双向拉伸聚丙烯薄膜生产线研制的关键技术及产品结构特点

笛声悠扬

  双向拉伸聚丙烯薄膜生产线研制的关键技术及产品结构特点
  研制目的?
  石油化学工业在世界科技高速发展的推动下，进展迅猛。新产品、新工艺、新设备、新材料不断涌现，尤其与各经济领域及人们生活息息相关的塑料薄膜行业已被广泛应用在工业、农业、交通、军工以及医疗等行业。据国内“九五”期间的市场销售统计，全国市场年需求量达250万吨，且每年都有较大幅度的增长。在进入21世纪的数年内，由于各行业的发展，市场兴旺繁荣，对薄膜的需求量急速增长，估计需求量在300万吨左右。国内通过近年引进的机组，其生产能力只有30万吨左右，只占市场需求量的十分之一。目前大量塑料薄膜产品仍需从国际市场采购。?
  BOPP4200-5000型是目前世界上比较先进的薄膜生产机组，由德国、日本、法国等制造。国内在上世纪八、九十年代只能从国外引进，每台机组售价高达1亿元人民币，昂贵的价格国内企业难以承担，经营风险很大，迫切希望国内能研制生产薄膜机组替代进口设备，使国内薄膜生产厂家能用上国产价廉物美的薄膜生产机组。汕头远东轻化装备有限公司研制了BOPP4200-5000型双向拉伸丙烯薄膜生产机组替代了进口设备，并从技术档次、性等等方面接近国外同类产品，满足用户的需求，促进我国民族塑料机械行业的加速发展。?
  该产品是分析了设备的功能及结构特点，集各家之所长而自行开发设计的，主要内容有：
?  1.整机必须适应工艺要求。?
  2.要求生产出高质量的薄膜、膜层均匀，厚薄可控，光泽好，拉伸强度、透明度可达到出口产品高档包装要求。?
  3.要求整机生产能耗省、效率高、降低用户生产成本。?
  4.要求机台操作方便、直观。?
  5.整机采用现代先进的计算机网络技术，选用西门子公司的PLC-S7系列为下位机，摩托罗拉的工业计算机做上位机，以利于方便人机对话、工艺参数调整、数据分析功能，工艺流程由各趋势图显示，及时判断故障并排除，保证产品的质量。?
  6.整机薄膜宽幅、速度：要求薄膜最大宽度4200mm,生产速度50-200m/min。?

  试制中解决的关键技术问题?
  BOPP4200-5000型双向拉伸聚丙烯薄膜生产机组在我国从未生产过。在整机设计、研制过程中，根据已研制成功的小型样机的实践经验及掌握的国外同类设备的少量资料进行分析和对比并做了如下改进和技术攻关：?
  1.原料的配制及输送系统  为了确保配料的均匀及稳定性，该公司选用了美国马歇尔公司的配置及输送方案，采用容量法计量，保证计量准确，严格主辅料的配比，系统内设置有完善的混料装置，保证了主辅料混合的均匀性，系统内还配设有负压装置，原辅料均采用负压抽吸的方法进行原辅料的输送，减少粉料的形成。?
  2.挤出机系统  该公司重点考虑了主挤出机，设计出我国首家塑化与计量串联形式二机联接挤出的装置，应用于BOP生产机组的制造和使用，使PP挤出的塑化安全和压力稳定。计量精度达到千分之三。主挤出机设计二级挤出过滤形式，机头配置有带式连续换网的粗过滤器，模头前配置有“柱式长效过滤器”作细过滤，延长了生产线连续开机的生产周期，提高生产效率，并起到挤出的缓冲和稳定作用。?
  3.铸片成型系统  在该系统中该公司选用了水槽-冷鼓-气刀式铸片机，冷辊直径为1.2m，根据拉膜的工艺要求，铸片的平整及光滑是拉膜好坏的关键之一，在设备制造中对辊面的处理是制造中的重中之重，对成型冷鼓，纵拉的预热辊、拉伸辊、定型辊，均采用了自己的专利技术：“一种超精研磨机”，该可靠技术保证了辊面的高光洁度和极高的镜面辊筒，确保了膜片的光滑平整，提高了制膜质量。?
  4.纵向拉伸、横向拉伸系统  生产机组的拉伸系统的供热，采用一套加热油炉供热二套装置的形式，高温热源先供应需高温工作温度(180～210℃)的横向拉伸装置，再供应工作温度低(95～145℃)的纵拉装置二次加热使用，充分利用能源节约生产成本。根据离心风机工作特性曲线的特异性和流动力学原理，设计制造的横向拉伸供热静压箱，风孔压力波动小于1毫米水柱。保证了高速度(200m/min)，运行厚度仅20gm左右的受热膜片能均匀受热并要求极其平稳地运行。?
  5.牵引收卷系统  在该系统中该公司考虑的重点是电晕处理，它关系到BOPP膜表面张力是否合格是否均匀的重大问题，为了确保膜的质量，该电晕处理装置选取英国公司的电晕处理装置，以便满足印刷等后加工的要求。?
  6.生产机组的操作和控制全部由可编程控制器控制  采用西门子公司S7系列高等级可编程序控制器，所有传动部分采用西门子SEMEREGKK6R24，全数字调速系统，在中央控制室有19吋彩色CRT进行屏幕监视，收卷部分有14吋真彩、VGA显示、256色屏幕监视，操作完成菜单式，操作人员只需选调操作按键盘，调动画面就能直观地监视或调整各种工艺参数。例如：温度、压力、速度、拉伸倍数等。

  产品结构特点?
  BOPP4200-5000型双向拉伸聚丙烯薄膜生产机组是在分析比较各种进口样机的基础上，择优选用合理的设备结构及较先进的技术而构成的。?
  1.挤出部分  主传动采用直流电机、配光电编码器、换网装置自动控温，长寿过滤器自动控温，配压力传感器，冷却系统为风冷形式。?
  2.铸片成型机  本机承接从模头挤出的熔融状膜，在冷却表面冷却后形成厚片。由冷却辊、冷水槽、剥离辊、导向辊、冷却循环、气刀附片、传动系统组成。该机所选用的模头是从美国EDI公司引进，与美国NDC公司的红外线测厚仪配套，通过模头中的热膨胀螺栓，进行薄膜厚度的控制，确保整套装置稳定可靠的运行。?
  3.纵向拉伸机  主传动采用直流配光电编码器。预热辊、拉伸辊、定型辊等均为镜面辊，压辊采用硅胶辊，拉伸辊升降系统采用异步电机带动。压辊上下气动调节，采用破膜报警系统，张力检测系统、加热系统。辅助收卷机采用力矩电机传动。?
  4.横向拉伸机  主传动电机采用直流电机配光电编码器，回转夹轨拉幅烘箱，分预热4区、拉伸3区、定型4区、冷却2区。并设导向、纠偏装置、导轨铗子、铗子冷却、排风、机架保温、主传动、调幅热风系统、破膜报警器。?
  5.牵引机  本机位于横拉及收卷中间，牵引横拉后的薄膜，并对其进行进一步展平和冷却定型，切边、测厚、电晕，并以恒定的速度将其送往收卷机。由剪辊、冷却辊、测厚、张力、电晕装置、传动系统组成。?
  6.卷取机  采用双工位收卷，自动调整张力、压力和换卷；将牵引的来膜展平排皱，并转移到卷芯上，完成薄膜成型加工过程。本机由跟踪辊、收卷轴、卷轴回转盘、箱体、切断、翻转、传动系统组成。?
  该机组经多家公司使用情况表明，生产速度高、薄膜幅度宽、收卷平整、拉伸强度、断裂伸长率、热收缩率符合规定，控温精度高。投产一年多来，尚未发现设备故障。实现了双工位双转塔式大转盘翻转装置，其各项技术指标均能达到生产工艺要求，自动化程度高、操作方便、其质量接近进口同类机型水平，应用远东公司独家设计的塑化与计量串联形式二机联接挤出装置及TDO的油加热控制系统，为TDO的工艺控制创造了良好的条件。挤出系统的主挤出机设计二级挤出过滤形式，延长了生产机组连续开机的生产周期。该技术于2004年12月27日通过了省级鉴定。