¿Cómo solucionar el problema del agarrotamiento del rodillo mezclador?

En la mezcla de caucho y plásticos mediante un molino abierto, el problema del pegado de los rodillos no solo reduce considerablemente la eficiencia de la producción, sino que también hace que la limpieza sea una tarea larga y laboriosa. Además, el pegado repetido de los rodillos puede provocar un sobrecalentamiento localizado del compuesto de caucho, lo que afecta a la calidad de la mezcla. Entonces, ¿por qué se produce el pegado de los rodillos? En la mayoría de los casos, se debe a una falta de coincidencia entre tres parámetros fundamentales: la temperatura, la velocidad de rotación y la separación entre rodillos. Estos se analizarán en detalle a continuación.

I. Temperatura: el factor que más influye

Un control inadecuado de la temperatura de los rodillos es el principal factor que provoca que el compuesto de caucho se adhiera a los rodillos.

Cuando la temperatura del rodillo es demasiado alta, la temperatura del compuesto de caucho en la superficie de contacto con el rodillo aumenta rápidamente. La viscosidad del compuesto de caucho cerca del rodillo disminuye y su fluidez aumenta, lo que facilita que penetre en los poros microscópicos del rodillo y se adhiera. Esto es especialmente cierto en el caso de los cauchos con una viscosidad intrínsecamente alta, como el caucho natural y el caucho de estireno-butadieno, que tienen un mayor riesgo de adherirse a los rodillos a altas temperaturas.

Cuando la temperatura del rodillo es demasiado baja, la dureza del compuesto de caucho aumenta y su fluidez disminuye, lo que provoca que se acumule y se estanque en los espacios entre los rodillos. Además, tras repetidos movimientos giratorios, tiende a adherirse a la superficie del rodillo.

Recomendaciones de ajuste:

Por lo general, la temperatura del rodillo delantero debe ser entre 5 y 10 °C inferior a la del rodillo trasero para facilitar que el compuesto de caucho recubra el rodillo delantero.

Los distintos tipos de caucho tienen sus propios rangos de temperatura recomendados: el caucho natural suele mantenerse entre 50 y 60 °C; el caucho de nitrilo requiere temperaturas aún más bajas, entre 40 y 50 °C; y el caucho de cloropreno no debe superar los 50 °C.

Si el rodillo ya se ha pegado, puede intentar aplicar una pequeña cantidad de ácido esteárico o un agente desmoldante en la superficie del rodillo, pero esto es solo una solución temporal. Para resolver el problema de raíz, debe ajustar la temperatura.

II. Velocidad de rotación y relación de velocidad: una espada de doble filo de la fuerza de cizallamiento

La velocidad de rotación de los rodillos y la relación de velocidad entre los rodillos delantero y trasero determinan la magnitud de la fuerza de cizallamiento a la que se ve sometido el compuesto de caucho.

Si la relación de velocidad es demasiado alta, la fuerza de cizallamiento resulta excesiva, lo que provoca una rápida generación de calor. Esto causa una fricción intensa entre el compuesto de caucho y los rodillos, lo que da lugar a un aumento significativo de la temperatura en zonas localizadas y aumenta el riesgo de que los rodillos se peguen durante el mezclado.

Si la relación de velocidad es demasiado baja, la fuerza de cizallamiento es insuficiente, lo que provoca una mala dispersión de los agentes de mezcla y un amasado inadecuado de la mezcla de caucho en los rodillos, lo que además facilita la aparición de adherencias localizadas.

Recomendaciones de ajuste:

Las relaciones de velocidad más habituales para los molinos abiertos oscilan entre 1:1,1 y 1:1,3. Para la plastificación es aceptable una relación de velocidad ligeramente superior, mientras que para la mezcla es preferible una relación ligeramente inferior.

Cuando se produce el pegado de los rodillos, se puede reducir adecuadamente la velocidad de rotación para disminuir el calor generado por el cizallamiento.

Si el compuesto de caucho ya se ha ajustado a los rodillos pero se produce deslizamiento en la parte inferior, se puede ajustar con precisión la relación de velocidad para mejorar el avance.

III. Holgura entre rodillos: el “regulador” del inventario de compuestos de caucho

El tamaño del espacio entre rodillos influye directamente en la cantidad de compuesto de caucho acumulado y en el estado de presión en dicho espacio.

Si la separación entre los rodillos es demasiado pequeña, el rendimiento de la mezcla de caucho disminuye, el caucho acumulado no se mezcla lo suficiente y el tiempo de permanencia en la separación entre los rodillos es corto, lo que facilita la acumulación de calor y hace que la mezcla de caucho se pegue al rodillo.

Si la separación entre los rodillos es demasiado grande, se acumula un exceso de caucho, y la masa de caucho se pliega repetidamente en dicha separación sin poder pasar con fluidez, lo que provoca una presión local excesiva y puede hacer que la masa de caucho se adhiera al rodillo.

Recomendaciones de ajuste:

En la fase inicial del mezclado, la separación entre rodillos puede ser ligeramente mayor, manteniéndose entre 3 y 5 mm, para facilitar la entrada del compuesto de caucho y la adición de los agentes de mezcla.

Después de añadir los rellenos, reduzca gradualmente la separación entre los rodillos hasta 1-2 mm para mejorar la dispersión por cizallamiento.

Si se produce el pegado del rodillo, intente aumentar adecuadamente la separación entre los rodillos para reducir la presión sobre el compuesto de caucho acumulado.

IV. Ajuste coordinado de tres factores clave

La temperatura, la velocidad de rotación y la separación entre rodillos no son variables independientes; se influyen mutuamente. Por ejemplo:

• Cuando la temperatura del rodillo es demasiado alta, se puede reducir adecuadamente la velocidad de rotación para disminuir el calor generado por el cizallamiento.
• Si la relación de velocidad es elevada, se debe reducir adecuadamente la temperatura del rodillo para compensar el efecto del calentamiento por fricción.
• Cuando se reduce la separación entre rodillos, disminuye la cantidad de material de caucho que pasa a través de ellos. En este caso, se puede ajustar con precisión la velocidad de rotación para mantener una alimentación fluida del material.
• Si surgen problemas con la mezcla y la adherencia a los rodillos, se recomienda comprobar cada factor en el siguiente orden: primero ajuste la temperatura, luego la separación entre rodillos y, por último, la velocidad.

V. Otros factores influyentes

Además de los tres factores mencionados anteriormente, los siguientes factores también pueden provocar que los rodillos se atasquen:

• Formulación de la mezcla de caucho: un contenido excesivo de aceite en el relleno y unas proporciones inadecuadas de ciertos aditivos polares aumentan la probabilidad de que el rodillo se pegue.
• Estado de la superficie del rodillo: El desgaste, los arañazos o el desprendimiento del cromo en la superficie del rodillo aumentan considerablemente el riesgo de que este se atasque.
• Secuencia de adición: Si se añade el plastificante demasiado pronto, se ablandará el compuesto de caucho, lo que facilitará que el rodillo se pegue; si se añade demasiado tarde, la dispersión será deficiente.