Fornu à rulli per a polimerizazione di a gomma: Cunsiglii per u cuntrollu di a temperatura

By Mike Chen, Direttore di Pruduzzione | Più di 12 anni in a fabricazione di gomma |LinkedIn

Punti chjave

• U cuntrollu di temperatura PID mantene a temperatura di u fornu di polimerizazione in ±1-2 °C da u puntu di setup, chì hè criticu per una densità di reticolazione uniforme in tutte e parti di un batch.
• I forni à rulli cù tamburi ottagonali ottenenu una megliu uniformità di temperatura cà i forni statichi perchè a rotazione cuntinua espone tutte e superfici di e parti à l'aria calda circulante.
• U regulatore PID Omron cù una uscita SSR 4-20 mA impedisce u sovraccaricu di u riscaldatore modulendu a putenza continuamente invece di accende è spegne u riscaldatore.
• I sistemi di prutezzione di doppia temperatura in i forni muderni di polimerizazione à rulli spenghjenu automaticamente u riscaldatore se u controller primariu falla, impediscendu incendi è danni à u pruduttu.

U fornu à rulli per a vulcanizazione di a gomma serve un scopu diversu da e presse di vulcanizazione primaria. A vulcanizazione secundaria - chjamata ancu post-vulcanizazione - cumpleta u prucessu di reticolazione chì principia in u stampu di compressione o iniezione. Siccome e proprietà fisiche di i cumposti di gomma cuntinueghjanu à sviluppassi durante a vulcanizazione secundaria, u cuntrollu consistente di a temperatura in u fornu di vulcanizazione affetta direttamente a qualità di u pruduttu finale.

Questu articulu tratta di i sistemi di cuntrollu di a temperatura utilizati in i forni à rulli per a polimerizazione di a gomma, cunsiglii pratichi per mantene un riscaldamentu uniforme è cumu ottimizà i parametri di prucessu per diverse cumpusizioni di gomma è dimensioni di lotti.

Perchè u cuntrollu di a temperatura in un fornu di polimerizazione di gomma affetta a qualità di u produttu

A polimerizazione di a gomma seguita una relazione tempu-temperatura definita da a curva di polimerizazione di u compostu. Per ogni aumentu di 10 °C di a temperatura di polimerizazione, a velocità di reazione raddoppia apprussimatamente. Una variazione di temperatura di solu 5 °C in un lottu di pezzi pò pruduce differenze misurabili in a resistenza à a trazione, l'allungamentu à a rottura è a deformazione à a compressione in u listessu ciclu di pruduzzione.

PerASTM D573èISO 188Sicondu i standard per l'invecchiamentu termicu di a gomma, a relazione trà a temperatura è u cambiamentu di pruprietà hè prevedibile quandu a temperatura hè cuntrullata currettamente. I prudutti induriti à l'estremità inferiore di a gamma di specifiche ponu avè una reticolazione incompleta, risultendu in un modulu più bassu è una deformazione di compressione più alta. I prudutti à l'estremità superiore ponu subisce una sovraindurimentu, diventendu fragili cù un allungamentu riduttu. Un fornu à rulli per l'indurimentu di a gomma cù un cuntrollu precisu di a temperatura elimina sta variazione da lottu à lottu è da parte à parte.

In i nostri testi di fabbrica in più di 200 lotti di vulcanizazione secundaria utilizendu u fornu à rulli XCJ-K600, avemu osservatu chì e parti polimerizzate cù una temperatura cuntrullata da PID in ±1,5 °C da u puntu di riferimentu anu mostratu una variazione di 23% inferiore in a durezza Shore A paragunata à e parti polimerizzate in forni cù oscillazioni di temperatura di ±5 °C.

Sistemi di cuntrollu di a temperatura in un fornu à rulli per a polimerizazione di a gomma

I forni à rulli muderni per a polimerizazione di a gomma integranu trè sistemi di cuntrollu chì travaglianu inseme per mantene cundizioni di trasfurmazione consistenti.

Regulatore PID cù uscita SSR

U regulatore di temperatura PID Omron in i forni à rulli XCJ-K600 è XCJ-K900 usa un algoritmu proporzionale-integrale-derivativu per calculà continuamente a putenza di u riscaldatore necessaria. U signale di uscita 4-20 mA pilota un relè à statu solidu (SSR) chì modula a putenza di u riscaldatore continuamente invece di accende è spegne u riscaldatore. Questa modalità di cuntrollu cuntinuu elimina u superamentu è u sottu-superamentu di a temperatura chì si verificanu cù termostati simplici on-off. U risultatu hè una temperatura di camera stabile cù una precisione di ±1-2 °C à i punti di impostazione trà a temperatura ambiente è 260 °C.

Sistema di circulazione d'aria calda

U mutore à alberu longu à alta temperatura chì aziona u ventilatore di a turbina produce 3000 CBM/h di circulazione d'aria. Siccomu l'aria calda si move continuamente attraversu u tamburu ottagonale è sopra e parti in gomma chì si movenu, ogni superficia di a parte riceve a stessa esposizione à u calore. Sta circulazione impedisce a furmazione di punti caldi vicinu à i riscaldatori è zone fredde vicinu à a porta o à l'anguli. L'insulazione di cuttone salatu di 100 mm mantene a temperatura di u muru esternu sottu à 35 °C durante u funziunamentu à 200 °C, riducendu a perdita di calore è migliurendu a stabilità di a temperatura.

Rotazione di u tamburu ottagonale per una esposizione uniforme à u calore

U disignu di u tamburu ottagonale serve un doppiu scopu: face girà e parti di gomma attraversu u flussu d'aria calda, è i muri interni sfaccettati creanu anguli di caduta variabili chì impediscenu à e parti di annidassi inseme. Una pila fissa di parti intrappola u calore in u centru, creendu differenze di velocità di polimerizazione trà e parti esterne è interne. U tamburu rotante elimina sta stratificazione, è u mutore di u rullu (0,75 kW) mantene una velocità di rotazione consistente indipendentemente da u caricu di u batch.

Cunsiglii di cuntrollu di a temperatura per u funziunamentu di u fornu di polimerizazione di gomma

1. Definisce i parametri PID basati annantu à a massa di u batch.Un lottu di 50 kg assorbe più calore durante a fase iniziale di riscaldamentu chè un lottu di 15 kg. Ajustate a banda proporzionale è u tempu integrale nantu à u controller PID Omron per tene contu di a differenza di massa termica. Cuminciate cù i parametri predefiniti di u fabricatore è aghjustate cù precisione in basa à u tempu di ricuperazione di a temperatura dopu u caricamentu.
2. Preriscaldate u fornu à rulli à u puntu stabilitu prima di caricallu.Caricà pezzi di gomma in un fornu chì ùn hà ancu righjuntu l'equilibriu termicu face chì a temperatura di a camera scenda sottu à u puntu di impostazione. U controller PID risponderà, ma u tempu di ricuperazione dipende da a putenza di u riscaldatore (10,5 kW in l'XCJ-K600) è da a massa di carica fredda. Aspettate 15-20 minuti di stabilizazione dopu chì u controller indica chì u puntu di impostazione hè statu righjuntu.
3. Monitorà u ricuperu di a temperatura dopu u caricamentu.U mumentu u più fretu in u ciclu di stagionatura si verifica 3-5 minuti dopu avè caricatu un batch frescu. A calata di temperatura ùn deve micca superà i 10 °C per l'XCJ-K600 cù un caricu di 15-20 kg. Se a calata supera i 15 °C, riduce a dimensione di u batch o aumenta u tempu di preriscaldamentu.
4. Aduprate a funzione di timer per un cuntrollu di ciclu consistente.U timer da 0 à 99,99 ore cù l'arrestu automaticu di u riscaldatore è l'allarme sonoru assicura chì ogni batch riceve a stessa durata di stagionatura. Ùn vi fidate micca di u cronometraggio manuale, postu chì a variabilità di l'operatore introduce variazioni di prucessu innecessarie.
5. Calibrate u regulatore PID ogni annu.A deriva di u sensore di temperatura cù u tempu affetta a precisione di u controller. L'input di u controller Omron deve esse verificatu cù una termocuppia di riferimentu calibrata almenu una volta à l'annu. Ricalibrare se a lettura differisce di più di 2 ° C da u riferimentu à a temperatura tipica di funziunamentu.
6. Verificate u sistema di prutezzione di surriscaldamentu ogni settimana.A doppia prutezzione di surriscaldamentu in i forni à rulli XCJ-K600 è XCJ-K900 include sensori indipendenti di limite altu chì spegnenu u riscaldatore se u controller primariu falla. Pruvate stu sistema elevendu u puntu di impostazione di u limite altu sopra a temperatura di funziunamentu è cunfirmendu chì u riscaldatore si disconnette.

Temperature di Fornu di Stagionatura Raccomandate per i Cumposti di Gomma Comuni

Temperature basate nantu à e linee guida generali di cumpusizione. I parametri attuali devenu esse cunfirmati cù u fornitore di cumpusizione è verificati per mezu di testi di pruprietà meccaniche secondu ASTM D412 è ASTM D395.

Problemi cumuni di cuntrollu di a temperatura in i forni di polimerizazione di a gomma

A maiò parte di i prublemi di cuntrollu di a temperatura ponu esse identificati per mezu di u monitoraghju regulare di u display di u sistema di cuntrollu Delta, chì furnisce informazioni in tempu reale nantu à u statu di funziunamentu.

Sceglie u fornu à rulli ghjustu per a polimerizazione di a gomma

I forni à rulli XCJ-K600 è XCJ-K900 di Xiamen Xingchangjia offrenu dui volumi di trasfurmazione per diverse scale di pruduzzione. L'XCJ-K600 hà una camera di 600 litri cù dimensioni di 1300 mm (L) x 1600 mm (A) x 1100 mm (P), adatta per a pruduzzione da chjuca à media. L'XCJ-K900 furnisce 900 litri à 1300 mm (L) x 1600 mm (A) x 1300 mm (P), cuncipitu per operazioni di stagionatura di volumi più elevati.

Tramindui i mudelli spartenu u listessu sistema di cuntrollu di a temperatura interna - un regulatore Omron PID, un riscaldatore di 10,5 kW, un ventilatore di circulazione di 3000 CBM/h è una doppia prutezzione da a surriscaldamentu. A custruzzione interna è esterna in acciaio inox 304 cù un spessore di parete di 1,5 mm impedisce a corrosione per anni di funziunamentu. L'intervallu di temperatura regulabile da a temperatura ambiente à 280 °C copre tutti i requisiti cumuni di vulcanizazione secundaria per i cumposti NBR, EPDM, FKM, silicone è HNBR.

Cunclusione: Una temperatura di polimerizazione consistente significa una qualità di gomma consistente

U cuntrollu di a temperatura hè u fattore u più impurtante in a vulcanizazione secundaria. Un fornu à rulli per a polimerizazione di a gomma cù cuntrollu PID, circulazione efficace di l'aria calda è rotazione di u tamburu ottagonale furnisce e cundizioni di riscaldamentu uniformi necessarie per una densità di reticolazione consistente in tutte e parti in ogni batch. I cuntrolli PID Omron cù uscita SSR 4-20 mA, accumpagnati da una circulazione d'aria di 3000 CBM/h è un isolamentu di 100 mm, furniscenu a stabilità di temperatura necessaria per a conformità ISO 188 è ASTM D573.

L'operatori chì seguitanu procedure sistematiche di gestione di a temperatura - preriscaldamentu, monitoraghju di a ricuperazione, verificazione di l'uniformità è mantenimentu di i sistemi di sicurezza - ottenenu una variazione più bassa in e proprietà di a gomma vulcanizzata è un rendimentu di pruduzzione più altu.