易春旺：ＢＫＧ新型高温水下切粒机的应用及推广２７ｌ ＢＫＧ新型高温水下切粒机的应用及推广 （东华大学材料学院，２０００５１）摘要从系统组成、功能和优点等方面介绍了德国新型ＢＫＧ高温水下切粒机，指出在实际生产中，为了获得切 粒机的使用效果所必须重点注意的事项。并指出通过对这种新型切粒机的水系统国产化改造，其应用前景十 分理想。 关键词ＢＫＧ高温水下切粒机切片 应用 在工程塑料和纤维级切片生产过程中，为适应 萃取和干燥工序的要求和后续纺丝及注塑或拉膜等 的需要，必须将聚合反应生成的聚合物熔体经过切 粒工序加工成规则的切片。 长期以来，用来加工切片粒子的切粒机有两种： 水下切粒机和干切粒机，水下切粒机在尼龙６和聚 酯切片生产中得到广泛应用ｕ’２Ｊ，目前世界上大多 数尼龙６生产装置均选用这种水下切粒机。干切粒 机适用于生产不需要经过萃取直接干燥的切片或对 氧化、含水量要求较低的工程塑料切片，由于价廉物 美，在日产量小于４０ｔ的工程塑料和纤维生产装置 中应用广泛。 随着科学技术的发展，在２ｌ世纪末，国外又开 发了一种新型高温水下切粒机，由于这种与众不同 的高温水下切粒机是由德国ＢｒｕｃｋｍａｎｎＫｒｅｙｅｎ— ｂｏｒｇ Ｇｒａｎｕｌｉｅｒｔｅｃｈｎｉｋ ＧｍｂＨ（简称ＢＫＧ） 研制和生产的，因此国内通称为ＢＫＧ切粒机［３．４】。 这种水下切粒机的工作原理和结构与传统的水下切 粒机截然不同，在国外也是近几年才应用于聚酯和 聚酰胺行业，国内宁波舜龙锦纶有限于２００１年 首次引进了这种新型水下切粒机，随后宁波亨润锦 纶有限和萧山宏发锦纶有限也开始使用。 刘国强在２００２’新世纪聚酰胺链发展战略研讨会学 术会上对这种切粒机的结构和原理做了详细的介 绍ＨＪ，但当时由于宁波舜龙锦纶有限尚未开 车，该种切粒机的性能无法得到验证，因此刘国强对 这种新型水下切粒机的使用前景并不很清楚。笔者 作为宁波舜龙锦纶有限的技术总管，对这种新 型切粒机的性能和使用前景有着切身的体会，借此 机会对该种切粒机的使用情况和推广前景做一介 ＢＫＧ切粒系统的组成ＢＫＧ高温水下切粒机由水系统、切粒系统和电 气控制系统三部分组成。水系统包括一个带液位显 示的切粒水储罐、切粒水输送泵，粉尘过滤器和换热 器，这与传统水下切粒机的水系统构造没有多大区 别，只有粉尘过滤器不同，它主要用于自动过滤高温 水下切粒时产生的粉尘【３Ｊ。切粒系统包括熔体转 向阀、切粒机、铸带板、切割室和脱水机，完全不同于 传统的水下切粒机切粒系统的构造，参见图ｌ、图２、 图３脱水机外观图控制系统由德国ＢｒｕｃｋｍａｎｎＳｔｅｕｅｒｕｎｇｓｔｅｅｈｎｉｋ ＧｍｂＨ（简称ＢＳＧ）配置，由一台ＢＳＧ控制 柜和一台带触摸屏的操作站组成。除了切粒机合闭 时需要借助人工帮助才能完成，其余操作只要在操 作站通过触摸屏输入必要的工艺参数，控制系统即 可自动完成铸带板冲洗、磨刀等开车前的准和正 常开停车，在进行开车前准的过程中控制系统会 自动调整旋转切刀的扭矩、磨刀压力。 ２７２ ２００６年中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集 ＢＫＧ的参数设定和安全连锁全部由ＢＳＧ控制 柜执行，同时一部分重要参数引人ＤＣＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）系统，以方便ＤＣＳ操作员远程观察 切粒工况是否正常，为安全ＤＣＳ仅仅只有观测功 能，操作人员无法在ＤＣＳ对切粒参数进行修改和调 ＢＫＧ切粒机的优点传统水下切粒机切粒时，为了保证切粒的成功， 切粒水温度保持在１２一１５（温度范围可能会 因产品或地区的不同而有所不同），否则不是易产 生连刀并条就是易产生碎片和粉尘【５】。为了获得 需要的切粒水温度，必须用冷冻水冷却冷却水。国 内许多民营聚合装置为了节省设投资和使切粒工 艺简单化，往往采用就近的河水或井水非循环切粒。 很显然前者意味着能耗的增加，而后者则意味着单 耗的增ａｎ（在切粒水和高温物料接触的过程中，切 粒水会带走物料中的一部分未反应的单体或低分子 副产物）和对环境造成污染。 ＢＫＧ水下切粒机很好地解决了这个问题ｔＢＫＧ 是一种高温水下切粒机，由于其特殊的设构造和 切粒系统的设计，切粒水温可以在：个很大的范围 里进行调整，从３５一８５之间ｐＪ，你可以任意选 择你自己认为节能符合工艺条件的切粒水温进 行切粒，虽然会因高温切粒而带来一些粉尘，但特殊 的粉尘处理系统弥补了这个缺陷。 传统水下切粒机只能将聚合物带条加工成圆柱 状的切片，但ＢＫＧ切粒机则将聚合物熔体直接刮削 成圆球状粒子，外观晶莹透亮，所有见过这种圆球状 粒子的人都为之吸引，赞不绝口！见图４。 ＢＫＧ切粒机的开停车操作ＢＫＧ高温水下切粒机的开停车操作和传统水 下切粒机有较大的区别。传统水下切粒机在清板等 开车前准工作完成后，在控制盘上先启动切粒机， 然后启动齿轮泵并迅速合上铸带头，待切粒成功后 一次性将齿轮泵转速提高到生产负荷，切粒机的转 速会自动提高到合适范围。停车过程更加简单，在 控制盘上按下停车按钮或安全连锁启动时，铸带头 会自动脱离转向地面排料，如果条件允许则齿轮泵 也会连锁跳停。 ＢＫＧ切粒机的开停车操作则不一样，特殊的设 计决定了它的切粒机和切割室的分离只能由人工完 成（目前改进的ＢＫＧ切粒机已经具自动分离功 能），当然此前转向阀会转向地面排料以防切割室 内被熔体堵塞。由于ＢＫＧ切粒过程是在一个直径 ３００ ｍｉｌｌ左右的切割室内完成，切刀紧贴着圆形铸带 板表面旋转，高温聚合物熔体削片在高温冷却水中 冷却收缩成球形。因此，在停车的时候一些板孔不 可避免会残留一些熔体，在水的冷却作用下熔体会 凝固堵塞板孔，同时在铸带板表面也会沾附一些凝 固的熔体。这就决定了ＢＫＧ切粒机的开车特殊性： 冲板和磨刀。冲板是指在高温下（例如２７５）用大 流量的熔体冲洗板孔以将凝固的熔体带出从而疏通 板孔，接下来就是用一把特制的刮刀将铸带板表面 的残留沾附物清理干净。冲板和刮刀结束后需要对 其磨刀，目的是为了保证每一把刀的磨损度相同，以 便所有的刮刀在切粒时和铸带板表面达到的磨 合状态。冲板、刮板和磨刀是经验和艺术的结合，只 有达到三位一体才能保证切粒机的顺利开车。。 ＢＳＧ切粒机的面板操作．ＢＫＧ的参数，如水流量、铸带板温度、切刀转速 等都是在ＢＳＧ面板上完成设置的，ＢＫＧ切粒机启动 前的冲板、磨刀以及开车也是通过ＢＳＧ控制面板的 功能按钮来实现的，因此了解ＢＳＧ控制面版的功能 对于操作ＢＫＧ切粒机非常重要。图５和图６是 ＢＫＧ切粒机开车时必须面对的两个切换面板，图５ 所示面板上显示了三个主功能按钮，分别用来完成 冲板、磨刀和开启切粒机功能：按下“ＡＤＪＵＳＴ ＢＬＡ— ＤＥＳ”按钮时切粒机开始磨刀，再次按下时磨刀停 止；按下“ＦＬＵＳＨＤＩＥＰＬＡＴＥ”按钮时冲板开始，再次 按下时冲板结束；而“ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮ”按钮用于启动 切粒程序，在准开车期间，按下此按钮后应迅速按 下“ＳＴＡＲＴ”下的切换按钮转到图６面板，在图６所 示面板上显示了一些重要的切粒参数如切粒机的转 速，齿轮泵的温度和压力，粒子的温度等。在开车期 间，从图５所示面板切换到图６所示面板要做的第 一件要事是修改切粒机的转速到一个预设值，正常 运行期间切粒机的转速可以根据粒子的大小来进行 适当调整。 易春旺：ＢＫＧ新型高温水下切粒机的应用及推广 ２７３ 图６切粒机运行面板在图５和图６所示面板的下方还有一些其它的 功能按钮，图６中的“Ｎ一”按钮实际上就是图５的 切换按钮，“Ｎ＋”表示切刀转速计算按钮，其它四个 按钮从左至右分别代表铸带板开孔数目计算按钮， 切粒机辅助设施参数设置和开停按钮，参数趋势图 和退出按钮。例如按下带“？”号的按钮面板会切换 到图７和图８所示面板，在这两个面板上可看到切 粒系统其它辅助设施如转换阀温度和切粒水流量等 工艺参数以及液压阀，切粒水泵等的运行状态，这些 参数可以在切粒机停止运行时进行修改，运行设 也可以通过下面的相应功能按钮开停，操作十分方 图７切粒机辅助设运行状态图耻—工衄ｌＥ－ ｔｆＯＦＦ １６８ｄＩｐｅｒｔｅｒｊｌ ＯＦＦ ｄｔ０ＩｌｉａＯＦｆ １３ｕａＬｅｔ ＯＦＦ ４７ｌｌｏｌ｜酬ｌｌＩｌｔｌ ｜ｌｔ 图８切粒机相关温度Ｓｖ／ＰＶ显不图 。按下趋势图功能按钮直接进入图９所示面板。 在这个面板上可以看到各相关控制参数的趋势变化 图。通过趋势图你可以检查有关工艺参数在一定时 间内是否稳定，工艺参数波动的原因，并据此对有关 工艺参数进行适当的修改。而按下铸带板开孑Ｌ数目 计算按钮时会进入图９所示的面板，其中产量、切刀 数以及铸带板孔数由ＢＳＧ程序自动生成，粒子的质 量通过人工输入，切粒机的转速可以事先通过另外 一个功能按钮进行计算后由ＢＳＧ自动生成。当你 在图９所示面板上输入你所期望的粒子的质量并按 下确认键时，控制盘上会即时显示铸带板实际需要 的开孔数目并作为新的开孔数目记录下来，参见演 示图１０。开孑Ｌ数目的计算和切刀转速的计算是操 作ＢＫＧ切粒机的重点技巧，只要当切刀的实际转速 和通过计算出来的理论切刀转速非常接近时，铸带 板和切刀的使用寿命才会长，在宁波舜龙锦纶有 限，切刀和铸带板的更换周期一般在半年以上； 而铸带板实际开孔数目的多少直接影响切刀的转速 和齿轮泵的压力。因此二者相互依存，缺一不可。国内一些家在使用ＢＫＧ切粒机时，实际切刀转速 远远大于理论计算转速，从而加剧切刀和板面的磨 损程度，因此切刀和铸带板的使用寿命相对较短，往 往不到半个月就需要更换，这太不经济。 图１０演示图 此外还有一些其它的面板和相关的功能按钮． 由于篇幅所限，实际使用意义不大，在此不作介绍。 ５推广和应用前景 ＢＫＧ切粒机操作简易，粒子外观诱人，因此这 种切粒机一直受到众多国内家的青睐。但较国内 水下切粒机比，其价格略显昂贵，但并不会制约这种 新型切粒机的推广应用。因为宁波舜龙锦纶有限公 司为国内其它家提供了的应用模式：将其水 系统国产化，仅需购买ＢＫＧ的切粒系统和ＢＳＧ系 统，其价格可以降至接近国产水下切粒机的价格。 从使用性能来看，无论是粒子的外观质量，还是切刀 和铸带板的更换周期，舜龙都是国内做得的。 因此，用ＢＫＧ切粒系统配国产水系统将是国内用户 的选择。 赵洪．等：用于聚合物流变性测量的智能转矩流变仪的研制２７９ 表格自动形成双对数坐标的７一田，７一丁曲线＂Ｃ时的ｙ一田，ｙ—ｒ关系曲 可以直观观察聚合物加工时聚合物流动过程与挤出成型工艺有直接关系的离模膨胀效应和不稳定 流动的现象（熔体破裂现象）‘６１。 一１００ｉ舞东ｉ；； ｝一…々一｛．‘々｛ｊ；ｉ．－…一？‘ｔ‘ｉｊ？ｉｊｊｊ。１Ｌ—二．二－上。出——Ｌ－二＿Ｌ二００．Ｏｌ １００ ｌｕｕｕ １００００ ｙｒ／ｓ。ｌ ＬＤＰＥ的ｙ一，，，７一，．关系曲线仪器的推广和应用 目前，该仪器已经广泛地在全国各地大专院校、 科研机构和工业企业中使用，运行情况良好，得到了 用户的一致肯定。我们相信在广大用户的的支持 下，笔者将不断地提高本仪器的技术水平和可靠性， 为学术界和工业界提供性能价格比更高的优质仪 参考文献１周彦豪．聚合物加工流变学原理．西安：西安交通大学出版社． ２李华．ＭＣＳ－５１系列单片机实用接口技术．北京：北京航天航空 大学出版社，１９９３． ３谢勇．ＶｉｓｕａｌＣ＋＋６．０实例与精通．北京：科学出版社，２０００． ４刘晓明．硬聚氯乙烯改性与加工．北京：中国轻工业出版社，１９９８． ５马里诺 赞索斯［美］．反应挤出——原理与实践．瞿金平等译． 北京：化学工业出版社。１９９６． Ｆ汉森［德］．塑料挤出技术（２版）．郭奕崇等译．北京：中国轻工业出版社．１９８５． （上接第２７３页） 前景非常乐观。 此外，由于切粒形状不规则、切刀和铸带板更换 参考文献 周期短等缺点，不会阻碍这种新型高温水下切粒机 １陈道字．广东化纤，２００３（３）：３９ 推广，当你真正了解这种新型切粒机的重要性能之 大型尼龙６发展合成纤维工业１９９８２１（３）：２６ 切粒水温可调范围大，适用于几乎所有工程塑社。２００”２’．ｉ 料和纤维级切片的加工，如ＰＡ、ＰＰ、ＰＥ等，再加上切４易春旺．聚酰胺６新概念聚合．厶成纤维工业，２００６，２９（１）：５１ 粒水系统的国产化降低了ＢＫＧ切粒机的高昂价格， ５杨家吉．影响水下切粒外观质量的因素分析及改进措施．聚酯工 因此有理由相信，这种新型高温水下切粒机的使用 业，１哪（４）：６０ ＴＨＥＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＡＮＤＧＥＮＥＲＡＬＩＺＡＴＩＯＮＯＦＢＫＧＨＩＧＨ ＴＥ理雹ＲＡＴＵＲＥＵＮＤＥＲ．ＷＡＴＥＲ．ＣＵＴＬＥＲ Ｙｉ Ｃｈｕｎｗａｎ８ ．（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌ０ｆＤｇ｝ｌｍＵｎｉｖｅｆｉｓｔｙ，Ｓｈｍｓｈａ＿ｉ ２０００５１，Ｃｈｉｎａ） ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅａｕｔｈｏｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅａｎｄｍａｉｎｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆａｎｅｗｌｌｉｇｌｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｕｎｄｅｒ－ｗａｔｅｒ－ｃｕｔｅｒｍａｄｅ ｂｙＢｒｕｅｋｍａｎｎ＆Ｋｒｅｙｅｎｂｅｒｇ ＧｒａｎｕｌｉｅｒｔｅｃｈｎｌｋＣｍｂＨ Ｇｅｒｍａｎｙ．Ａｕｔｈｏｒ ａｌｓｏ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔｓｏｍｅｃｒｉｔｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓｍｉ．出ｂｅ ａｔｔａｃｈｅｄｉｒａ－ ｐｏｒｔａｎｃｅｔｏＳＯｔｈａｔｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｃａｎｂｒｉｎｇ ｐｌａｙｉｔｓ ｏｐｔｉｍｕｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ａｔ ｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅａｒｔｉｃｌｅ，ａｕｔｈｏｒｐｒｅｓｕｍｅｄ ｔｈｅｎｅｗｃｕｔｔｅｒ ｗｏｕｌｄｈａｖｅａｂｒｉｓｈｔ ｆｕｔｕｒｅａｆｔｅｒ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｍａｄｅｉｎＣｈｉｎａｔｏｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒｉｔｓ ｏｗｎｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ＢＫＧ，ｈｉｇＩｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｕｎｄｅｒ－ｗａｔｅｒ－ｃｕｔｔｅｒ，ｃｈｉｐｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
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