压延机辊筒控温如何选择合适的模温机

在橡塑行业中，流延膜压延机的辊筒需通过模温机实现精准控温，选择合适大小的模温机需综合辊筒参数、工艺需求及设备性能。以下结合实际案例，从关键参数、选型步骤及案例分析三方面展开说明：

一、关键选型参数

辊筒结构与尺寸

结构类型：包括空心辊筒、夹层辊筒、多孔流道辊筒等。不同结构影响导热油循环路径，需根据流道设计计算热交换效率。

尺寸参数：需提供辊筒直径、长度、壁厚及离地高度。例如，直径800mm、长度2000mm的辊筒，其导热油容积直接影响加热功率需求。

储油量：辊筒内部储油量决定模温机油箱容量，需预留10%-15%的膨胀空间以防止高温导热油溢出。

工艺温度需求

温度范围：流延膜压延工艺通常要求辊筒表面温度控制在150℃-250℃之间。若需快速冷却（如从220℃降至80℃），需选择具备直接冷却功能的模温机。

控温精度：高精度工艺（如光学薄膜生产）需模温机实现±0.5℃的温度波动，避免薄膜厚度不均或表面缺陷。

加热与冷却能力

加热功率：根据辊筒质量、比热容及升温速率计算。例如，将1吨辊筒从20℃加热至200℃需约150kW热量，考虑热损失后需选择180kW-200kW的模温机。

冷却方式：直接冷却（冷却水直接进入回路）适用于高温快速降温场景；间接冷却（通过热交换器）则用于对水质要求较高的工艺。

旋转接头与油泵匹配

旋转接头口径：需与模温机油泵流量匹配。例如，口径25mm的旋转接头需搭配流量≥35L/min的油泵，以确保导热油循环速度。

油泵类型：齿轮泵适用于高粘度导热油，离心泵则用于低粘度介质，需根据导热油型号选择。

二、选型步骤（以流延膜压延机为例）

参数收集

辊筒尺寸：直径1000mm、长度2500mm、壁厚50mm；

工艺温度：180℃-220℃，控温精度±1℃；

冷却需求：从220℃降至100℃需≤15分钟；

旋转接头口径：32mm。

计算加热功率

辊筒质量估算：体积≈0.196m³，钢材密度7850kg/m³，质量≈1538kg；

加热热量：Q=mcΔT=1538kg×0.46kJ/(kg·℃)×(220-20)℃≈141,000kJ；

加热时间假设：30分钟（1800秒），功率需求≈78.3kW；

考虑热损失（20%），最终选择90kW-100kW模温机。

选择冷却方式

需快速降温，选择直接冷却模温机，搭配流量45L/min的油泵和32mm口径旋转接头。

验证控温精度

选用PID控制的模温机，通过温度传感器实时反馈并调整加热功率，确保±1℃精度。

三、实际案例分析

案例1：某光学薄膜生产线

需求：辊筒直径800mm、长度2000mm，需将温度稳定在200℃±0.5℃，并支持从200℃降至80℃的快速冷却。

解决方案：

选用120kW油式模温机，搭配流量35L/min的齿轮泵和25mm旋转接头；

采用直接冷却系统，冷却水流量8L/min，10分钟内完成降温；

实际运行效果：温度波动≤±0.3℃，薄膜厚度均匀性提升15%。

案例2：某锂电池隔膜生产线

需求：辊筒直径1200mm、长度3000mm，需在180℃-220℃范围内精准控温，且导热油需兼容聚乙二醇（PEG）介质。

解决方案：

选用150kW防爆油式模温机（Ex d ⅡB T4），油箱容量500L；

配置耐腐蚀油泵和32mm旋转接头，支持PEG介质循环；

实际运行效果：温度稳定性±0.8℃，设备连续运行无故障超2000小时。

四、选型注意事项

预留功率余量：建议选择比计算功率高10%-20%的模温机，以应对极端工况或未来产能扩展。

兼容性验证：确保模温机与导热油型号（如矿物油、合成油）匹配，避免介质分解或腐蚀。

维护便捷性：优先选择模块化设计、易拆卸清洗的模温机，降低后期维护成本。

安全认证：选择通过ATEX、CE或中国防爆认证的设备，确保符合行业安全标准。