熱融直壓工藝

影響壓延制品質(zhì)員的因素很多，一般說來，可以歸納為四個方面。即擠出壓延的操作因素，原材料因素，設(shè)備因素和輔助過程中的各種因素。所有這些因素對防水卷材的影響都是相同的。下面以聚乙烯丙綸防水卷材生產(chǎn)工藝（熱融直壓工藝）為例來說明各種因素的影響。

（一）、壓延機(jī)的操作因素

1、輥溫與輥速

物料在壓延成型時所需的熱量，一部分是壓延輥提供的，另一部分來自物料在擠出機(jī)內(nèi)與螺桿壁的摩擦以及物料本身的剪切作用產(chǎn)生的熱量。產(chǎn)生摩擦熱的大小除與輥速有關(guān)外，還與物料的增塑程度有關(guān)，也即與其粘度有關(guān)。因此，不同的物料，在相同的輥速條件下，其溫度控制就不同，同樣，相同配方不同的轉(zhuǎn)速時，其控制溫度也不同。

2、壓延輥的速比 　壓延機(jī)相鄰兩輥筒線速度之比稱為輥簡的速比。使壓延機(jī)具有速比的目的，不僅使壓延物依次貼于輥簡，而且還在于使塑料能更好地塑化，因為這樣能使物料受到更多的剪切作用。此外，還可以位壓延物取得一定的拉伸與取向，從而使所制薄膜厚度減小和復(fù)合（聚乙烯與丙綸織物）質(zhì)量提高。為了達(dá)到拉伸與取向的目的，輔機(jī)與壓延機(jī)輥簡速度也有相應(yīng)的速比。薄膜冷卻后要盡量避免拉伸。

3、輥距與存料量 　調(diào)節(jié)輥距的目的是為了適應(yīng)不同厚度制品的要求，也是為了改變存料量。壓延機(jī)的輥距，除最后一道與產(chǎn)品厚度大致相等之外，其它各道都比這個數(shù)值要大，而且按壓延機(jī)輥筒的排列次序自上而下逐漸減少，借以使輥筒間隙中有少量存料，輥隙存料在壓延成型中起儲備．補(bǔ)充的作用。存料過多對設(shè)備也不利，因為增加了輥筒的負(fù)荷。若存料過少，則因壓力不足造成薄膜表面毛糙。所以可知輥隙存料是壓延操作中需要經(jīng)常觀察和調(diào)節(jié)的。

（二）、原材料因素

1、樹脂

一般說來，使用分子量較高和分子量分布較窄的樹脂較好，可以得到物理力學(xué)性能好的，熱穩(wěn)定性高和表面均勻性好的制品，但會增加壓延溫度和對設(shè)備負(fù)荷，對生產(chǎn)較薄的膜更為不利，所以在設(shè)計配方時要進(jìn)行多方面考慮，選用適用的樹脂。 　為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量，用于壓延成型的樹脂有了很大的發(fā)展，用本體聚合的樹脂產(chǎn)品透明度好，吸收增塑劑效果也好。此外通過樹脂與其它材料的摻合改性和單體接枝成段共聚，從而得到性能更好的樹脂。

2、其它組分

配方中對壓延成型影響較大的是增塑劑和穩(wěn)定劑。增塑劑含量越多，物料的粘度就越低，因此在不改變壓延機(jī)負(fù)荷下，可以提高輥簡轉(zhuǎn)速或降低壓延溫度。

采用不適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑經(jīng)常使壓延輥筒(包括花輥筒)表面蒙上一層蠟狀物質(zhì)，致使膜面不光，生產(chǎn)中發(fā)生粘輥現(xiàn)象或在更換產(chǎn)品時發(fā)生困難。壓延溫度越高，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重。出現(xiàn)蠟狀物質(zhì)的原因，是由于穩(wěn)定劑與樹脂的相容性太差，而且其分子極性基團(tuán)的正電性較高，以致壓延時被擠出而包在輥子表面，形成蠟狀物。顏色、潤滑劑及氈合劑等原料也有形成蠟狀層的可能，但不如穩(wěn)定劑嚴(yán)重。

（三）設(shè)備因素

操作時，壓延輥受塑料的反作用力，這種能使兩輥簡分開的力也稱為分離力或橫壓力，分離力導(dǎo)致輥筒變形，產(chǎn)品出現(xiàn)中間厚兩邊薄的現(xiàn)象。如果用高粘度的塑料，增大壓延輥的直徑和寬度，提高線速度和生產(chǎn)簿型制品，都將導(dǎo)致分離力提高，產(chǎn)品厚度均勻性下降。解決的方法：中高度法、軸交叉法、預(yù)應(yīng)力法。

（四）、冷卻定型階段影響產(chǎn)品的因素

1、冷卻

冷卻必須適當(dāng)，當(dāng)冷卻不足時，卷材會發(fā)皺，卷取后收縮率也大；若冷卻過度，輥筒表面處會因溫度過低而有冷凝水珠也會影響制品質(zhì)量。

2、冷卻輥流道的結(jié)構(gòu)

冷卻輥進(jìn)水端輥面溫度必然低于出水端，所以卷材兩端冷卻的程度不同，收縮率也就不一樣。解決的辦法是改進(jìn)冷卻輥的流道流向結(jié)構(gòu)，務(wù)必使冷卻輥表面溫度均勻一致。2100433B

SBC防水卷材擠出壓延生產(chǎn)工藝流程

主要由高速混合機(jī)、擠出機(jī)、壓延機(jī)和牽引機(jī)、卷曲機(jī)組組等組成。參見上圖

熱模壓是在加熱、加壓條件下，模壓成型、固化、炭化一次完成。這是制造高性能炭-炭材料的有效手段，其特點是：

（1）防止炭-炭制品分層，提高炭/炭力學(xué)性能。由于樹脂固化，炭化時都要產(chǎn)生大量小分子，這些小分子的逸出會是炭-炭層間分離，施壓壓力可改善炭纖維與基質(zhì)炭間的結(jié)合，提高炭-炭材料強(qiáng)度。

（2）縮短工藝周期，提高工藝效率。采用熱模壓成型、固化、炭化是在加熱、加壓條件下一次完成，使炭-炭材料制造工藝簡化，提高了工藝效率 。2100433B

根據(jù)加熱時所用的載熱體的不同，可分為氣體載熱體和固體載熱體兩種生產(chǎn)工藝流程。

熱壓型焦氣體熱載體熱壓工藝流程

該流程以熱廢氣作為載熱體，以廈門鐵廠的流程為例，如下圖1加以介紹：

以單種弱粘結(jié)煤或無煙煤，配入少量粘結(jié)性煤為原料，經(jīng)干燥預(yù)熱，用燃燒爐內(nèi)煤氣燃燒生成的熱廢氣快速加熱至塑性溫度區(qū)間。為控制塑性溫度，熱廢氣用約150℃的循環(huán)廢氣調(diào)：常至550~600℃，經(jīng)快速加熱的煤料用旋風(fēng)分離器分出，通過維溫分解使其充分軟化熔融，最后經(jīng)擠壓成型得到熱態(tài)型煤。由旋風(fēng)分離器分出的廢氣，作為煤料干燥預(yù)熱的熱載體。千燥預(yù)熱和快速加熱均在流態(tài)化下進(jìn)行，多數(shù)采用截流管，也可用旋風(fēng)加熱筒。此流程應(yīng)用廣泛，可用單種弱粘結(jié)煤和配合弱粘結(jié)煤。缺點是氣體載熱體風(fēng)料比較大，約為1.7~2m³廢氣/kg·煤，因而增加煙泵及洗滌系統(tǒng)的負(fù)荷。廢氣溫度不能太高，否則煤粉過早軟化分解，粘于壁上，產(chǎn)生的熱解產(chǎn)物混入廢氣，容易堵塞管道。

熱壓型焦固體熱載體型焦又稱雙組分工藝

從氣載工藝看，其原料煤是具有粘結(jié)性的單種煤，煤加熱到塑性溫度一般分干燥預(yù)熱和快速加熱三段進(jìn)行有利于充分利用加熱氣體的熱量，使煤粒均勻加熱。在固載工藝方面，粘結(jié)性煤只加熱到200~350℃之間，低于其軟化溫度，但低揮發(fā)分煤或半焦單種加熱到600~700℃，用作固體熱載體，然而與經(jīng)過預(yù)熱到200~350‘C之間的粘結(jié)性煤充分?jǐn)嚢杌旌鲜够旌厦貉杆龠_(dá)到粘結(jié)煤的塑性溫度區(qū)間。煤的快速加熱常用設(shè)備有直立管，沸騰爐等，使熱載體直接與煤粒接觸?？焖偌訜岷笮枰谀骋粶囟榷蝺?nèi)恒溫一段時間，使其有熱分解的過程，通過恒溫使煤料充分軟化熔融。當(dāng)煤料在塑性期間大量熱分解之后，硬化之前這一段時間內(nèi)，成型是最合適的，選擇得當(dāng)可以避免熱壓型煤在成型后的膨脹和開裂情況。顯然成型溫度將選擇在塑性溫度段的較高溫度段為佳；成型溫度因不同的煤種而異，低煤化度的煤成型溫度較低，而且其塑性溫度段的區(qū)間很小。

粉煤變成型焦的最后一道工藝是后處理工序。目的是進(jìn)一步降低揮發(fā)分，提高型煤強(qiáng)度。后處理方式有自熱硬化方式和炭化兩種。

自熱硬化方式：又稱熱燜硬化方式，自熱硬化是利用離開成型機(jī)的400余度型煤自身的溫度在密閉而絕熱（保溫）的容器內(nèi)，繼續(xù)熱分解，而硬化成為似焦型煤。這種的焦型煤稱為熱燜型煤，似焦型煤的揮發(fā)分物質(zhì)可下降到萬分之幾。

炭化方式：趁熱將型煤裝入炭化爐內(nèi)，炭化溫度有低溫和高溫之分。低溫炭化溫度約690℃，高溫炭化溫度為900℃以上，所得產(chǎn)品為熱壓型焦揮發(fā)分小于15%的熱壓型煤炭化用內(nèi)熱式直立爐進(jìn)行炭化，其加熱需要的煤氣可以自給自足。揮發(fā)分高于15%的熱壓型煤用外熱式直立爐進(jìn)行炭化，目的減少揮發(fā)分高的型煤在加熱過程中因熱應(yīng)力而產(chǎn)生碎裂，加熱所需的煤氣更能自給

熱壓型焦氣體載熱體工藝與固體載熱體工藝的優(yōu)缺點

氣體載熱體的優(yōu)點是：

1. 用煤范圍較寬；

2. 工藝較簡單，加熱控制較容易；

3. 產(chǎn)品質(zhì)量好、強(qiáng)度高，適用于高爐冶煉。以無煙煤或貧煤等不粘煤配粘結(jié)煤為原料時亦可用于鑄造業(yè)。

固體載熱體相對于氣體載熱體工藝來說用煤范圍受到一些限制，工藝較為復(fù)雜，加熱控制較難，產(chǎn)品質(zhì)量雖耐磨性較差，但裂紋少，型焦塊度較完整，適用于鑄造熔煉。

熱壓型焦國外熱壓型焦工藝簡介

西德最大的煤炭研究單位埃森煤炭研究公司（Bergbau Forschung GmbH）與魯奇石油技術(shù)公司（Lurgi）共同開發(fā)的BFL法，前蘇聯(lián)基輔焦炭研究所的薩波日尼科夫法，荷蘭斯塔茨米金公司（Staatsmijnen）開發(fā)的Ancit法，美國聯(lián)合煤炭公司（Consolidation Coal Co.）與貝賽爾亨鋼鐵公司（Bethle—hem Steel Co.）、國民鋼鐵公司（National Steel Co.）及共和鋼鐵公司（Republic Steel Co.）共同開發(fā)的Consol-BNR法，英國煤炭總局（NCB）開發(fā)的Homefire法及Roomheat法，日本公害資源所研究的NIPR法，波蘭的Chpw法及西德的BMV及B.w.V.（Berg Werks Ver band）法等均屬于熱壓成型法。多數(shù)工藝是將占原料30%的焦煤加熱至其軟化熔融溫度（350~450℃），利用它的粘結(jié)性或加入同一工藝中非焦煤炭化付產(chǎn)的焦油與70%的非焦煤半焦均勻混合，在400~500℃溫度下熱壓成型，再進(jìn)行炭化成型焦。下面介紹部分主要工藝的流程。

氣體載熱體型焦工藝

英國煤炭總局（NCB）的Homefire及Roomheat法是將約含37%揮發(fā)分的煤磨細(xì)到小于1.2毫米，干燥后在約420℃的流化床中炭化，約停留35分鐘后，把熱的低溫焦通過加熱導(dǎo)管送至成型機(jī)中熱壓成型，再在隔絕空氣的條件下冷卻至約200℃，最后用水淬冷，制成的型煤含揮發(fā)分約20%～23%，主要用作民用無煙燃料。Homefire型煤廠生產(chǎn)能力約100 x 10⁴噸/年，Roomheat型煤廠的生產(chǎn)能力約25×10⁴噸/年。型煤再進(jìn)行炭化就得型焦。

我國1979年開發(fā)出ATEG-2第二代氣體載熱體熱壓成型工藝，建成75kg/h試驗裝置。1994年用以無煙煤為主的配煤生產(chǎn)鑄造型焦這兩種流程采用的煤都是單種弱粘煤或者配煤。用400~480℃的熱廢氣干燥預(yù)熱到200~220℃，再用600℃熱廢氣快速加熱到420～460℃，熱煤與廢氣分離出來后，經(jīng)過維溫階段預(yù)壓成煤帶，再用對輥成型機(jī)壓成型煤，該型煤為60×60×50mm，枕形，冷卻后可直接作燃料，也可再進(jìn)行炭化（800～950℃）制取型焦。（ATEG-2）與（ATEG-1）的差別是：①用直立式加熱管代替了旋風(fēng)加熱爐，優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單了。②將煤干燥預(yù)熱段，快速加熱段二段串聯(lián)的加熱方式改為煤預(yù)熱段和快速加熱段并聯(lián)，再與煤干燥段串聯(lián)的“兩并一串”的加熱方法。由此加熱管和預(yù)熱管出來的熱廢氣可用來干燥濕煤，排放出來的廢氣溫度低（<150℃），提高了熱利用率；由于預(yù)熱煤和加熱煤間的溫差減小，可避免細(xì)煤粉因過熱引起的粘結(jié)和堵塞加熱系統(tǒng)的現(xiàn)象。

我國鞍山熱能院開發(fā)的ATEG工藝對煤種的適應(yīng)性較強(qiáng)，既能使用粘結(jié)性較弱的煤種，特別是高揮發(fā)份弱粘結(jié)煤單獨成型，又能用無粘結(jié)性的無煙煤、貧煤、不粘煤以及其他煤料為主體原判（用量>65%）與強(qiáng)粘結(jié)性煤相配。生產(chǎn)滿足不同用途的型煤和型焦。

用高揮發(fā)分低灰低硫弱粘性煤生產(chǎn)的型焦可用作高爐燃料，以無煙煤為主體與強(qiáng)粘結(jié)煤配在一起制成的型焦可用于5T/h以下沖天爐。

固體載熱型焦

西德BFL法

西德BFL法的工藝流程圖如下圖2所示。BFL法是雙組分熱壓成型工藝。將非焦煤在流化床中，于700~800℃溫度下進(jìn)行炭化，生成含揮發(fā)分約5%的半焦，然后與預(yù)熱至約300℃的焦煤以7：3的比例混合，付產(chǎn)的煤焦油同時加入，溫度保持在約450℃，在500kg/cm²的壓力下熱壓成型。在西德的普羅斯珀（Prosper）焦化廠建成了12.5噸/時再進(jìn)行炭化成型焦的示范裝置。

日本NIPR法

日本公害資源所的NIPR法的特點是將非焦煤與焦煤分別在兩個溫度不同的流化床中加熱，前者在550~600℃溫度下進(jìn)行低溫炭化，后者在200～250℃溫度下進(jìn)行預(yù)熱，然后混合送入對輥機(jī)中在線壓力4.9~6.6噸/厘米（約相當(dāng)于500kg/cm²）的條件下熱壓成型。試驗規(guī)模為2噸/日。

熱氨融霜就是將壓縮機(jī)排出的熱氨氣引進(jìn)蒸發(fā)器，利用過熱蒸氣冷凝時所放出的熱量，將蒸發(fā)器表面的霜層融化。蒸發(fā)器內(nèi)原來積存的氨液和潤滑油，則在壓差的作用下，排入融霜排液桶或低壓循環(huán)貯液器。

融霜所用的熱氨氣，必須保證有足夠的量及適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟取Ｒ话阌糜谌谒臒岚绷?，不能大于壓縮機(jī)排氣量的三分之一。融霜熱氨壓力約為600-900kPa。

融霜用熱氨氣應(yīng)從油分離器的排氣管上接出。在較大的制冷系統(tǒng)中，宜設(shè)置專用的油分離器(非洗滌式的)。融霜熱氨管不宜穿過低溫地段，而應(yīng)設(shè)置在常溫穿堂內(nèi)，并應(yīng)敷設(shè)隔熱層。隔熱材料應(yīng)采用石棉、玻璃纖維、礦棉氈或水玻璃膨脹珍珠巖制塊等材料，而不能采用軟木或泡沫塑料之類不能耐高溫的材料。

熱氨融霜一般僅用于冷庫冷藏間的光滑排管中。融化下來的霜和水必須立即清掃，否則將重新凍結(jié)成冰。一般當(dāng)冷藏間的頂排管或墻排管融霜時，在貨物或地板上鋪設(shè)油布之類的覆蓋物，避免融霜水凍結(jié)在貨物或地板上。冷風(fēng)機(jī)已不單獨采用熱氨融霜，因為不僅效率低，而且霜層融化而成的水的排放也有許多麻煩，一般冷風(fēng)機(jī)多采用水融霜或者熱氣一水融霜。

熱氣融霜系統(tǒng)熱氨融霜系統(tǒng)工作原理

熱氨融霜系統(tǒng)一般都和制冷系統(tǒng)的供液和回氣調(diào)節(jié)站結(jié)合起來布置，因此其布置方法與制冷系統(tǒng)的型式密切相關(guān)。圖1(1-氣液分離器；2-液體分調(diào)節(jié)站；3-排液分調(diào)節(jié)站；4-冷卻設(shè)備；5-熱氣分調(diào)節(jié)站；6-氣體分訶節(jié)站)示出的重力供液系統(tǒng)和氨泵供液系統(tǒng)采用了熱氨融霜系統(tǒng)。以圖1為例說明融霜系統(tǒng)的工作原理：冷卻設(shè)備(蒸發(fā)器)4正常工作時，只有液體分調(diào)節(jié)站2和氣體分調(diào)節(jié)站6分別與冷卻設(shè)備有關(guān)的閥門是打開的。當(dāng)需要融霜時，首先關(guān)閉洪液閥和回氣閥，使冷卻設(shè)備4與氣液分離器1切斷。然后開啟排液和熱氣分調(diào)節(jié)站的有關(guān)閥門，使熱氨氣由上部進(jìn)入冷卻設(shè)備4，在熱氨氣的壓力作用下，使冷卻設(shè)備內(nèi)的氨液排入融霜排液桶，借熱氨蒸氣所帶來的熱量，使冷卻設(shè)備4外表面的霜層融化。然后按相反的程序關(guān)閉和開啟有關(guān)閥門，便融過霜的冷卻設(shè)備4重新投入正常工作。融霜時應(yīng)分冷間依次進(jìn)行。其它熱氨融霜系統(tǒng)的工作原理基本相同。