吴迪，刘纯忠，刘寒

(四川凯力威科技股份有限公司, 四川 简阳 641400)

内衬层外复合挤出压延生产线冷却系统改造及卷取温度控制的探讨

吴迪，刘纯忠，刘寒

(四川凯力威科技股份有限公司, 四川 简阳 641400)

通过对四川凯力威科技股份有限公司实际在用的一台内衬层外复合挤出压延生产线运行中生产速度控制、卷取温度工艺指标不达标等问题进行分析，提出并具体实施了的改造措施进行总结，并探讨实际运行中通过控制生产线速度和增加冷却制冷量控制卷取温度的措施。

内衬层生产线；冷却系统 ；生产线速度控制 ；卷取温度

内衬层外复合挤出压延生产线在实际运行过程中，以联动线速度14 m/min运行时，大规格胶片卷取温度工艺参数波动不达标，不能满足工艺质量要求，造成产品质量隐患。四川凯力威科技股份有限公司（以下简称“公司”）于2011年投用1台内衬层外复合挤出压延生产线。由于前期生产负荷低，联动线生产速度低，卷取温度满足工艺质量要求，至2016年度公司产品产量提高，生产效率与工艺质量指标发生矛盾冲突。现就该现象进行简单分析并为保证工艺参数达标及生产效率提高提出运行管理、装备管理及技术改造等措施进行探讨，以供轮胎企业参考。

1 内衬层外复合挤出压延生产线结构及问题分析

公司选用的内衬层外复合挤出压延生产线，主要技术参数为：生产线工作宽度1 200 mm，生产线线速度3～30 m/min，生产制品宽度max1 050 mm/min400 mm，单层制品厚度0.5～6.0 mm，复合制品厚度1～12 mm，卷取前制品温度≤室温加3℃,且≤40℃，生产速度为内衬层制品复合生产速度≥12 m/min(制品规格11.00R20)，排胶温度≤110℃；气密层制品挤出生产速度≥15 m/min(制品规格11.00R20)，排胶温度≤110℃；隔离胶片及包边胶片用的工作速度≥22 m/ min，最大挤出能力（未修边）：2×1 700 kg/h。生产线组成主要为：Φ200×16D和Φ250×16D销钉冷喂料挤出机组（可移动式底座）各1台，1 050 mm胶片宽幅挤出机头2套，Φ400×1 300 mm两辊压延机（带轴交叉）2台，挤出机自动喂料机2台，冷却输送装置1套，电气控制系统1套。冷却输送装置（冷却线长度大于110 m），钢架式结构，输送带为水平三层，在其两侧有通道及楼梯，采用塑料模块链式传送带，AC变频电机驱动，冷却吹风风嘴安装在输送带之间，采用多组制冷风机，冷冻机组制冷量115 kW，冷却后制品温度：室温加3℃(不高于40℃),具体结构见图1。

内衬层外复合挤出压延生产线在2011年2月开始运行后，生产线速度＜10 m/min，卷取温度＜40℃,满足工艺质量要求。至2016年4月，生产线速度提高至14 m/min，大规格产品卷取温度不达标＞40℃，工艺参数运行记录见图2。

图1 内衬层外复合挤出压延生产线结构简图

图2 生产线速度提高至14 m/min内衬层自检记录

2016年5月，随着气温及环境温度的升高，困扰公司的内衬层卷取温度不达标的问题再次出现，造成了公司的产品质量隐患，且夏季到来时环境温度继续增加，大规格产品工艺指标不达标的现象出现的更加频繁。

针对设备运行现状，为解决上述问题，选择大规格产品进行了内衬层生产速度理论值计算，指导生产车间控制生产速度。查找公司工艺施工表，得出已知参数：大规格内衬层12.00胶片尺寸770 mm×7.6 mm，385胶片尺寸830 mm×6.2 mm。出胶温度≤110℃，进入室内冷却段前温度约95℃，收胶温度≤40℃，最大温度差 ΔT=55℃。安全系数取值S=1，查比热容表得知胶料的比热容C=1 700 J/(kg.℃)，查密度表得胶料密度取值1.2×103kg/m3。冷冻机组功率Q=115 kW=1.15×105J/S理论计算中设生产速度为d m/min，单位换算为1 J/S=1 W。

（1）12.00规格胶片计算

胶料重量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

理论计算中未考虑散热损失、换热时间是否充分等实际影响，建议12.00规格胶片生产速度控制在＜10 m/min。

（2）385规格胶片计算：

胶料重量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

理论计算中未考虑散热损失、换热时间是否充分等实际影响，建议385规格胶片生产速度控制在＜11m/min。

（3）以技术协议11.00R20规格胶片相关参数进行计算校核。11.00R20规格胶片尺寸700 mm×7 mm，生产速度12 m/min。

11.00 R20规格胶片计算：

胶料重量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

理论计算中未考虑散热损失、换热时间是否充分等实际影响，建议11.00R20规格胶片生产速度控制在12 m/min。理论计算结果与设备设计参数相符合。

因此，指导车间按照如下生产线速度进行生产：12.00规格胶片生产速度控制在＜10 m/min，385规格胶片生产速度控制在＜11 m/min，11.00R20规格胶片生产速度控制在12 m/min。实际生产运行中卷取温度达标＜40℃，满足工艺质量要求。

2 解决措施

根据以上分析，要彻底解决卷取温度不达标的问题，并且生产效率提高至14 m/min满足生产产量需要，就要从根本上解决设备制冷量不足的问题。

根据冷喂料挤出机的产能及准备车间现有人员配置情况，为提高生产效率，将大规格内衬层生产速度由10 m/min提高至14 m/min，制冷量增加量理论计算

（1）大规格内衬层12.00胶片尺寸770 mm×7.6 mm进行计算。

胶料重量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）与技术部门进行沟通，从前瞻性出发，其后期设计中内衬层12.00胶片尺寸厚度最大可达8 mm ，即以胶片尺寸770 mm×8 mm进行计算。

胶料重量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

理论计算中未考虑散热损失、换热时间是否充分等实际影响。因此，为保证内衬层12.00胶片（尺寸770 mm×8 mm）以14 m/min的速度进行生产且满足工艺要求，需要增加45 kW的制冷量。

2016年6月内衬层外复合挤出压延生产线进行冷却系统改造，新增3台5P空调，满足生产制冷量的需要，生产过程中卷取温度＜40℃，完全满足生产及工艺质量需要。工艺参数运行记录见图3。

图3 冷却系统改造后内衬层自检记录

3 结束语

通过对以上事例的问题分析、措施采取、实际运行的探讨，为了保证内衬层制品的工艺参数达标及生产效率的提高，选型、运行、生产、装备管理时应注意以下几个方面：

（1）内衬层外复合挤出压延生产线冷却系统制冷量选择时应以最大规格产品进行计算选择，避免出现大规格内衬层生产中卷取温度不达标的问题，用户选型时应特别注意。

（2）内衬层外复合挤出压延生产线运行时，可以通过控制生产线速度满足工艺质量指标。

（3）为提高产能及生产效率，降低运行成本，可以通过提高冷却系统制冷量的方法提高生产线速度，并满足工艺质量指标。

（4）装备管理应根据工厂实际，积极推行预检预修及设备改造。

[1] 翁史烈.热能与动力工程基础.北京：高等教育出版社,2004.

[2] 张学学，李桂馥.热工基础. 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)

吴迪（1987-)，男，工程师，毕业于成都理工大学核工程与核技术专业。

2016-08-19