Компаундирование высоконаполненного ПП+CaCO3: двухшнековая линия подводной грануляции SAT110

Двухшнековая линия подводной грануляции SAT110 «под ключ» для компаундирования высоконаполненного ПП+CaCO3 производительностью 2 500–4 000 кг/ч.

Смотреть видео

В этом кейсе описана двухшнековая линия подводной грануляции SAT110 «под ключ», поставленная USEON крупному производителю пластмассовых изделий. Система разработана для компаундирования высоконаполненного ПП+CaCO3 и работает в диапазоне производительности 2 500–4 000 кг/ч. Проект демонстрирует инженерные компетенции USEON в работе с высоким содержанием порошков, подводной грануляции со стабилизацией давления и интеграции высокопроизводительных линий.

Предыстория проекта

Заказчик проекта — крупный производитель пластмассовых изделий и труб, специализирующийся на компаундировании полимеров с высоким содержанием неорганических наполнителей.

Чтобы удовлетворить растущие производственные потребности, заказчик планировал инвестировать в высокопроизводительную линию компаундирования ПП+CaCO3.

Главным требованием была комплектная линия «под ключ», способная обеспечивать непрерывную и стабильную подачу и грануляцию при работе с большими объёмами порошкового карбоната кальция, а также высокий уровень автоматизации для сокращения ручного вмешательства.

Технологические сложности

При проектировании высокопроизводительной линии компаундирования высоконаполненных материалов обычно возникает ряд инженерных задач:

Подача порошка и борьба с запылённостью
Порошок CaCO3 в больших количествах имеет низкую насыпную плотность и сильно пылит. Подача непосредственно в основную загрузочную горловину часто приводит к сводообразованию и усложняет борьбу с пылью в цехе.
Нарастание давления в системе при высокой производительности
При целевой производительности около 4 000 кг/ч текучесть расплава высоконаполненных материалов ограничена. Это может вызывать колебания давления в головке и мешать непрерывной грануляции.
Теплообмен и формирование гранул при высокой производительности
Высокая производительность означает очень большой объём теплообмена в единицу времени. Традиционные методы охлаждения с трудом обеспечивают эффективный теплообмен и равномерное формирование гранул на ограниченной площади.

Решение USEON «под ключ»

С учётом характеристик материала и целевой производительности проекта USEON поставила комплектную линию — от подготовки сырья до упаковки готовой продукции:

Транспортировка и дозирование материалов
Станция разгрузки биг-бэгов, вакуумные загрузчики и несколько гравиметрических (LIW) дозаторов для различных компонентов рецептуры.
Основной экструдер
Двухшнековый экструдер SAT110 с отношением L/D 56.
Боковая подача и дегазация
Боковой питатель (с вакуумной системой) для ввода порошка; основной экструдер оснащён двухступенчатым водокольцевым вакуумным насосом.
Фильтрация расплава и создание давления
Между цилиндром экструдера и головкой последовательно установлены пластинчатое устройство смены сеток с большой площадью фильтрации и шестерёнчатый насос расплава.
Подводный гранулятор
Переключающий клапан с гидроприводом, режущая головка UWP, центробежный обезвоживатель и крупная система водооборота.

Почему именно такая конфигурация

Боковой питатель
Порошок вводится сбоку в среднюю и концевую части экструдера, минуя зону плавления полимера. Это помогает снизить риск сводообразования в основной загрузочной горловине. В сочетании с локальной вакуумной дегазацией такое решение помогает повысить эффективность подачи порошка и улучшить пылевую обстановку в цехе.
Отношение L/D=56
Удлинённая конфигурация шнеков обеспечивает необходимые зоны сдвига, диспергирования и смешения для однородного распределения большого объёма неорганических наполнителей в полимере ПП.
Применение шестерёнчатого насоса расплава
Шестерёнчатый насос расплава, установленный между двухшнековым экструдером и фильерной плитой UWP, призван гасить пульсации экструдера и обеспечивать относительно стабильное, линейное нарастание давления. Такое конструктивное решение крайне важно для непрерывной работы высокопроизводительной подводной грануляции.

Видео проекта

FAT и эксплуатационные показатели

В ходе заводских приёмочных испытаний (FAT) и пусконаладки на объекте экструзионная линия прошла испытания в непрерывном режиме в диапазоне производительности 2 500–4 000 кг/ч. Работа на объекте показала слаженное взаимодействие автоматической системы дозирования и системы подводной грануляции.

Готовые гранулы ПП+CaCO3 соответствовали приёмочным критериям заказчика по однородности размеров и внешнему виду, а узлы пыле- и шумоподавления линии работали в соответствии с проектом.

Данная конфигурация ориентирована прежде всего на высокопроизводительное компаундирование и производство суперконцентратов ПП с большой долей карбоната кальция. На базе аналогичной архитектуры оборудования её можно в определённой степени распространить на проекты компаундирования полиолефинов (например, ПП, ПЭ) с другими неорганическими порошками, такими как тальк или сульфат бария.

Если вы планируете проект высокопроизводительного компаундирования высоконаполненных материалов или ищете надёжного поставщика линий грануляции «под ключ», обращайтесь к инженерной команде USEON. Мы оценим ваши требования к материалу и производительности и предложим индивидуальную конфигурацию системы.

Округлые гранулы ПП с карбонатом кальция на ладони — проект SAT110

Вопросы и ответы

В1: На какую степень наполнения карбонатом кальция рассчитана эта линия?

О: Фактическая степень наполнения зависит от рецептуры, насыпной плотности порошка и его поверхностной обработки. Благодаря боковой подаче и оптимизированной конфигурации L/D линия рассчитана на высокую степень наполнения неорганическими наполнителями, обычно требуемую в производстве труб и профилей.

В2: Как решается проблема износа ножей при переработке высоконаполненных материалов?

О: Большая доля неорганических наполнителей ускоряет износ как ножей, так и фильерной плиты. Поэтому в системе используются ножи из специальной инструментальной стали и износостойкие фильерные плиты, а также программа автоматической подачи ножей, увеличивающая межсервисный интервал. Фактический ресурс ножей требует периодической оценки и замены в зависимости от производственной нагрузки и твёрдости материала.

В3: Нужен ли шестерёнчатый насос расплава в высокопроизводительных системах с высоким наполнением?

О: При производительности порядка 4 000 кг/ч насос расплава обычно помогает поддерживать постоянное давление в головке, обеспечивая непрерывность подводной грануляции и однородность гранул. Необходимость его установки определяется комплексной оценкой текучести конкретной рецептуры и условий эксплуатации на объекте.

В4: Каков уровень автоматизации этой линии «под ключ»? Требуется ли ручное вмешательство?

О: Система оснащена промышленным компьютером (IPC) Sciyon для централизованного управления с взаимными блокировками на всём участке — от гравиметрических дозаторов (LIW) до системы UWP. В установившемся режиме это снижает потребность в ручном контроле, хотя для смены рецептур и регулярного обслуживания по-прежнему требуются квалифицированные операторы.

В5: Как система ограничивает запылённость цеха при работе с большой долей порошка карбоната кальция?

О: Для транспортировки от источника используются закрытые станции разгрузки биг-бэгов и вакуумные загрузчики, а боковой питатель и локальная вакуумная дегазация подают порошок непосредственно в закрытый цилиндр экструдера. Это снижает пылевыделение, однако фактическое состояние воздушной среды в цехе следует оценивать с учётом общей вентиляции и систем пылеудаления предприятия.