Линия реакционной экструзии и грануляции TPV/ТЭП на базе SAT75

Линия реакционной экструзии SAT75 (L/D 56) для динамической вулканизации TPV и компаундирования ТЭП производительностью 250–500 кг/ч с многоточечным впрыском жидкости и системой подводной грануляции UWP500.

Смотреть видео

Предыстория проекта

Проект — индивидуальная линия грануляции для производителя термоэластопластов. Рецептурная система заказчика сложна и охватывает как обычное компаундирование ТЭП (термоэластопластов), так и динамическую вулканизацию TPV (термопластичных вулканизатов).

Поскольку производство TPV включает вулканизацию непосредственно в расплаве и сдвиговое диспергирование каучуковой фазы в термопластичной фазе, к распределению времени пребывания (RTD) в экструдере, интенсивности сдвига и окну регулирования температуры предъявляются жёсткие требования. Кроме того, процесс требует введения значительной доли технологического масла, а готовый продукт имеет низкую твёрдость (мягкий материал). Обеспечение равномерного смешения и предотвращение слипания гранул стали ключевыми инженерными задачами проекта.

Поэтому управление процессом в этом проекте основано на взаимодействии четырёх ключевых факторов: окно времени пребывания (соотношение L/D и конфигурация шнеков) + посекционное регулирование температуры + посекционный впрыск и поглощение жидкости + способ грануляции и охлаждения.

Технологические сложности и инженерные решения

Для решения трёх основных проблем переработки эластомеров — «трудная реакция», «трудная подача» и «трудная грануляция» — мы применили следующие технические решения:

Ключевая технологическая задача	Инженерное решение	Техническая ценность и эффект
Контроль динамической вулканизации: недостаточное время реакции ведёт к неполной вулканизации; чрезмерный сдвиг вызывает неконтролируемый рост температуры.	Конфигурация L/D = 56 + стратегия посекционного регулирования температуры	• Обеспечивает достаточное окно времени пребывания для реакции. • Способствует вулканизации непосредственно в расплаве и тонкому диспергированию каучуковой фазы. • Повышает стабильность процесса и постоянство физических свойств.
Высокая вязкость и нагрузка по крутящему моменту: высокая вязкость расплава эластомера создаёт большую нагрузку на экструдер; традиционные двигатели шумны и менее эффективны.	Двигатель с постоянными магнитами 250 кВт с водяным охлаждением + предохранительная муфта R+W	• Сохраняет высокий крутящий момент на низких оборотах при более высокой энергоэффективности. • Водяное охлаждение исключает подсос пыли и обеспечивает более чистую среду. • Муфта обеспечивает механическую защиту от перегрузки и снижает риск повреждения оборудования.
Впрыск масла и риск проскальзывания: впрыск большого количества жидкости сразу в одной точке может вызвать проскальзывание шнеков и отклонение рецептуры.	Система многоточечного впрыска (точки впрыска предусмотрены на секциях цилиндра 2/3/6/7/8)	• Посекционный впрыск предотвращает локальное избыточное смазывание. • Способствует постепенному поглощению масла базовым полимером. • Стабилизирует давление экструзии и уменьшает отклонения рецептуры.
Слипание мягкого материала: мягкие гранулы имеют высокий коэффициент трения; при традиционной стренговой грануляции стренги рвутся, слипаются или образуют «хвосты».	Система подводной грануляции UWP500 + фильерная плита с равномерным обогревом	• Резка и охлаждение происходят одновременно; поток воды мгновенно отводит тепло. • Значительно снижается риск слипания гранул. • Гранулы получаются более округлыми, а их размер — более стабильным.

Конфигурация системы (типовая)

Для обеспечения высокой готовности и воспроизводимости производственной линии в проекте применена следующая конфигурация высокого уровня:

Экструзионная система
Двухшнековый экструдер SAT75, L/D 56, редуктор с высоким крутящим моментом.
Система привода
Двигатель Keyuan с постоянными магнитами мощностью 250 кВт и водяным охлаждением — низкий уровень шума и энергосбережение.
Система дозирования
Основной питатель + боковой питатель + многоканальное управление впрыском жидкости (с высокоточными расходомерами).
Системы грануляции
Подводный гранулятор UWP500 (в комплекте обогрев фильеры 12×0,6 кВт, термостатирование циркулирующей воды 15 кВт и центробежная сушилка).
Логика управления
Блокировки по всей линии, интегрированная логика пуска и останова «одной кнопкой».

Видео проекта

Итоги проекта и результаты поставки

01
Эксплуатационные показатели
1. Стабильность процесса
  Крутящий момент главного двигателя и давление в головке оставались стабильными в целевом диапазоне производительности заказчика, колебания — в контролируемых пределах.
2. Качество гранул
  По сравнению с традиционным стренговым охлаждением округлость гранул улучшилась, а слипание мягкого материала эффективно подавлено.
3. Эксплуатация и обслуживание
  Блокировки и логика пуска и останова одной кнопкой сокращают число критических ручных операций и снижают вероятность простоев из-за человеческого фактора.
Обзор проекта

Проект успешно сдан. Двухшнековый экструдер SAT75 показал отличную стабильность крутящего момента при переработке высоковязких рецептур TPV. Конструкция с L/D 56 обеспечила более широкое технологическое окно и устранила проблемы «недостаточной реакции и больших колебаний», с которыми заказчик ранее сталкивался на оборудовании с коротким L/D.

Применение системы подводной грануляции UWP500 позволило наладить непрерывное и стабильное производство ТЭП низкой твёрдости, которые ранее с трудом поддавались переработке, и повысило конкурентоспособность готовой продукции.
Область применения

Это решение особенно подходит для переработки высокоэластичных, липких TPV и маслонаполненных ТЭП, требующих реакционной экструзии. Для специальных рецептур с высоким содержанием летучих или сильноагрессивных систем свяжитесь с нами для подбора материалов и оценки оптимизации дегазации.

Примечание: сведения о заказчике обезличены в соответствии с соглашением о неразглашении (NDA).