热融直压工艺

影响压延制品质员的因素很多，一般说来，可以归纳为四个方面。即挤出压延的操作因素，原材料因素，设备因素和辅助过程中的各种因素。所有这些因素对防水卷材的影响都是相同的。下面以聚乙烯丙纶防水卷材生产工艺（热融直压工艺）为例来说明各种因素的影响。

（一）、压延机的操作因素

1、辊温与辊速

物料在压延成型时所需的热量，一部分是压延辊提供的，另一部分来自物料在挤出机内与螺杆壁的摩擦以及物料本身的剪切作用产生的热量。产生摩擦热的大小除与辊速有关外，还与物料的增塑程度有关，也即与其粘度有关。因此，不同的物料，在相同的辊速条件下，其温度控制就不同，同样，相同配方不同的转速时，其控制温度也不同。

2、压延辊的速比 　压延机相邻两辊筒线速度之比称为辊简的速比。使压延机具有速比的目的，不仅使压延物依次贴于辊简，而且还在于使塑料能更好地塑化，因为这样能使物料受到更多的剪切作用。此外，还可以位压延物取得一定的拉伸与取向，从而使所制薄膜厚度减小和复合（聚乙烯与丙纶织物）质量提高。为了达到拉伸与取向的目的，辅机与压延机辊简速度也有相应的速比。薄膜冷却后要尽量避免拉伸。

3、辊距与存料量 　调节辊距的目的是为了适应不同厚度制品的要求，也是为了改变存料量。压延机的辊距，除最后一道与产品厚度大致相等之外，其它各道都比这个数值要大，而且按压延机辊筒的排列次序自上而下逐渐减少，借以使辊筒间隙中有少量存料，辊隙存料在压延成型中起储备．补充的作用。存料过多对设备也不利，因为增加了辊筒的负荷。若存料过少，则因压力不足造成薄膜表面毛糙。所以可知辊隙存料是压延操作中需要经常观察和调节的。

（二）、原材料因素

1、树脂

一般说来，使用分子量较高和分子量分布较窄的树脂较好，可以得到物理力学性能好的，热稳定性高和表面均匀性好的制品，但会增加压延温度和对设备负荷，对生产较薄的膜更为不利，所以在设计配方时要进行多方面考虑，选用适用的树脂。 　为了提高产品的质量，用于压延成型的树脂有了很大的发展，用本体聚合的树脂产品透明度好，吸收增塑剂效果也好。此外通过树脂与其它材料的掺合改性和单体接枝成段共聚，从而得到性能更好的树脂。

2、其它组分

配方中对压延成型影响较大的是增塑剂和稳定剂。增塑剂含量越多，物料的粘度就越低，因此在不改变压延机负荷下，可以提高辊简转速或降低压延温度。

采用不适当的稳定剂经常使压延辊筒(包括花辊筒)表面蒙上一层蜡状物质，致使膜面不光，生产中发生粘辊现象或在更换产品时发生困难。压延温度越高，这种现象越严重。出现蜡状物质的原因，是由于稳定剂与树脂的相容性太差，而且其分子极性基团的正电性较高，以致压延时被挤出而包在辊子表面，形成蜡状物。颜色、润滑剂及毡合剂等原料也有形成蜡状层的可能，但不如稳定剂严重。

（三）设备因素

操作时，压延辊受塑料的反作用力，这种能使两辊简分开的力也称为分离力或横压力，分离力导致辊筒变形，产品出现中间厚两边薄的现象。如果用高粘度的塑料，增大压延辊的直径和宽度，提高线速度和生产簿型制品，都将导致分离力提高，产品厚度均匀性下降。解决的方法：中高度法、轴交叉法、预应力法。

（四）、冷却定型阶段影响产品的因素

1、冷却

冷却必须适当，当冷却不足时，卷材会发皱，卷取后收缩率也大；若冷却过度，辊筒表面处会因温度过低而有冷凝水珠也会影响制品质量。

2、冷却辊流道的结构

冷却辊进水端辊面温度必然低于出水端，所以卷材两端冷却的程度不同，收缩率也就不一样。解决的办法是改进冷却辊的流道流向结构，务必使冷却辊表面温度均匀一致。2100433B

SBC防水卷材挤出压延生产工艺流程

主要由高速混合机、挤出机、压延机和牵引机、卷曲机组组等组成。参见上图

热模压是在加热、加压条件下，模压成型、固化、炭化一次完成。这是制造高性能炭-炭材料的有效手段，其特点是：

（1）防止炭-炭制品分层，提高炭/炭力学性能。由于树脂固化，炭化时都要产生大量小分子，这些小分子的逸出会是炭-炭层间分离，施压压力可改善炭纤维与基质炭间的结合，提高炭-炭材料强度。

（2）缩短工艺周期，提高工艺效率。采用热模压成型、固化、炭化是在加热、加压条件下一次完成，使炭-炭材料制造工艺简化，提高了工艺效率 。2100433B

根据加热时所用的载热体的不同，可分为气体载热体和固体载热体两种生产工艺流程。

热压型焦气体热载体热压工艺流程

该流程以热废气作为载热体，以厦门铁厂的流程为例，如下图1加以介绍：

以单种弱粘结煤或无烟煤，配入少量粘结性煤为原料，经干燥预热，用燃烧炉内煤气燃烧生成的热废气快速加热至塑性温度区间。为控制塑性温度，热废气用约150℃的循环废气调：常至550~600℃，经快速加热的煤料用旋风分离器分出，通过维温分解使其充分软化熔融，最后经挤压成型得到热态型煤。由旋风分离器分出的废气，作为煤料干燥预热的热载体。千燥预热和快速加热均在流态化下进行，多数采用截流管，也可用旋风加热筒。此流程应用广泛，可用单种弱粘结煤和配合弱粘结煤。缺点是气体载热体风料比较大，约为1.7~2m³废气/kg·煤，因而增加烟泵及洗涤系统的负荷。废气温度不能太高，否则煤粉过早软化分解，粘于壁上，产生的热解产物混入废气，容易堵塞管道。

热压型焦固体热载体型焦又称双组分工艺

从气载工艺看，其原料煤是具有粘结性的单种煤，煤加热到塑性温度一般分干燥预热和快速加热三段进行有利于充分利用加热气体的热量，使煤粒均匀加热。在固载工艺方面，粘结性煤只加热到200~350℃之间，低于其软化温度，但低挥发分煤或半焦单种加热到600~700℃，用作固体热载体，然而与经过预热到200~350‘C之间的粘结性煤充分搅拌混合使混合煤迅速达到粘结煤的塑性温度区间。煤的快速加热常用设备有直立管，沸腾炉等，使热载体直接与煤粒接触。快速加热后需要在某一温度段内恒温一段时间，使其有热分解的过程，通过恒温使煤料充分软化熔融。当煤料在塑性期间大量热分解之后，硬化之前这一段时间内，成型是最合适的，选择得当可以避免热压型煤在成型后的膨胀和开裂情况。显然成型温度将选择在塑性温度段的较高温度段为佳；成型温度因不同的煤种而异，低煤化度的煤成型温度较低，而且其塑性温度段的区间很小。

粉煤变成型焦的最后一道工艺是后处理工序。目的是进一步降低挥发分，提高型煤强度。后处理方式有自热硬化方式和炭化两种。

自热硬化方式：又称热焖硬化方式，自热硬化是利用离开成型机的400余度型煤自身的温度在密闭而绝热（保温）的容器内，继续热分解，而硬化成为似焦型煤。这种的焦型煤称为热焖型煤，似焦型煤的挥发分物质可下降到万分之几。

炭化方式：趁热将型煤装入炭化炉内，炭化温度有低温和高温之分。低温炭化温度约690℃，高温炭化温度为900℃以上，所得产品为热压型焦挥发分小于15%的热压型煤炭化用内热式直立炉进行炭化，其加热需要的煤气可以自给自足。挥发分高于15%的热压型煤用外热式直立炉进行炭化，目的减少挥发分高的型煤在加热过程中因热应力而产生碎裂，加热所需的煤气更能自给

热压型焦气体载热体工艺与固体载热体工艺的优缺点

气体载热体的优点是：

1. 用煤范围较宽；

2. 工艺较简单，加热控制较容易；

3. 产品质量好、强度高，适用于高炉冶炼。以无烟煤或贫煤等不粘煤配粘结煤为原料时亦可用于铸造业。

固体载热体相对于气体载热体工艺来说用煤范围受到一些限制，工艺较为复杂，加热控制较难，产品质量虽耐磨性较差，但裂纹少，型焦块度较完整，适用于铸造熔炼。

热压型焦国外热压型焦工艺简介

西德最大的煤炭研究单位埃森煤炭研究公司（Bergbau Forschung GmbH）与鲁奇石油技术公司（Lurgi）共同开发的BFL法，前苏联基辅焦炭研究所的萨波日尼科夫法，荷兰斯塔茨米金公司（Staatsmijnen）开发的Ancit法，美国联合煤炭公司（Consolidation Coal Co.）与贝赛尔亨钢铁公司（Bethle—hem Steel Co.）、国民钢铁公司（National Steel Co.）及共和钢铁公司（Republic Steel Co.）共同开发的Consol-BNR法，英国煤炭总局（NCB）开发的Homefire法及Roomheat法，日本公害资源所研究的NIPR法，波兰的Chpw法及西德的BMV及B.w.V.（Berg Werks Ver band）法等均属于热压成型法。多数工艺是将占原料30%的焦煤加热至其软化熔融温度（350~450℃），利用它的粘结性或加入同一工艺中非焦煤炭化付产的焦油与70%的非焦煤半焦均匀混合，在400~500℃温度下热压成型，再进行炭化成型焦。下面介绍部分主要工艺的流程。

气体载热体型焦工艺

英国煤炭总局（NCB）的Homefire及Roomheat法是将约含37%挥发分的煤磨细到小于1.2毫米，干燥后在约420℃的流化床中炭化，约停留35分钟后，把热的低温焦通过加热导管送至成型机中热压成型，再在隔绝空气的条件下冷却至约200℃，最后用水淬冷，制成的型煤含挥发分约20%～23%，主要用作民用无烟燃料。Homefire型煤厂生产能力约100 x 10⁴吨/年，Roomheat型煤厂的生产能力约25×10⁴吨/年。型煤再进行炭化就得型焦。

我国1979年开发出ATEG-2第二代气体载热体热压成型工艺，建成75kg/h试验装置。1994年用以无烟煤为主的配煤生产铸造型焦这两种流程采用的煤都是单种弱粘煤或者配煤。用400~480℃的热废气干燥预热到200~220℃，再用600℃热废气快速加热到420～460℃，热煤与废气分离出来后，经过维温阶段预压成煤带，再用对辊成型机压成型煤，该型煤为60×60×50mm，枕形，冷却后可直接作燃料，也可再进行炭化（800～950℃）制取型焦。（ATEG-2）与（ATEG-1）的差别是：①用直立式加热管代替了旋风加热炉，优点在于结构简单了。②将煤干燥预热段，快速加热段二段串联的加热方式改为煤预热段和快速加热段并联，再与煤干燥段串联的“两并一串”的加热方法。由此加热管和预热管出来的热废气可用来干燥湿煤，排放出来的废气温度低（<150℃），提高了热利用率；由于预热煤和加热煤间的温差减小，可避免细煤粉因过热引起的粘结和堵塞加热系统的现象。

我国鞍山热能院开发的ATEG工艺对煤种的适应性较强，既能使用粘结性较弱的煤种，特别是高挥发份弱粘结煤单独成型，又能用无粘结性的无烟煤、贫煤、不粘煤以及其他煤料为主体原判（用量>65%）与强粘结性煤相配。生产满足不同用途的型煤和型焦。

用高挥发分低灰低硫弱粘性煤生产的型焦可用作高炉燃料，以无烟煤为主体与强粘结煤配在一起制成的型焦可用于5T/h以下冲天炉。

固体载热型焦

西德BFL法

西德BFL法的工艺流程图如下图2所示。BFL法是双组分热压成型工艺。将非焦煤在流化床中，于700~800℃温度下进行炭化，生成含挥发分约5%的半焦，然后与预热至约300℃的焦煤以7：3的比例混合，付产的煤焦油同时加入，温度保持在约450℃，在500kg/cm²的压力下热压成型。在西德的普罗斯珀（Prosper）焦化厂建成了12.5吨/时再进行炭化成型焦的示范装置。

日本NIPR法

日本公害资源所的NIPR法的特点是将非焦煤与焦煤分别在两个温度不同的流化床中加热，前者在550~600℃温度下进行低温炭化，后者在200～250℃温度下进行预热，然后混合送入对辊机中在线压力4.9~6.6吨/厘米（约相当于500kg/cm²）的条件下热压成型。试验规模为2吨/日。

热氨融霜就是将压缩机排出的热氨气引进蒸发器，利用过热蒸气冷凝时所放出的热量，将蒸发器表面的霜层融化。蒸发器内原来积存的氨液和润滑油，则在压差的作用下，排入融霜排液桶或低压循环贮液器。

融霜所用的热氨气，必须保证有足够的量及适当的压力和温度。一般用于融霜的热氨量，不能大于压缩机排气量的三分之一。融霜热氨压力约为600-900kPa。

融霜用热氨气应从油分离器的排气管上接出。在较大的制冷系统中，宜设置专用的油分离器(非洗涤式的)。融霜热氨管不宜穿过低温地段，而应设置在常温穿堂内，并应敷设隔热层。隔热材料应采用石棉、玻璃纤维、矿棉毡或水玻璃膨胀珍珠岩制块等材料，而不能采用软木或泡沫塑料之类不能耐高温的材料。

热氨融霜一般仅用于冷库冷藏间的光滑排管中。融化下来的霜和水必须立即清扫，否则将重新冻结成冰。一般当冷藏间的顶排管或墙排管融霜时，在货物或地板上铺设油布之类的覆盖物，避免融霜水冻结在货物或地板上。冷风机已不单独采用热氨融霜，因为不仅效率低，而且霜层融化而成的水的排放也有许多麻烦，一般冷风机多采用水融霜或者热气一水融霜。

热气融霜系统热氨融霜系统工作原理

热氨融霜系统一般都和制冷系统的供液和回气调节站结合起来布置，因此其布置方法与制冷系统的型式密切相关。图1(1-气液分离器；2-液体分调节站；3-排液分调节站；4-冷却设备；5-热气分调节站；6-气体分诃节站)示出的重力供液系统和氨泵供液系统采用了热氨融霜系统。以图1为例说明融霜系统的工作原理：冷却设备(蒸发器)4正常工作时，只有液体分调节站2和气体分调节站6分别与冷却设备有关的阀门是打开的。当需要融霜时，首先关闭洪液阀和回气阀，使冷却设备4与气液分离器1切断。然后开启排液和热气分调节站的有关阀门，使热氨气由上部进入冷却设备4，在热氨气的压力作用下，使冷却设备内的氨液排入融霜排液桶，借热氨蒸气所带来的热量，使冷却设备4外表面的霜层融化。然后按相反的程序关闭和开启有关阀门，便融过霜的冷却设备4重新投入正常工作。融霜时应分冷间依次进行。其它热氨融霜系统的工作原理基本相同。