天才年產(chǎn)5000噸PVC管材生產(chǎn)工藝設(shè)1全解

1、年產(chǎn)5000噸PVC管材生產(chǎn)工藝設(shè)計 姓名： 班級： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 作為科技發(fā)展的產(chǎn)物之一，pvc管材在日常生活中觸目可及。在歐洲，1980年1990年塑料管的增長率為8%，2001年產(chǎn)量達(dá)350萬噸，其中pvc管占60%。美國1985年塑料管產(chǎn)量為160萬噸，1999年產(chǎn)量約360萬噸，其中，pvc管占78%。而中國的第一根upvv擴(kuò)口管材是于1983年在沈陽塑料廠（現(xiàn)沈陽久利的前身）誕生的，此后，中國大陸具備了pvc給、排水管的生產(chǎn)能力。二十世紀(jì)90年代后期是中國大陸pvc管道的高速發(fā)展時期。期間一些年產(chǎn)能在5萬噸以上的工廠陸續(xù)建成投產(chǎn)，萬噸以上生產(chǎn)規(guī)模的pvc管道工廠達(dá)30多家。目

2、前塑料管道的年生產(chǎn)能力為200萬噸。目前中國塑料管道生產(chǎn)能力達(dá)300萬噸，主要有pvc、pe和ppr管道三大類，其中pvc管道是市場份額最大的塑料管道，占塑料管道近70%的份額。pvc管材生產(chǎn)線1600余條。年生產(chǎn)能力250萬噸以上，2003年pvc管道（管件）年產(chǎn)量達(dá)120多萬噸。在塑料管道中，pvc的份額為70%， pe占25%， ppr占4%， 其它占1%。雖然pvc管道的快速發(fā)展吸引眾多企業(yè)進(jìn)入這個行業(yè)投資，但在國內(nèi)生產(chǎn)眾多廠家（2000多家）眾，年產(chǎn)能力在1萬噸的僅有70多家，年產(chǎn)3萬噸以上的企業(yè)為20多家并擁有行業(yè)60%的產(chǎn)量。整體而言，國內(nèi)小口徑、低附加值的管道企業(yè)多，大口徑、高

3、技術(shù)含量的企業(yè)少。國內(nèi)部分生產(chǎn)廠家的產(chǎn)能分別是：華亞塑膠：10萬噸、河北寶碩：8萬噸、國風(fēng)集團(tuán)：8萬噸、中材管道：6.5萬噸、浙江永高：4.5萬噸、福建亞通：4萬噸、湖北凱樂：4萬噸、廣東顧地：3萬噸、沈陽久利：3萬噸。19982003年pvc管道的產(chǎn)量。pvc管道的迅速發(fā)展來自于諸多因素的推動。根據(jù)十五化學(xué)建材發(fā)展綱要，到2005年，在全國新建、改建、擴(kuò)建工程中，建筑排水管道70采用塑料管，建筑雨水排水管道50采用塑料管，城市排水管道20%采用塑料管，建筑給水、熱水供應(yīng)和供暖管道60%采用塑料管；城市供水管道（dn400 以下）50%采用塑料管，村鎮(zhèn)供水管道60%采用塑料管； 城市燃起管道(

4、中低壓管)50%采用塑料管，建筑電線穿線護(hù)套管80%采用塑料管。重大工程的投資又將有力拉動對pvc管道的需求。如南水北調(diào)、西部打開發(fā)振興東北老工業(yè)基地、2008奧運會申辦成功等成為需求增加的主要因素。但是，目前，pvc管材的加工能力分布存在結(jié)構(gòu)性不合理。中小企業(yè)加工能力主要集中在pvc排水管，同時大量的非標(biāo)管仍充斥市場，導(dǎo)致市場競爭無序而混亂。PVC（聚氯乙烯）是世界上產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品之一，價格便宜，應(yīng)用廣泛，聚氯乙稀樹脂為白色或淺黃色粉末。根據(jù)不同的用途可以加入不同的添加劑，聚氯乙稀塑料可呈現(xiàn)不同的物理性能和力學(xué)性能。在聚氯乙稀樹脂中加入適量的增塑劑，可制成多種硬質(zhì)、軟質(zhì)和透明制品。 純的

5、聚氯乙稀的密度為1.4g/cm3,加入了 增塑劑和填料等的聚氯乙稀塑件的密度一般為1.15-2.00g/cm3。 硬聚氯乙稀有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊能力，可單獨用做結(jié)構(gòu)材料。 軟聚氯乙稀的柔軟性、斷裂伸長率、耐寒性會增加，但脆性、硬度、拉伸強(qiáng)度會降低。 聚氯乙稀有較好的電氣絕緣性能，可作低頻絕緣材料，其化學(xué)穩(wěn)定性也好。由于聚氯乙稀的熱穩(wěn)定性較差，長時間加熱會導(dǎo)致分解，放出HCL氣體，使聚氯乙稀變色，所以其應(yīng)用范圍較窄，使用溫度一般在-1555度之間。 主要用途： 由于化學(xué)穩(wěn)定性高，所以可用于制作防腐管道、管件、輸油管、離心泵和鼓風(fēng)機(jī)等。聚氯乙稀的硬板廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)上制作各種貯槽的襯

6、里，建筑物的瓦楞板，門窗結(jié)構(gòu)，墻壁裝飾物等建筑用材。由于電氣絕緣性能優(yōu)良，可在電氣、電子工業(yè)中，用于制造插頭、插座、開關(guān)和電纜。在日常生活中，聚氯乙稀用于制造涼鞋、雨衣、玩具和人造革等！PVC型材產(chǎn)品經(jīng)歷了導(dǎo)入期和高速發(fā)展期，從時間上看，可以分別定義為二十世紀(jì)80年代90年代中期和1995年2002年左右。2003年以后，PVC型材行業(yè)進(jìn)入了轉(zhuǎn)型期。在產(chǎn)品的導(dǎo)入期：生產(chǎn)商普遍追求低造價，簡化了門窗型材斷面，配方中大量填充碳酸鈣，導(dǎo)致產(chǎn)品性能很低，很多質(zhì)量問題的出現(xiàn)影響了產(chǎn)品的推廣。 1995年開始，一批有實力的企業(yè)，開始消化吸收國外歐式型材的技術(shù)精華，研制出自己的門窗系列，成為國內(nèi)塑料門窗的主

7、導(dǎo)，推動門窗的技術(shù)更新和發(fā)展，也使整個行業(yè)得到了空前的發(fā)展和高速增長。進(jìn)入產(chǎn)品成熟期后，也即從2003年起，許多弊端開始反應(yīng)出來，過高的利潤率導(dǎo)致盲目投資過多，使行業(yè)綜合產(chǎn)能近300萬噸，遠(yuǎn)高于市場需求；很多新進(jìn)入的投資者沒有從產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新入手，而是簡單模仿，甚至偷工減料，假冒偽劣，行業(yè)市場競爭處于非健康狀態(tài)。原料市場價格不斷上揚，加劇這種非健康的競爭，使部分企業(yè)經(jīng)營處于困境，出現(xiàn)停產(chǎn)或半停產(chǎn)狀態(tài)聚氯乙烯管材的生產(chǎn)方法質(zhì)聚氯乙烯管材加工時,采用懸浮法聚氯乙烯樹脂為主要原料,與穩(wěn)定劑、顏料、潤滑劑和填料等助劑配合使用,經(jīng)捏合后,加入雙螺桿擠出機(jī)塑化擠出聚氯乙烯管材,經(jīng)冷卻定型后,切割成需要

8、的長度,加工溫度160180,根據(jù)管材不同用途,適當(dāng)調(diào)整配方組分,以便獲得有良好物化性能的聚氯乙烯管材。隨著聚氯乙烯管材加工技術(shù)的發(fā)展,國外為降低管材生產(chǎn)成本,推出了芯層發(fā)泡管,這種管材采用共擠出方法,使低發(fā)泡聚氯乙烯管材內(nèi)、外表面覆蓋一層非發(fā)泡聚氯乙烯硬皮層,該管材與不發(fā)泡管材相比韌性更好,有較好的承載能力,耐磨損和隔音效果,節(jié)約樹脂25%40%。目前,世界上這種管材加工技術(shù)以臺塑公司水平較高,其次是美國、法國、德國、日本、韓國均有成熟生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備,成為國外暢銷的產(chǎn)品。生產(chǎn)方法是將芯層、皮層使用的配料分別經(jīng)過捏合后加人2臺成90角的擠出機(jī)組(或3臺擠出機(jī)組)混煉塑化,然后,通過一分料頭,確

9、保分隔成2股硬皮層的物流與發(fā)泡芯層料很好連接,并送人后面的機(jī)頭和模具,生產(chǎn)出表面光滑、管壁內(nèi)部發(fā)泡的復(fù)合管壁結(jié)構(gòu)的聚氯乙烯管材。隨著聚氯乙烯管材市場的擴(kuò)大,大口徑公用工程管,尤其是下水道管需求量逐年增加,管材直徑越做越大,管材壁厚和用料也增加,使管材生產(chǎn)成本上揚。為降低大口徑管材的生產(chǎn)成本,國外做了大量的工作,一是開發(fā)了徑向有增強(qiáng)肋的薄壁大口徑管材,比舊工藝節(jié)約樹脂40%,生產(chǎn)方法簡單,管材有較高的抗沖擊強(qiáng)度和韌性,由于加工方法簡便、原料消耗量低,管徑可做到500mm左右。二是開發(fā)了一種空心壁的聚氯乙烯大口徑管,管徑可做到1.5m。生產(chǎn)方法是先擠出矩形空心型材,然后螺旋纏繞并用紅外線焊接成管材

10、,而且加工速度與擠出加工相同,節(jié)約樹脂50% 60%,具有與實心壁管材一樣的強(qiáng)度和韌性。在美國,這種管材采用在現(xiàn)場生產(chǎn)的方式,原料由供料汽車送到施工現(xiàn)場,采用連續(xù)作業(yè),挖土機(jī)先挖出地溝,管材加工車隨加工便將管材輸人地溝,然后掩埋。不但節(jié)約了管材的運輸費用,而且不需龐大的料場和倉庫。生產(chǎn)工藝流程：原料及助劑高速混合低速攪拌印商牽引冷卻定型擠出切割捆扎包裝成品PVC管材生產(chǎn)工藝流程可分為三個過程：成型料準(zhǔn)備過程，包括配方、混合（高速和低速）、過篩或者造粒。擠出成型過程，將配好的物料在上料器的作用下，由料倉送至擠出機(jī)的加料斗中，然后物料由加料斗進(jìn)入擠出機(jī)進(jìn)行加熱、塑化。塑化完全后，塑化料被定量擠出。

11、定型包裝過程，經(jīng)過冷卻定徑箱泠卻定型，再經(jīng)過牽引機(jī)、切割機(jī)，上光烘干固化后，檢驗合格即為成品原料配方的選擇組分名稱組分份數(shù)百分率（%）PVC XS-410066.23CPE(36%)106.62ACR40142.65馬來酸二丁基錫21.32UV-910.66氯化石蠟21.32硬脂酸21.32輕質(zhì)CaCO3201.32金紅石型TiO253.31Sb2O353.31計原始數(shù)據(jù): （一）聚合聚生產(chǎn)能力 5000噸/年硬PVC管材； （二）年生產(chǎn)時間 7200小時； （三）PVC管材合格率 99%； （四）產(chǎn)品規(guī)格 60 mm；（五）物料損耗系數(shù)表十 物料損耗工序配料高速混合擠出成型成型后處理損耗率0

12、.2%0.4%0.3%0.3%生產(chǎn)能力計算按每天物料在各工序中進(jìn)出料量進(jìn)行計算工序輸入輸出物料物料損耗小計配料41575414928341575混合414924132616641492成型413264120212441326后處理4120241078.4123.641202日輸入輸出物料4157541078.4總耗496.6物料衡算流程圖：后處理成型混合配料41575 41492 41326 41202 41078.4高速混合機(jī)的查表得配料表觀密度為1.5kg/L設(shè)每批的混合操作時間為0.7小時查張家港宏基機(jī)械有限公司生產(chǎn)高速混合機(jī)資料選SHR800A高速混合機(jī)，有效容積為600LSHR800

13、A高速混合機(jī)參數(shù)參數(shù)/型號總?cè)莘e有效容積電機(jī)功率主軸功率（rpm）SHR800A80060060/90370/740螺桿擠出機(jī)查閱司資料選取SJSZ9222型號錐形雙螺桿擠出機(jī)表十三 SJSZ9222型號錐形雙螺桿擠出機(jī)參數(shù)擠出機(jī)型號螺桿直徑(mm)螺桿轉(zhuǎn)速(rpm)主電機(jī)功率(kw)加熱功率(kw)中心高(mm)凈重(kg)最大擠出量(kg)外形尺寸(m)SJSZ-922292/18834.775-110kw85kw1050800080061.62.5查閱塑料磨粉機(jī)專業(yè)生產(chǎn)公司資料選取JWP-550型號磨粉機(jī) JWP-550型號磨粉機(jī)參數(shù)型號主機(jī)功率(kw)風(fēng)機(jī)功率(kw)電壓(V)總功率(

14、kw)刀盤直徑(mm)進(jìn)料直徑(mm)出料細(xì)度(目）產(chǎn)量（kg/h)外形尺寸LWH (m)JWP-550375.5380V 50HZ42.5550640-120200-3802.523因為產(chǎn)品合格率為99%，故日廢品回收的量只有100kg，選取一臺磨粉機(jī)就能達(dá)到生產(chǎn)求，查閱張家港市昌元橡塑機(jī)械廠資料選取SWP400型號破碎機(jī)表十五 SWP400型號粉碎機(jī)參數(shù)型號旋轉(zhuǎn)刀軸直徑（mm）破碎量（kg/h）進(jìn)料口尺寸（mm）功率(kw)重量（kg)外形尺寸LWH (m)SWP400400200-400400250116601.30.91.7表八 本設(shè)計配方PVC樹脂100硬脂酸鋇1.2CPE樹脂4石蠟

15、0.43PbO.PbSO44PE蠟0.2硬脂酸鉛2輕質(zhì)碳酸鈣40各種原料單耗總量： 主要原料消耗序號原料名稱規(guī)格單耗量年消耗用途1PVC樹脂SG50.6678219.79主要原料2CPE樹脂H1350.027332.74填充劑33PbO.PbSO4AR/工業(yè)0.027332.74熱穩(wěn)定劑4硬脂酸鉛99%0.013160.21穩(wěn)定劑5硬脂酸鋇99%0.00898.59穩(wěn)定劑6石蠟58#半精煉0.00336.97潤滑劑7PE蠟20kg/包0.00112.328輕質(zhì)碳酸鈣800目0.2673290.38填充劑硬質(zhì)PVC管材擠出工藝溫度控制范圍/擠出機(jī)（壓縮比）原料形態(tài)料間螺桿機(jī)頭和口模轉(zhuǎn)速范圍/（r

16、/min）一段二段三段四段五段一段二段三段 單 螺 桿（2.4）粒狀供料段 壓縮段 計量段100140 150180 160180/16017017018517518565,1430;90,1030;150,712單螺桿（3.0）粉狀130150 160175 170180/160170170185175185雙 螺 桿60/125粉狀175185170180155165150160155165125140170180180190180190437車間設(shè)備布置的原則(1) 從經(jīng)濟(jì)和壓降觀點出發(fā)，設(shè)備布置應(yīng)順從工藝流程，但若與安全、維修和施工有矛盾時，允許有所調(diào)整。(2) 根據(jù)地形、主導(dǎo)風(fēng)向等條

17、件進(jìn)行設(shè)備布置，有效的利用車間建筑面積（包括空間）和土地（盡量采用露天布置及建筑物能合并者盡量合并）。(3) 明火設(shè)備必須布置在處理可燃液體或氣體設(shè)備的全年最小頻率風(fēng)向的下側(cè)，并集中布置在裝置（車間）邊緣。(4) 控制室和配電室應(yīng)布置在生產(chǎn)區(qū)域的中心部位，并在危險區(qū)外。(5) 充分考慮本裝置（車間）與其他部門在總平面布置圖上的位置，力求緊湊、聯(lián)系方便，縮短輸送管線，達(dá)到節(jié)省管材費用及運行費用的目的。(7) 所采取的勞動保護(hù)、防火要求、防腐蝕措施要符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。(8) 有毒、有腐蝕性介質(zhì)的設(shè)備應(yīng)分別集中布置，并設(shè)圍堰，以便集中處理。(9) 設(shè)備安全通道、人流、物流方向應(yīng)錯開。(10) 設(shè)備布置應(yīng)整齊，盡量使主要管道走向一致。車間設(shè)立面布置的原則廠房的立面形式有單層、多層和單層與多層相結(jié)合的形式。多層廠房占地少但造價高，而單層廠房占地多但造價低。采用單層還是多層主要應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)的需要。例如制堿車間的碳化塔，根據(jù)工藝要求須放在廠房內(nèi)，但塔有比較高，且操作崗位安排在塔的中部以便觀察塔內(nèi)情況，這樣就需要設(shè)計多層廠房；另一種情況是：設(shè)備大部分露天布置，廠房內(nèi)只需要安置泵或風(fēng)機(jī)，這種情況可設(shè)計成單層廠房。對于為新產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)而設(shè)計的廠房，由于生產(chǎn)過程中對工藝流程和設(shè)備需要不斷改進(jìn)和完善，一般都設(shè)計一個較高的單層廠