芯块成型工艺技术改进

潘彬

（中核北方核燃料元件有限公司，内蒙古 包头014035）

1 引言

制粒成型生产线是将化工制备的粉末经过单锥混料、预压制粒、双锥混料、压制成型等工序，制成满足一定尺寸、形状、密度和强度等技术要求的生坯[1]。

在生产芯块过程中，制粒成型生产线因旋转压机供料不连续、生坯传输不顺畅等因素导致产生过多废粉和过多缺陷生坯。为了提高生产线的运行能力和粉末的利用率、增加生坯的成品率，节约成本，提高企业效益，因此，提出对芯块成型生产线进行优化改进的具体措施。

2 现状分析

由于不同批次的粉末在颗粒度、松装密度等性能方面存在差异[2]，粉末松装密度的大小，流动性的好坏直接制约着最终生坯的质量。旋转压机在保证高自动化运转的同时对粉末的填充、连续提出更高的要求，供料一旦间断，旋转压机便自动停机，不仅增加废粉、废生坯的产生量，而且严重影响生产效率。

2.1 旋转压机供料不连续

旋转压机为粉末向生坯转化的关键设备，在压制过程中，经常发生因旋转压机供料不连续导致的压机自动停车，致使工艺流程线上产生大量的废粉和废生坯。经生产现场调查，产生上述问题主要由压机供料软管和中间料箱两方面的因素导致。①供料软管在粉末重力和管内负压下变形堵死。②中间料箱物料流动不畅，形成粉末搭桥。

2.2 生坯传输不顺畅

生坯在传输过程中遵循以下流程：旋转压机压制出生坯后，生坯呈直立状态，经过滑槽后使其由直立状态翻倒呈水平状态，后经双列传输圆带将生坯水平按列传输。达到一定长度的生坯列后，在汽缸及夹料爪作用下经过渡挡板后进入V 型槽。装满一盘后，生坯被自动吸起装入钼舟。异常情况主要包括以下方面：①滑槽滑行段长度过长，导致生坯在滑槽翻倒时摔碎；②生坯与过渡挡板发生刮蹭、卡死，导致生坯传输受阻、过渡挡板发生变形损坏；③V 型料盘向前步进时与生坯发生错位，影响装盘效率。

3 改进技术方案与措施

通过对产生缺陷的原因分析，为进一步提高生产线的效率和产品质量，重点从以下几个方面进行改进。

3.1 提高旋转压机供料的稳定性

3.1.1 改进旋转压机供料软管形式

将软管更改为不锈钢形式的下料管。因中间料箱与旋转压机进料口的接口尺寸不一致，因此，上部设计为法兰连接形式，下端设计为直口，接一短软管，可以方便感知内部料位的高低。

3.1.2 中间料斗安装振动下料装置

为了解决中间料箱粉末“搭桥”的问题，通过采用空气振动装置，在中间料箱底部锥面上对称安装两个空气振动装置，且在旋转压机旁安装了异地控制柜，方便操作。

3.2 提高生坯传输的连续性

3.2.1 改进生坯出料滑槽结构

因滑槽坡度过大、生坯躺倒时属刚性接触，为此重新设计了滑槽，增加了生坯在滑槽斜面上直立行走的距离[3]，使生坯躺倒时直接与传输圆带相接触，避免了生坯的摔碎。

3.2.2 重新设计过渡挡板结构

针对之前过渡挡板存在卡堵生坯的问题，对过渡挡板进行了重新设计。

3.2.3 改进V 型槽结构

为了防止生坯在V 型料盘和V 型槽之间发生错位，将V型槽末端做一低于料盘高度的切口，使生坯在向前步进的时候避免与V 型槽发生相互作用，防止在传输过程中出现生坯的紊乱。

4 技术改进效果评价

①改进压机供料管和在中间料箱安装振动装置的项目实施完成后，中间料箱中粉末可以完全自由流动，压机供料管没有发生堵料的故障，彻底解决了旋转压机供料不稳定的问题。中间料箱振动装置具有异地控制方便、快捷的优点。改进之后，可减少因压机供料不稳定导致压机停机而损失的1%的废粉。②在生坯自动传输段安装了改进后的滑槽后，生坯翻倒时直接落入传输圆带上，在后续生产中没有发生生坯摔裂的问题；同时，新设计的过渡接口处和V 型槽步进过程中，没有发生生坯的卡堵和刮蹭的现象。改进后，可减少因卡堵而产生的1%的废生坯。

该项改进技术实施后，压制生坯的产量提高了15.6%，且生坯成品率提高至99.5%，效果显著。