切粒机刀具对切片质量的影响

切粒机切刀的影响因素及其改进措施范强(洛阳石化聚酯生产管理部 河南 洛阳 471012）摘要：聚酯生产中对聚酯切片的外观质量要求很高，而切粒机切刀性能的好坏将会是这一生产过程中的决定性因素之一。本文从切粒机动定刀结构、切割间隙，以及影响刀具的一些客观因素等方面入手，具体分析了切片生产过程中，刀具性能是如何受到这些因素影响的。并指出了提高切刀性能及其使用寿命的对策，从而保证切片外观质量，提高经济效益。主题词：切粒机、动刀、定刀 前言：切粒机是聚酯生产中的重要设备，其作用是将聚酯熔体铸带条切割成条状颗粒，生产出合格的切片。切刀性能的好坏，则是保证切粒机能否生产出正常切片的关键因素之一，本文就动定刀结构特性、刀具磨损等方面对刀具进行了详细论述，并指出刀具各个方面性能的不同是如何影响切片质量的，并提出了一些自己的想法及改进意见。1 聚酯切粒机简介1.1 工艺流程某公司20万吨/年聚酯装置采用杜邦工艺， 切粒机选用德国RIETER公司的产品，型号为HSG600H，用于生产聚酯切片。结构如图1所示：分选机干燥器切割室换向板导流板阳石化20万吨/年聚酯装置采用杜邦工艺， 切粒机选用德国RIETER公司的产品，用于生产聚酯切片，送板导游生头板铸带头M切粒电机输送水 溢流水 。喷淋水图11.2 工作原理 切粒机工作时，高温聚酯熔体从铸带头挤出铸带条，铸带条借重力浸没在切粒机上段启动板上的溢流水中，进行冷却，然后流经导流板和切割室，切割室内有前、后引料辊和动、定刀，在此过程中，经喷淋水进一步冷却固化，最后经前后两引料辊引入到动、定刀间隙处，经动刀螺旋刃的旋转作用，将铸带条切断，由于切断后的粒子中心还没有完全冷却而处在半熔融状态，所以为防止粒子之间相互粘连，还设有输送水，输送水进入切割头后，被定刀架底部的分配板分为两股，一股用于冷却刚切下来的粒子，另一股用来将切片粒子输送出切粒机。后经干燥、分选， 输送到包装工段。2 切刀的结构特性2.1 定刀的结构特性切粒机的定刀片由两个等长的刀片组成，截面形状有矩形和棱形两种，矩形刀片有四个90的切削刃，棱形刀片有两个90的切削刃，均可用螺栓固定在刀架上，定刀的尺寸为2310MM，由于定刀的多刃性可多次使用。在材质选用方面有很多种，有超细颗粒硬质合金、氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷定刀等；超细颗粒硬质合金价格低廉，使用寿命较短，适合于半连续法切粒，氧化锆陶瓷价格较高，使用寿命长，生产能力可达4500吨，适合连续法切粒。定刀使用寿命的延长，可使切粒机长时间维持在一个稳定的切削条件，在其它影响因素不变的情况下，能提高动刀的使用寿命，减少磨刀次数。所以要合理选择定刀的材质，特别是在连续运行的切粒机上，要选择较好的材质以保证切粒机的长周期运行。2.2 动刀的结构特性动刀是一个带有螺旋刃齿的旋转刀具（旋向为右旋），材质为马氏体不锈钢，刃部堆焊钨铬钴硬质合金；刀具的直径为162.5MM，螺旋的倾角为2，齿数为30，刀刃部分长度为610MM。动刀的这种结构特点使得它具有以下几个方面的优点：1） 螺旋刃齿可以保证，当切削齿脱离切削之前，下一个刃齿进入切削，保证了切削的连续性，减少了切削过程中的空刀，保证运行平稳、无冲击。2）有利于动定刀间隙的调整，由于动刀的螺旋结构，可使动定刀为点接触，这样在调整间隙时，不致于在调节过程中使整个刀具刃部损坏。3）刀具可以重复更换使用。动刀的刃部在磨损之后，要通过专用磨床对刃部进行加工，加工后可以重复使用，当动刀顶宽大于一定数量时要进行修复，应修复到2MM左右，否则在切削过程中刀具与切片磨损过大会产生大量的热量，或将切片打碎。修复好的动刀在使用前必须检查其圆跳度及圆度；要重新调整动、定刀的间隙。3 切粒机刀具的影响因素3.1 切割间隙及引料间隙的影响切割间隙（图1）实际上是指动定刀之间的间隙。而切割间隙的大小对切削力有着严重的影响，在一定范围内，切割间隙与所需要的切割力是成反比的。间隙大，切割力就小；间隙小，切割力就大。间隙越小，刀具磨损就越大，当间隙趋近于零时，切削力就变得相当大，直到刃部的强度承受不了而出现刃部损伤为止。但间隙过大，切片质量会受到明显影响，这时就会出现尾刺、连粒等异状切片。图1引料间隙（图2）则是指前后引料辊外径之间的径向距离。当生产一定规格的切片时，铸带条厚度应是相同的。当饮料间隙增大时，铸带条与两个引料辊之间的摩擦力减小，相应的动刀对铸带条的拉力也减小，铸带条进入动刀的速度变慢，出现超常切片，当引料间隙进一步增大时，铸带条将不能引入引料前后辊之间，熔体堆积在生头板上，引起光电故障报警，是熔体放流；反之，如果引料间隙太小，切片颗粒将会呈现扁平状或者铸带条出现“披挂”现象。图23.2 切粒水及生产负荷的影响3.2.1切粒水的影响水在切粒中的作用很大，它不但冷却铸带、输送切片，水对刀具的使用也有一定的作用，水可以及时带走切削过程中产生的热量减少刀具磨损速度，还有一定的润滑作用。但切粒水水温过高或过低，水量过大或不足，水的纯净度均对刀具的运行和切片的生产有重要影响，会导致功耗增加或刀具磨损。当切粒水水量过大且水温过高时，这时冷却后的铸带条就会相对较软，切割的阻力小，容易造成扁形不合格切片的产生；当切粒水水温过低或者水量较小时，这是的铸带条冷却不够，切割阻力就大，容易造成连粒、带尾刺等异状切片的产生。而水的纯净度若不够，含有杂质的话，会使得切片生产中杂质进入切刀室，对切刀造成损伤。因此，咱们实际生产中，切粒水温一般控制在3436，切粒输送水根据生产负荷匹配1015t/h的流量。3.2.2 生产负荷的影响生产负荷的变化势必导致切削条件的变化，而事实也证明，低负荷下切刀的使用寿命比满负荷时的使用寿命大大增加。这主要是因为在高负荷时，切刀运行速度和摩擦产生的热量都随之增加，刀具的使用寿命也将缩短。针对此种现象，聚酯生产中一般不采用切粒机一用一备的高负荷运转形式，而采用两台切粒机同时50%低负荷运行，起原因之一就是为了保证切刀的使用寿命。3.3 定刀材质及刀具加工的影响3.3.1定刀材质根据不同的生产要求可以选择不同的定刀材质。定刀材质经常采用的一般有以下四种：硬质合金。这种材料价格低廉，且使用寿命短，一般适宜于与25孔的铸带头的切粒机相适用，生产切片700t即需更换。超细颗粒硬质合金。这种材料价格中等，适用寿命也比硬质合金有所增加，生产10002000t切片即需更换。氧化铝陶瓷。加工成本高，适用寿命长，同样生产能力可生产3000t切片。氧化锆陶瓷。加工成本高，适用寿命长，同样生产能力可生产4000t切片。3.3.2 刀具加工 正常磨削加工之后的刀具刃口上存在许多尖峰，这些尖峰很锋利得脆弱，易折断，由于局部的小尖峰的断裂会导致切削力的增加，使刀具的使用寿命缩短，使用之前必须把这些小尖峰处理掉，保持刀的平滑，形成一个整体的刃面从而提高抗冲击强度，延长使用寿命。 3.4其他因素的影响熔体黏度、铸带头清理不干净、4 改进措施4.1 间隙的均匀调整 切割间隙，引料间隙是切粒机切刀调整的核心，调整中，这两大间隙沿轴向距离较长，需要认真对待。切割间隙的标准要求较高，最好控制在0.030.04mm之间。因为切割间隙过大过小或不均匀，都会对刀具寿命产生影响，而且该间隙的调整需按一定程序进行，紧固顺序和力矩也均有要求。引料间隙的调整则要保证适当均匀，