(华东)高温硫化半钢子午线轮胎外观质量缺陷的原因分析及解决措施

(上)橡胶行业节能技术和设备介绍来源:中国化工信息网 2007年8月3日0 前言橡胶行业是国民经济中消耗能源较大的行业之一，一个年产100万套轮胎的传统轮胎企业每小时消耗蒸汽约40 t ，消耗电量约7000 kW ·h 。

目前轮胎企业用机械式轮胎硫化机硫化1100R20子午胎时，根据轮胎硫化机采取节能措施情况，每硫化一条轮胎可消耗蒸汽约110-180 kg 。

因此，减少能耗，节约能源，降低生产成本，一直是橡胶企业所关心的问题。

研究开发节能型橡胶加工设备及利用节能技术改造设备，提高设备使用性能，是目前降低橡胶行业能耗的主要措施之一。

由于我国国民经济整体生产水平比较落后，属国际上能源消耗大国，也是能源浪费大国。

为此中央提出在“十一五”期间降低能耗20%。

橡胶行业响应中央号召，为实现中央降耗目标而努力，多年来开发了不少行之有效的降耗节能设备和节能新措施，为橡胶行业的节能降耗工作作出了贡献。

为便于了解行业节能技术情况，根据个人水平将有关资料收集汇总如下，供同行参考。

1 炼胶设备节能措施炼胶是橡胶加工中消耗电能最多的一道工序，一台F270密炼机的装机功率达1000-1500 kW ，因此做好炼胶设备的节能工作极为重要，在设计新机型和提高使用效率方面，出现了许多好经验。

1.1 提高密炼机转子转速和压砣压力提高密炼机转子转速和压砣压力可以提高生产效率，节约电能。

当采用过去压砣对物料压力≤0.2 MPa ，转子转速20 r/min 的250 L 低压低速密炼机炼胶时，每千克混炼胶能耗高达0.25-0.35 kW ·h ；而当采用压砣对物料压力≥0.45 MPa ，转子转速40r/min 的270L 高压快速密炼机炼胶时，每千克混炼胶耗能0.1173 kW ·h 。

因此，每加工1000 kg 混炼胶，至少比老式密炼机要少消耗100 kW ·h 电能。

国内过去大量生产的低压低速密炼机如果不进行改造，就应该淘汰，推广采用高效节能密炼机，以减少电能消耗。

1.2 利用智能密炼机控制系统节能青岛高校软控和浙江大学共同开发的两栖智能密炼机上辅机系列利用统计学理论、人工智能和专家系统，解决混炼质量的波动。

智能密炼软体由混炼生产过程延模、门尼预报与排胶控制、炼胶工艺优化和混炼专家系统组成。

密炼机安装使用该系统后，在正常工作和混炼规程不变，原材料质量稳定条件下，同种胶料门尼值波动±2(M 100H 4)实现的概率在95%以上，±3(M 100H 4)实现的概率在97%以上，±5(M 100H 4)实现的概率在99%以上，炭黑分散度提高1个等级以上，混炼时间和能耗分别减少约7%和11%左右。

华南理工大学MLJ-300型密炼机微机智能控制系统用于F270密炼机时，可提高炼胶效率20%，并提高胶料合格率。

1.3 变速混炼工艺节能将密炼机混炼工艺调整到最佳点，充分利用输入的能量同样可以节能。

山东威海三角轮胎公司有3台GK400、5台GK255密炼机，其中4台为串轴式ZZ2转子直流无级调速密炼机，在智能控制仪自动控制下进行变速混炼，在排胶温度、门尼黏度相当的情况下，可以提高综合效率22%左右，节能8%。

变速混炼对硫化胶的物理机械性能和硫化性能基本没有影响。

因此，采用直流电机变速混炼工艺混炼胶料时，胶料质量稳定，效率高，节能。

1.4 采用新型转子提高混炼效率不同结构的转子对混炼效率、混炼质量具有重要影响。

目前有一种以分布混炼功能为主设计的凸棱功能型NST 转子，可使胶料在混炼室内快速轴向变换，增强混炼功能。

F270密炼机使用NST 转子后，可以提高混炼均匀性，如以合成胶为主及以天然胶为主的胎面混炼胶的ODR 值标准偏差分别降低28%和69%左右，生产能力分别提高14%和10%左右。

另一种新结构6WI 型转子具有6条凸棱、3条长棱、3条短棱，在3条长棱的前、中、后部位交替开有缺口，使胶料流动复杂化，可减少炼焦时间12%，增加填充量1.2%，提高生产效率13%。

2 高效节能新设备2.1 销钉机筒冷喂料挤出机作热炼供胶橡胶挤出机从普通热喂料挤出机和冷喂料挤出机发展到销钉机筒冷喂料挤出机是橡胶挤出机发展史上的一项重大成就。

由于销钉机筒冷喂料挤出机具有节能、产量高、胶温低、总体投资省等诸多优点，目前已在许多挤出生产工艺中取代了热喂料挤出机和一般冷喂料挤出机，并取代开炼机热炼焦料用作压延机供胶方向推广应用。

根据山东泰山轮胎公司改造Φ610×1730压延机供胶系统的经验，当用2台Φ150×12D 销钉机筒冷喂料挤出机加一台Φ560开炼机取代5台Φ560开炼机时，每班可减少5名操作人员，每班可节电800 kW ·h ，年可节约人工费和电费40余万元。

传统的钢丝帘布压延机供胶系统用4台Φ660×2130开炼机供胶。

2003年青岛黄海橡胶集团和安徽合肥佳通公司采用内蒙古富特橡塑机械公司的销钉冷喂料挤出机取代开炼机作为钢丝压延机的供胶系统。

该系统由混炼胶片供料系统和2台Φ200销钉冷喂料挤出机等组成，必要时可另加1台Φ660×2130开炼机出片供胶。

2种不同供料方式的对比数据如表1所示。

表1230%-40%。

二者相比，采用销钉冷喂料挤出机可减少装机功率560 kW ，若添加1台开炼机，仍可减少装机功率280 kW 。

根据德国Berstorfs 公司资料，用2台Φ200销钉冷喂料挤出机取代4台Φ660×2130开炼机向Φ700×1800S 型四辊纤维帘布压延机供胶时，得出了可节能40%和减少占地面积75%的结论。

由此可以看出，用销钉冷喂料挤出机取代开炼机向压延机供胶具有明显节能的优点，但目前国内由于存在工艺方面的分歧，推广使用有限，应予研究解决。

2.2 高效工程胎胎面挤出缠绕成型机在成型工程轮胎时采用传统方式贴合胎面时是一项繁重而复杂的操作，不但劳动强度大，效率低，且贴合质量差。

采用工程胎胎面计算机仿型挤出缠绕生产线挤出缠贴胎面节能高效。

以山东泰山轮胎公司为例，在成型23.5-25工程胎时，若用整条胎面贴合成型，每班4人成型7-8条胎，而用仿型挤出缠绕成型胎面时，每班3人成型，12-14条胎，劳动效率提高1倍以上，能耗少，人员少，产品合格率提高2.5%，降低了产品生产成本。

2.3 高效六角形钢丝挤出缠绕生产线传统的子午胎六角形钢丝圈挤出缠绕生产线一次只能缠卷成型1个六角形钢丝圈，效率较低。

天津赛象和上海康旭公司在吸取引进技术的基础上生产了可同时缠卷成型2个六角形钢丝圈的双工位六角形钢丝圈挤出缠卷生产线，生产效率提高了70%。

2006年年初，无锡第一橡塑有限公司与普利司通合作，生产了可以同时成型6个钢丝圈的6工位六角形钢丝圈挤出缠卷生产线，其生产效率至少是单工位的4倍。

轮胎企业在达到相同产量条件下，高效生产线可节约设备投资，减少占地面积，节能。

6工位生产线目前仅用于普利司通惠州工厂。

2.4 子午胎高效多鼓成型机为提高子午胎成型效率，子午胎一次法成型机从两鼓机发展到三鼓机和四鼓机。

天津赛象、桂林橡机、北京航空制造工程所、青岛高校软控和沈阳蓝英等企业的三鼓成型机的台班产量可从两鼓机的50-60条胎提高到120条胎，但价格是两鼓机的1.7-2倍。

四鼓机的成形效率为130条胎左右。

国产全钢载重子午胎四鼓成型机由于观点和技术等原因，发展迟缓，目前国内轮胎企业使用的主要从VMI公司进口的四鼓机。

VMI公司的轿车子午胎四鼓成型机35 s即可成型1条单层帘布、冠包侧结构的轿车胎，台班产量可达到700多条胎。

2.5 新型高效内胎接头机绍兴精诚橡塑机械公司在生产传统内胎接头机的基础上开发了新型LNJ-D320内胎接头机，改进了切割方式和模口结构。

机器切刀从前向后呈水平切割，切割后切刀下降，内胎胎体进行对接，在对接过程中切刀复位，节省了切割和接头的时间，保证切割面新鲜，提高接头强度。

经过改进的模口使内胎胎坯在模口内有一定的舒展空间，保证足够的接头压力。

新型接头机可使产品合格率达到99.2%以上，班产量从普通接头机的400条左右提高到6-00条，生产效率提高了50%。

2.6 纸塑再生利用平板机由于纸塑包装材料的大量应用，给环保工作提出了如何再生利用废纸塑材料的问题。

上海迪胜橡塑机械有限公司研究成功了可将废纸塑生产成取代木材的包装、家具及装潢用材料的成套生产设备，其中10-15层、800-1600t的油压热平板机和冷压机是关键设备。

该设备的研发成功，可推进废纸塑包装材料的回收利用，有利于环保和节能。

(下)橡胶行业节能技术和设备介绍3 轮胎硫化系统的节能硫化轮胎是轮胎生产过程中消耗蒸汽能源的主要工序。

轮胎硫化机蒸汽能源的消耗受硫化机结构及硫化工艺的制约，且轮胎硫化机是定型产品，因此硫化机本身的节能潜力有限，但硫化机在轮胎企业的使用中，通过不断摸索，积累了不少节能经验。

3.1 新硫化工艺3.1.1 氮气硫化所谓氮气硫化是蒸汽加氮气硫化，蒸汽加热提供热能，氮气保压节能。

因此，氮气硫化高效节能，降低生产成本，提高胶囊使用寿命，减少设备维护修理费用。

采用氮气硫化轿车子午胎时，先用0.13-0.3 MPa蒸汽定型，而后充入1.4-1.8 MPa高压蒸汽提供热量进行硫化，数分钟后充入2-2.5 MPa高压氮气，在正硫化期间保持压力至硫化结束。

北京首创轮胎公司20台硫化机采用氮气硫化1年以来，多产轮胎16万条，新增产值3400万元。

四川川橡公司在子午胎充氮硫化的基础上，在轻载斜交胎的硫化中也使用了氮气硫化，但根据子午胎与斜交胎胎圈宽度和冠厚的差异，需调整硫化工艺参数。

采用该工艺硫化7.50-1616PR轻载斜交胎时，在不回收氮气的情况下，硫化每条胎至少可以节约1.79元。

氮气硫化技术日趋成熟，桂林橡机厂和北京合众创业技术公司等可提供适用氮气硫化的轮胎硫化机和供氮系统，并可提供老机改造服务。

目前，氮气硫化虽具有节能等诸多优点，但主要用于胎体较薄的轿车子午胎的硫化。

在载重子午胎硫化中如何推广使用尚需继续摸索和研究。

3.1.2 等压变温硫化工艺由桂林橡机厂提出的等压变温硫化工艺与上述氮气硫化具有异曲同工之处，其工艺是在轮胎用定型蒸汽定型后，在1min内缓慢充入1.4-1.6 MPa高压蒸汽，保持若干分钟后充入一次过热水，将热水与高温蒸汽混合，热水循环若干分钟，内温和内压达到过热水的温度和压力，开始硫化。

此时关闭热水回水阀，热水停止循环，轮胎逐渐达到正硫化，保压至硫化结束。

关闭热水循环后，内温渐降。

由于在轮胎硫化过程中大量减少过热水循环运用时间，通过节约热水而节约热能和电能，降低生产成本。

用该工艺硫化10.00R20轮胎时，消耗过热水由原来5.25 m3/锅降为2.5m3/锅，电能消耗仅为原来的30%。