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密炼温度及热电偶温度计
密炼温度及热电偶温度计
杨 辉 林
;一、密炼温度的重要性(示例)
Blustein:“所谓理想的混炼温度,就是不产生滑移现象的临界摩擦系数范围内的较低的温度区域。”
我的理解:在保证混炼质量的前提下,如果不考虑生产效率,混炼温度/排胶温度应尽可能低。
1、终炼胶密炼温度过高
焦烧趋势
105℃以上,IS迅速转化为S8,喷霜
混炼温度过高,硫黄容易结团
与母炼相比,由于其转速较低,胶料在混炼过程中温度变化幅度较小,热电偶显示温度与实际温度差值较小且相对准确,热电偶温度计使用寿命长。所以下文重点讨论母炼胶热电偶温度计。;2、 母炼胶温度
混炼温度高有利于生胶的塑性流动和变形,有利于混合吃粉,但不利于配合剂粒子的破碎与分散混合。混炼温度过高还会加速橡胶的热氧老化,使硫化胶的物理机械性能下降,同时,还会促使橡胶和炭黑之间产生过多的化学结合作用而生成过多的凝胶,使胶料可塑度下降,胶料表面粗糙,造成压延、压出加工困难。温度太低会出现胶料压散现象。
密炼温度过低,未超过原材料的软化点或凝固点,分散效果差;打滑(在转子表面滑移);冷凝胶
密炼温度过高,NR配方容易过炼,生胶分子链破坏较大,物理机械性能下降较多(NR生胶的玻璃化温度为-72℃,胶流温度130℃,开始分解温度为200℃,激烈分解温度为270℃);凝胶,甚至碳化
含间苯二酚胶料温度过高,间苯二酚升华,产生刺激性气味,胶料与骨架材料粘合性能变差
含BIIR胶料,温度过高,发生溴化反应
含BR胶料,禁止在180℃以上混炼,否则破坏其结晶,降低物性。
母炼胶多段混炼,虽然改善了分散和分布(均匀性),但物理断链和(高温下)化学断链增加,胶料强度等性能下降:导致产生了低温一次混炼
白炭黑胶料硅烷化反应的充分性:某段温度的长时间的保持要求导致产生了可变啮合间隙式(VIC)密炼机和串联式密炼机。另外,一般认为,白炭黑的硅烷化最佳反应温度为145-155℃,超过160℃硅烷偶联剂国析出的游离硫会与橡胶发生反应,这是人们所不希望的。;3、安全隐患
一旦生产过程中检测胶料温度的热电偶或热电偶线路发生问题,就会造成胶料温升过高,而橡胶又属于低燃点易燃物品,温升过高的胶料一旦遇到空气就会立即燃烧,且不易被扑灭,如果引起火灾将会损失惨重。
某公司炼胶车间发生过火险:2010年2月25日F4线密炼机扎胶时,由于卸料门处热电偶线磨破短路,造成胶料实际温升过高,而执行排胶的密炼机控制程序和上辅机控制程序只接收到60℃的虚假温度,当班F4线机台操作人员也没有注意观察温度变化,在上顶栓提升后,密炼室内进入大量氧气,与达到燃点的胶料接触后发生明火燃烧,火险发生后,虽然经过相关人员及时扑救,仍然不可避免的烧损了部分机体和控制线路。同样在此之前2009年10月27日F7线密炼机组也是发生了类似的热电偶短路故障,操作人员虽然及时发现,由于其经验不足,匆忙将卸料门打开排下胶料,胶料在接触氧气后迅速燃烧。
紧急排胶条件的设置;PLC控制方法完善
4、影响排胶温度的主要因素:转子速度、上顶栓压力、混炼时间、冷却温度、转子构型、混炼室结构等;环境温度也有较大影响;二、温度的监控方法(各有利弊)
1、热电偶温度计直接监测
温度计的准确度,特别是灵敏度(热响应时间)
不同胶料热反应历程差异导致同一显示温度下不同胶料的实际温度不同(升温越快的胶料,温度差异越大)。即换热电偶后,必须标定所有胶料
热电偶破损或线路异常导致数据失真(如假的高混炼温度导致提前排胶);火灾安全隐患
2、根据温度与时间、能量等的相关性,采取时间、能量等单制或联控
优劣如后所述
3、在一楼观察口人工测量排胶温度
不安全;麻烦;测量点及点数的影响
4、测量和标定排胶温度(双锥辊筒挤出后的)胶料挤出温度的关系,建立数据库,以挤出温度评价排胶温度
双锥冷却效果的影响;不同胶料分别标定;(季节)室温等的影响;5;附录:温度控制法的影响因素
“首车效应”(First batch effect):通俗说成密炼机冷机效应,即开始连续生产时,密炼机机身温度与已连续生产一段时间后的温度相比,一般都要低。这时冷机生产的混炼胶门尼粘度要比一般条件下低一些。
密炼机每批混炼起始温度的波动:采用温度控制,排胶温度一定(如155℃),而起始温度从80℃-110℃之间变化,变化范围有30℃,这时,混炼做功的温升范围从75℃缩小到45℃,密炼机对胶料做功将减少1/3以上。这时,所生产的混炼胶门尼粘度将大大升高,炭黑的分散状态也会很差。
环境温度和气温的影响:对要求高质量和质量均一的混炼胶来说,车间环境温度和常年气温的影响也是很明显的。它通过冷却水、密炼机机
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