电磁加热技术在超高分子量聚乙烯管材生产中的应用

    电磁加热技术是一项已经成熟并且广泛运用的加热技术，它打破了传统的电阻式电热圈从内向外的扩散式加热，改用由外向内包围式渗透加热，发热原理是通过先进的电路系统在被加热的金属内部产生高频磁场，高频磁场根据高频感应原理在被加热的金属内部产生高频电子碰撞，从而产生热量使金属温度迅速上升，达到加热金属材料体内物件温度。由于是高频感应原理，高频线圈不和被加热金属直接接触，散在空气中的热量得到控制，避免传统方式加热效率低下和热能利用率低的问题，节电相对率达60%以上，热有效能不到40%左右提升到95%左右，节能效果明显。同时，还可以根据具体情况在料筒外部包裹一定厚度的隔热保温材料并通过以外向内定向渗透技术，外部热量相当小，降低环境温度，避免人工高温下作业。由于采用绝缘材料和耐高温电缆制造，且降低了使用环境的温度，所以不存在着像原电热圈的电阻丝在高温状态下氧化而缩短使用寿命的问题，具有热效高、升温速率快、省电节能、使用寿命长、安全可靠等优点，降低了使用成本。
    山东东方管业有限公司在生产超高分子量聚乙烯管材过程中，将加热模式由过去传统的电阻加热圈加热，改装为高频电磁加热方式加热，解决了单螺杆挤出机进料口加热功率密度不够的问题。因加热板使料筒金属直接发热，可以快速地升温，料筒就是发热体，热量不需要传导，加热效率大幅度提高，比原电阻式加热圈节电60%以上。并且对原生产工艺、操作程序无任何影响和改变。从根本上解决了长期困扰单螺杆挤出机加热领域的技术难题。
加热是塑料挤出过程能够进行的必要条件，温度控制系统的波动稳定度直接影响产品的挤出成型质量。挤出成型温度有料筒温度、塑料温度、螺杆温度。温度由加热冷却系统控制，由于螺杆结构、加热冷却系统不稳定、螺杆转速变化等原因使挤出物料温度在径向和轴向都存在波动，从而影响制品质量，制品各点强度不一样，产生残余应力，表面灰暗无光泽。因此设计变频报警控制系统，准确进行温度系统控制，确保工艺过程稳定。 
1、高、低温报警使能：设置报警通道：通道1-通道8，对应通道具有相应的高温、低温报警使能。
2、高、低温报警输出：设置报警通道：通道8-通道1，代表相应的通道现在处于高温、低温报警状态。
3、设置整机高、低温报警位
4、设置高、低温报警偏差值。                         
创新点：
1、测量值小数点控制精确，输出值的单位为0.1℃。
2、手动∕自动切换，自动复位控制，程序在下一次动作周期时，自动清除本身及手动使能位，使该通道平稳进入自动控制状态。
3、可以设定自整定标志。

推  广  应  用  前  景  与  措  施

1.热能转化
感应加热技术，可以将 95% 以上的电能转换成热能，同时不会将热能散发到空气中去，此外还将螺杆剪切热，化学热等能量有效的利用起来，三管齐下最大限度的节约能源。
2.降低环境温度---环境友好性
由于有隔热层保护，线圈表面最高只有65度左右，操作者可以赤手放在隔热层上，而不会烫伤和灼烧。按照散热量来计算，每年可以节省4个月的空调制冷期，在空调能耗上还可以节省35%左右电费，工作车间将告别夏季50度的室温的酷暑，从而提高工人的工作舒适环境。
3.挤出工艺性好，产品质量有保证
由于加热迅速，物料在下料段就可以达到充分的熔融状态，熔体质量好，色母的分散，填料的分散，助剂等填充物能能充分的混合、搅拌、均匀分散，制件的物理性能，表面质量更好更完美，
此外加热没有死角，可以降低挤出压力，使挤出机的机械部分也有相对的节能效果，熔体质量好，可以提高材料的流动性，和模速率，缩短注塑周期。
4.综合优势
节电60-80%；提高生产效率：由于加热迅速，加快了预热周期（为传统加热方式的时间的 40% ），提高熔融速度，减少加热距离，消除加热限制的瓶颈，使其更快的进入生产状态；由于产品的均一性更好，可提高产品质量；由于能够达到更精确的控温，塑胶熔体更好的搅拌，分散，混合；热启动快温度变化平稳，加热无死角。

在今后的工作中，将该技术进一步引用到超高分子量聚乙烯翻边制作工艺，进一步优化超高分子量聚乙烯材料的生产制作工艺。