叶小明
湘潭炜达机电制造有限公司 湖南湘潭 411228
摘要：一直以来，环境污染问题是当今世界各国面临的重大社会问题之一。大气能见度日趋下降、灰霾天数不断增加、区域酸雨趋势加剧等一系列环境问题已经威胁到人类及其他所有生物的健康。氮氧化物是主要的大气污染物之一，主要来自于火电、冶炼等其他工业行业以及交通运输方式。目前我国主要还是采用燃煤发电，我国的火电厂排放的氮氧化物总量约占全国氮氧化物排放量的40%。而生产SCR催化剂、三元催化剂等环保蜂窝陶瓷的关键设备—蜂窝陶瓷挤出机的研究成为重中之重。蜂窝陶瓷挤出机一直被德国、日本等发达国家垄断，昂贵的价格严重制约着我国环保事业的发展。本文从蜂窝陶瓷挤出机的前景着手，分析了其目前存在的问题和弊病，并有创造性的提出了些许行之有效的解决方案，希望可以对未来蜂窝状陶瓷挤压机的研究及生产提供一些实际的帮助。
关键词：蜂窝陶瓷; 连续性挤出机；改进方式；
蜂窝陶瓷制品应用于多个工业领域，自身存在孔洞率高、孔隙大、堆积密度小、比表面积大等显著特点。早在多年前，蜂窝陶瓷作为催化剂或载体就已经被应用于烟气清洁中。蜂窝陶瓷的生产有一道特殊的工艺，这道工艺名为“挤出”，这道工艺的成功与否关系到蜂窝陶瓷最终能否成型，在整个蜂窝陶瓷的生产环节中占据着不容小觑的地位【1】。
一、蜂窝状陶瓷挤出机的未来前景
多年来，我国在生产蜂窝陶瓷制品完成“挤出”这道至关重要的工序时更多的是采用断续式间隔挤压法。实现断续式间隔挤压法需要利用的工具为活塞式的挤压机。这一类挤压机具有操作简便、上手迅速、前期投入少等优点。但其缺点也同样显而易见：断续式成型，成型过程人为干预多，产品质量不稳定；无法满足自动化的生产要求。除去此种断续式间隔挤压法以外，已有能够连续生产蜂窝陶瓷的连续挤出机问世。这种连续性的蜂窝陶瓷挤压机内部挤压力大，对蜂窝陶瓷制品的塑形效果好，能够快速的生产出各种对比表面积大、壁薄有严格要求的蜂窝陶瓷制品【2】。随着各行各业对蜂窝陶瓷制品的要求不断提高，特别是汽车国六排放标准的实施，连续性挤出机的效用也已日益凸显。对国外先进蜂窝陶瓷连续挤压机的生产过程进行透彻的研究，在此基础上生产出更为先进的连续性挤出机，能够为我国的蜂窝陶瓷生产行业提供更多的帮助。
二、我国在生产连续性挤出机时面临的专业性困境
在国际上早有连续性挤出机问世以后，我国也在市场的驱使下也展开了对蜂窝陶瓷连续挤出机的进一步研究和生产。在试运行未发现明显问题后，已经投入了商业和工业使用。蜂窝陶瓷连续挤出机的工作原理其实并不复杂：将混合完毕的原料放入挤出机内，在挤出机内部实现混合、揉捏以及塑形后，经过截断化处理的原料进入挤出机内部的抽气室，进行真空处理；完成真空处理工序后，原料经过挤出机的挤出螺旋的连续挤压，通过特定形状的模具，最后实现蜂窝陶瓷的成型。虽说整个连续性挤出机的操作工艺并不复杂，但据考证和实践结果证实，我国在生产连续性挤出机时仍旧面临着不小的专业性困境。首先是挤出机的螺旋角的角度张合程度存在构造缺陷，这导致了挤出机螺旋压力承载值较低，从而无法迅速进行“挤出”这一步骤，影响最终的成型效果；因为在挤出机螺旋截面上各个区域的压力不平均，这导致了在挤出时会产生挤出速度不一致的问题，最后造成产品不成型；因为挤出机内部没有配备降温设施，随着挤压动作的持续进行，摩擦生热导致挤出机内部温度较高，并将热量传导给了挤出机中的原料，对蜂窝陶瓷的最终成型效果产生影响；因为原料的粘着性较强，在进行抽气真空处理时容易造成抽气室的堵塞，无法对原料进行较完全的真空抽气，影响原料的整体致密性，从而影响了整个连续性挤出机的运作，耽误工作的进度，影响最终蜂窝陶瓷的成品质量【3】。
三、对于我国蜂窝状陶瓷连续性挤出机的更改意见
从我国在生产连续性挤出机时遇到的专业性困境为落脚点，结合国内外蜂窝状陶瓷连续性挤出机的相关研究成果，能够从连续性挤出机自身提出如下可行的更改意见。
（一）对挤出机螺旋角的角度进行合理构造
在上文进行问题分析时曾经提及：因为我国连续性挤出机的螺旋角在角度张合程度方面存在构造缺陷，这一缺陷导致了挤出机内部压力承载值较低，螺旋压力作用不明显，从而无法迅速进行“挤出”这一步骤，在影响生产速度的基础上，对最终产品的质量也造成了一定的影响。通过多次的实验以及实际性研究，综合蜂窝陶瓷原料的不同特性与挤出状态。最终计算得出，当挤出螺旋的螺旋角范围为9°～23°之间时，并且沿挤出方向逐渐缩小螺旋角，也就是变距螺旋，能够最大程度的提高挤出压力，增强对原料的压力作用，最终实现“挤出”程序的迅速化。
（二）为挤出螺旋施以平衡压力构造
因为在挤出机螺旋同一个截面上表面各个区域的挤出压力不均衡，这导致了在挤出时同一截面会产生挤出速度不一致的问题，由于蜂窝陶瓷大都是薄壁、孔洞率高的产品，最后造成挤出产品不成型，或是内部开裂的情况。而之所以同一截面会出现受力不平均的情况就是因为挤出螺旋旋转推动原料形成的压力不够平均，没有平衡助力为其实现平衡缓冲。所以就应该在挤出螺旋后端增加稳定的结构进行压力平衡和缓冲，防止在挤出产品时出现不稳定，也就是需要增加平衡挤出压力、消除螺旋应力的特定结构。这样能够更好地实现在同一截面的持续稳定压力，提高蜂窝陶瓷产品的品控和质量。
（三）在挤出机内部增加冷却系统
如果挤出机内部没有配备降温冷却设施，随着挤出机螺旋的持续旋转运行，摩擦生热就会导致挤出机内部温度的持续升高，并将热量传递给了正在挤出机中运行的原料，原料受热后温度升高不仅影响对蜂窝陶瓷的最终成型效果，甚至会使原料失活影响产品的催化效果。作为挤出机内部最容易因为反复摩擦产生热量的挤出螺旋和搅拌泥缸，在这两个地方增加冷却系统能够很大程度保证连续挤出机的持续运行。在挤出螺旋处安装冷却系统，当挤出螺旋表面温度升高到一定范畴时，冷却系统带走多余热量，降低螺旋表面的温度，实现在恒定温度下连续挤出【4】。而在搅拌泥缸处增加恒温冷却系统，能够更为有效的对因为搅拌而产生高温的泥缸进行快速冷却，避免温度的升高使原料的性质发生变化，从而给蜂窝陶瓷最终的生产结果带来弊病。
（四）为挤出螺旋设置辅助螺旋
蜂窝陶瓷原料的粘着性较强，单纯依靠挤出螺旋从真空抽气室向泥缸排料比较困难，容易造成真空抽气室堵塞，影响蜂窝陶瓷的连续生产。在真空抽气室安装辅助螺旋，与挤出螺旋旋向相反，既可使原料在真空抽气室最大限度抽出空气，又可将原料快速送入挤出螺旋，减少泥料在真空抽气室的时间，避免原料失湿形成硬质颗粒影响成型效果以及减少产品形成内部缺陷的机会。为蜂窝陶瓷的连续生产提供保障条件。
结论
蜂窝陶瓷制品因其自身所具有的无法比拟的优点在我国环保领域中已经占据了不小的市场份额。例如烟气处理的SCR催化剂，移动汽车的三元催化剂，水处理行业的无机过滤陶瓷膜，都是蜂窝陶瓷的具体应用。且随着经济的不断发展，蜂窝陶瓷的应用也在一天天的扩大。但面对蜂窝陶瓷连续挤出机生产和改进过程中遭遇的各类具体问题，从业人员更应该秉持问题导向，勇于面对问题，大胆解决问题。从不同的应用出发，持续改进连续挤出机的内部构造，以此推进蜂窝陶瓷连续挤出机行业的继续发展。
参考文献
[1]程小军.蜂窝陶瓷塑性液压挤出成形机[J].陶瓷，2002(4):46-47.
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