瞬間降到15.5MPa，聯鎖值16.0MPa,，切粒機聯鎖停，切刀纏刀。

2.6 切刀刀速過高

切刀的刀速是根據產品性能、顆粒外觀、負荷進行調節的。但在同樣的產品、同樣的負荷、顆粒外觀合格的情況下，切刀轉速過高，增加了切刀與模面的頻率，會增加切刀的磨損量。

2.7 退刀風壓不合適

新安裝的切刀，在剛開始投用時，為了避免纏刀，退刀風壓一般設定為0.05MPa，比正常運行時低。擠壓機開啟后，根據切刀磨損趨勢及顆粒外觀，慢慢調大退刀風壓，直至切刀刀位沒有明顯下降，退刀風壓到位。每套切刀剛開始都得慢慢調整退刀風壓到合適位置，這個過程會磨損切刀大約0.10mm。正常生產時，根據顆粒外觀，可以微調退刀風壓，保證顆粒外觀無拖尾及串料。

2.8 產品熔指低

2016.07.15～2016.08.01期間，在生產T4401時，由于T4401熔指為0.2～0.4g/10min，產品熔指低，粒料硬，切粒時切刀難造粒，磨損量大。T4401共生產了16天，切刀磨損量差不多為0.45mm（生產K8003時，0.03mm/每月）。

2.9 其他因素

由于目前操作人員的水平層次不齊，經驗不足，處理問題的態度及方法有區別，也會造成切刀不必要的磨損。生產中還有水室與模板對中不夠、負荷高、轉速與進刀風壓對應不合適等問題，都會影響切刀的磨損。

3 結語

通過試車、裝置開車、裝置穩定運行、優化操作等過程積累的經驗，目前擠壓機切刀使用壽命可以可以達到6個月左右，這與廠家意見及同類裝置使用的情況對比一樣，降低了切刀的磨損，為裝置運行節約了成本，保證了大型機組長周期平穩運行。

[1]JSW,《日本株式會社制鋼所CMP335使用說明書》，2012.04.16.

[2]30萬噸/年聚丙烯二線裝置操作規程，Q/YNH J 012-2016B.