斜交轮胎的氮气硫化
轮胎的氮气硫化工艺
轮胎的氮气硫化工艺Mathur A N著 涂学忠摘译 为了在竞争激烈的轮胎市场上获得成功,世界各地的轮胎厂都在努力尽可能建立最大的技术和经济优势,同时保持最低的生产成本。
许多轮胎公司十分关注的一个领域是将轮胎的蒸汽和过热水硫化改为以氮气为介质的硫化。
随着轮胎厂对这项技术的许多优点越来越熟悉,他们开始评价能否在其轮胎硫化中使用氮气。
目前,已有70多家轮胎厂使用氮气硫化,而且越来越多的工厂正在试验或评价氮气的应用。
已不再限于几家大公司掌握氮气硫化技术诀窍,世界各地已有越来越多的中、小型企业开始应用这一技术。
几乎所有新建厂和新建流水线都采用氮气作为硫化介质。
采用氮气硫化工艺最主要的优点是可降低生产成本。
过热水硫化需要大量高压热水不断地在厂内循环,与之相比,氮气硫化仅需要少量密闭的气体向胶囊提供高压。
另外,使用氮气清洁、安全和简便。
1 背景传统上使用高压蒸汽有效地硫化轮胎。
但是,优质子午线轮胎具有使用高强力带束层的更为复杂的叠层结构,随着这种轮胎的出现,越来越需要在更高的压力下进行硫化,而这种压力是单用蒸汽硫化无法达到的。
这导致了许多轮胎转而采用过热水硫化。
高压水使轮胎可以在所需高压下硫化,无需相应提高温度。
但是,由于需要较多能量和添置经常要维修的泵、加热器等设备,采用过热水会显著提高生产成本。
轮胎工业后来进行的研究开发导致了将放热气体应用于轮胎硫化工艺。
这一工艺使用蒸汽和放热气体或惰性气体。
这种混合体系在经济上是合理的,但有以下缺点:机械设备易出故障、维修费用高、使用条件有局限性、可能污染环境和设备及管道易被腐蚀。
后来对这种用气体硫化的工艺进行了改进,使用氮气替代放热气体获得了富有成效的结果。
采用在高压下储存的氮气,取消了若干机械设备,提供了一种无氧、无毒、无腐蚀和无反应活性的硫化介质。
它操作成本低,而且使用安全。
2 氮气硫化体系由于氮气具有前面所述的种种优点,世界各地的轮胎公司正在转向或考虑采用这种使用蒸汽和高压氮气的体系。
轮胎生产硫化氮气系统课件
变压吸附的原理
吸附量
任何一种吸附剂对于同一 被吸附气体来说，在吸附 平衡的情况下，温度愈低， 压力愈高，吸附量愈大， 如果温度不变，在加压的 情况下吸附，用减压或常 压解吸的方法，称为变压 吸附。
吸附压力
经过研磨、氧化、成型、碳化并经过特殊的孔型处理工艺加工而成 的，表面和内部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂。碳分子筛孔径分布 图如下：
硫化蒸汽原单位的变化 原单位：蒸汽(吨)／轮胎生产重量(吨) (T/T), 使用T/B硫化机33台, P/C硫化机100台生产轮胎4500T/M时的实际成绩
1.以前的热水硫化
2.改进后的热水硫化 （热水回收,保温,缩 短硫化时间等）
3.P/C轮胎氮气硫化
硫化蒸汽消耗量 Kt/M
10.800
单位轮胎的蒸汽消
5、氮气硫化危险小，蒸汽使用高压热水，危险性较高。 6、提高硫化机胶囊的寿命
氮气纯度为99.9%时 ，胶囊 寿命仅为原来的80% 氮气纯度99.99%，胶囊寿命是原来的120% 氮气纯度99.999%时，胶囊寿命是原来的150%
二、氮气硫化的缺限：
• 氮气分子较小，对机台密封结构和密封材料的性能启，否则容 易造成泄漏。
耗量 t/t
2.4
比较成本 100
8.550
1.9
79
5.850
1.3
54
2、生产效率的改进
充氮硫化与热水硫化相比，定型、硫化机和模后向胶囊内充入高 温蒸汽和高压气体，蒸汽的高温热量和隔热压缩使得温度上升，硫化速 度变快，硫化时间被缩短。
大胎每条平均可节省4min，小胎约2min。
氮气硫化周期比过热水硫化周期缩短了5-15%（以小胎计），生产效率 提高了3.2%-10%。
轮胎生产硫化氮气系统
2.4
比较成本 100
8.550
1.9
79
5.850
1.3
54
2、生产效率的改进
充氮硫化与热水硫化相比，定型、硫化机和模后向胶囊内充入高 温蒸汽和高压气体，蒸汽的高温热量和隔热压缩使得温度上升，硫
化速度变快，硫化时间被缩短。
大胎每条平均可节省4min，小胎约2min。
氮气硫化周期比过热水硫化周期缩短了5-15%（以小胎计），生产效率 提高了3.2%-10%。
5、氮气硫化危险小，蒸汽使用高压热水，危险性较高。 6、提高硫化机胶囊的寿命
氮气纯度为99.9%时 ，胶囊 寿命仅为原来的80% 氮气纯度99.99%，胶囊寿命是原来的120% 氮气纯度99.999%时，胶囊寿命是原来的150%
二、氮气硫化的缺限：
•
氮气分子较小，对机台密封结构和密封材料的性能启，否则容
易造成泄漏。
•
较难确定泄漏点, 而且排凝使上下胎侧温差大。
二、充氮硫化工艺
用14—15kgf/cm2 蒸汽充入胶囊后，保持2—3分钟，充入压力为 21kgf/cm2的常温N2，并一直保持到硫化结束 。
常温氮气压缩蒸汽过程中,产生大量的热量,使能量得到有效 的利用，从而加快硫化速度，硫化时间被缩短。
轮胎生产硫化氮气系统
一、氮气硫化的优点
1、节约能源，减少蒸汽消耗量
氮气硫化能够显著节约能源，降低蒸汽消耗量。
在轮胎生产中80%~90% 的蒸汽都消耗在硫化机硫化轮胎（内部 + 外部），而其中被轮胎吸收的实际热量仅有4%，96%的热量 都以其他方式损失掉了。
使用氮气+蒸汽硫化，较大幅度降低蒸汽的消耗 •小胎平均节约8.8%，平均用量由30Kg下降到28Kg。 • 大胎平均节省约40%，平均用量由145Kg下降到85Kg。
N2硫化
硫化胶囊是硫化过程中必然使用的耗材，它的损坏有两大方面
一：胶囊的制造品质，基本要求是胶囊材料均匀，密实；其中胶 囊的密实的解决办法最好是使用注射式胶囊硫化机，它可以消除 胶料充满模腔过程中形成的界面，同时提高胶囊胶的密实程度 二：胶囊的使用质量 胶囊使用中主要损坏为老化，而老化又包含热老化与氧化。
N2 REC
10
DRAIN
11
VACUUM
0.2
0.2
0.2
由上述步序可知N2硫化时间的确定只是确定第8步时间，循环时 间少（0.15min），能源节省。
2013年1月13日1时 12分
四：N2硫化技术要点
一：由于N2是无色无味气体，流速比热水快10倍以上，同时在正硫 化阶段没有热量补充，一旦硫化机发生泄漏不仅N2损耗加大，同 时热量被带走导致轮胎品质下降，严重时会导致系统压力下降。 所以必须解决密封问题 N2硫化机中心机构底座与缸体焊为一体，同时增加了密封（参见 中心机构图），硫化机的密封性能必须达到20分钟内18Kg/cm2 的N2压力下降小于0.15kg/cm2；同时硫化过程中加入了泄漏检 查步序，一旦发生泄漏硫化机根据泄漏程度自动处理并报警 二：轮胎上下温差的控制 N2硫化使用蒸汽加热，蒸汽在加热过程中必然产生冷凝水，虽然 温度没有下降，但蒸汽传热比水明显快，从而导致轮胎上下温度 差异，硫化程度不同 我们通过N2PURGE步序时间及孔板大小来调整温度差，将正硫
2013年1月13日1时 12分
三：氮气硫化的实现
典型的N2硫化步序为：
Í Î â  1 ò ¯ ½ ò Á » ° Ð ò ¯ ±ä Á » Ê ¼ ST PURGE 0.2 2 ST IN 4.6 3 N2 IN 0.8 4 N2 PURGE 0.15 5 N2 IN 1 173¡ æ 6 LEAK TEST 1 7 N2 IN 1 8 N2 IN X 9
等效硫化在轮胎蒸汽氮气硫化中的应用
等效硫化在轮胎蒸汽／氮气硫化中的应用张春丰１，汪传生１，何树植２，钟宜虎３（１． 青岛科技大学机电工程学院，山东 青岛 ２６６０４２；２． 北京合众创业技术有限责任公司，北京 １０００１１；３． 无锡远东轮胎有限公司，江苏 无锡 ２１４０２３）摘要：采用ＷＬ－ＩＶ型硫化测温仪，对轮胎硫化过程中的各部位的硫化温度进行测定。
对轮胎蒸汽／氮气硫化过程的等效硫化问题进行了分析研究，提出了相应的硫化条件。
关键词：蒸汽／氮气硫化；等效硫化；测温中图分类号：TQ330.67 文献标识码：B 文章编号：1009-797X(2004)08-0036-04作者简介：张春丰，青岛科技大学２００１级在读硕士研究生。
收稿日期：２００４－０５－１４为了在竞争激烈的轮胎市场上获得成功，世界各地的轮胎厂都在努力保持最大的技术和经济优势同时，尽可能保持最低的生产成本。
许多轮胎公司十分关注的一个领域就是将轮胎蒸汽和过热水硫化改为蒸汽／氮气为介质的硫化。
蒸汽／氮气硫化与蒸汽和过热水硫化相比有许多优点［１］，但新介质的采用需要制定新的硫化工艺。
硫化工艺条件的制定，除应考虑硫化的三要素即压力、温度、时间外，还要保证轮胎在硫化结束时各部位胶料均能获得最佳的硫化程度。
要满足各部位胶料均能获得最佳硫化程度，一般是先对轮胎各部位在蒸汽／氮气硫化过程中的实际硫化温度进行测定，再将各部位胶料经受的热传导过程转换为半成品等温硫化下的等效硫化时间［２］，以便求得各部位的实际硫化程度，再分别与其用胶的半成品正硫化状态进行比较，根据轮胎硫化的整体匹配状态，最后确定其硫化工艺条件。
本文主要通过实验测定轮胎在蒸汽／氮气硫化过程中温度－时间的关系并与过热水硫化进行比较，从而探讨轮胎蒸汽／氮气硫化的优、缺点，并确定蒸汽／氮气硫化的工艺条件。
１ 实验１．１ 被测轮胎北京轮胎厂生产的６．５０Ｒ１６Ｃ子午线轮胎（蒸汽／氮气硫化用轮胎）和６．５０Ｒ１６Ｃｚ子午线轮胎（过热水硫化用轮胎）。
轮胎氮气硫化工艺流程
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全钢工程机械子午线轮胎氮气硫化工艺的探讨
全钢工程机械子午线轮胎氮气硫化工艺的探讨引言：工程机械子午线轮胎是工程机械重要的部件之一，其性能的优劣直接影响到工程机械的使用效果和安全保障。
而轮胎的硫化工艺则是制造高品质轮胎的核心环节之一、然而，传统的硫化工艺使用空气作为气体源进行硫化过程，可能会造成轮胎内部高温、氧气和湿气的存在，从而降低轮胎的使用寿命。
针对这个问题，一些工程机械轮胎生产商开始尝试使用氮气作为硫化过程中的气体源，以期提高轮胎的性能。
本文将对全钢工程机械子午线轮胎的氮气硫化工艺进行详细探讨。
一、传统空气硫化工艺存在的问题：1.高温：传统空气硫化工艺中的氧气会造成硫化过程中的高温，这会导致轮胎内部胶料和帘线的老化，降低轮胎的使用寿命。
2.湿气：硫化过程中空气中也会含有湿气，湿气会使轮胎胶料中的硫化剂受潮，降低硫化效果，影响轮胎的品质。
3.氧气：空气中的氧气会导致胶料和帘线的氧化，使得轮胎失去弹性，容易开裂。
二、氮气硫化工艺的优势：1.降低温度：氮气硫化工艺中使用的氮气可以有效降低硫化过程中轮胎内部的温度，减少胶料和帘线的老化程度，延长轮胎的使用寿命。
2.去除湿气：氮气的干燥特性可以有效去除硫化过程中轮胎内部的湿气，保证硫化剂的效果，提高轮胎的品质。
3.去除氧气：氮气中不含氧气，可以防止轮胎胶料和帘线的氧化，保持轮胎的弹性，减少开裂的风险。
三、氮气硫化工艺的应用：在实际生产中，氮气硫化工艺已经被一些工程机械轮胎生产商广泛应用。
1.硬件设备投入：需要向生产线中引入氮气供给系统，以及相应的氮气储存设备。
2.工艺优化：针对硫化工艺的各个环节进行优化，确保氮气的纯度和稳定供给，使得硫化过程更加稳定可靠。
3.测试验证：在实际生产中，需要对使用氮气硫化工艺的轮胎进行性能测试和使用寿命验证，确保工艺的有效性和稳定性。
结论：氮气硫化工艺对于全钢工程机械子午线轮胎的制造具有重要意义，通过降低硫化过程中的温度、去除湿气和氧气，可以提高轮胎的使用寿命和品质。
N2硫化方法简介
±¼ Ê ä
N2硫化热工原理图
定型氮气
内 压 测 点
定型氮气
内 温 测 点
抽真空
总排 总排
蒸汽进
氮气排凝 蒸汽排凝
氮气进
氮气回收
氮气进2 . 1M P a 蒸汽 进1 . 4 5MP a 氮气排凝 氮气回收 内 、 外 蒸汽回 抽真空 总排 定型氮气进0 . 1 5M P a
半钢 N2 硫化支地沟管道示意图
N2硫化方法简介
半钢技术处
2005年06月
N2硫化方法简介
一、 N2硫化的优点 二、 N2定型 三、N2硫化工艺参数 四 N2硫化的实现 五、压力泄漏报警 六、压力泄漏检查
一、N2硫化的优点
佳通半钢子午胎采用N2定型与N2硫化， N2 硫化就是使用蒸汽提供轮胎硫化需要的热 量，使用N2提供轮胎硫化需要的压力的硫 化方法。 轮胎硫化过程是交联过程，化学键形成需 要放出键能，硫化反应不是吸热反应，加 热只是为了引发并加快反应速度。
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180.00 160.00 140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00
´ Ï øÊ ø² 㶠˵ ã Ï´ É øÊ ø² 㶠˵ ã 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
25.26 33.08 60.64 86.70 108.25 123.68 134.61 143.32 149.44 153.65 156.85 159.66 161.97 163.87 165.37 166.17 166.48 166.07 161.56 155.65 149.74 143.93 138.41 133.30 128.29 123.08 118.47 113.66 108.95 104.94 100.83 97.02 25.26 31.38 61.24 89.21 111.86 128.09 139.52 148.44 153.45 156.95 159.86 162.17 164.17 165.67 166.78 167.38 167.18 165.17 159.66 153.65 147.93 142.42 136.61 131.30 125.69 120.27 115.56 110.85 106.54 102.74 98.83 95.22
轮胎硫化胶囊
轮胎硫化胶囊（后面简称胶囊）主要是轮胎硫化的一个工具。
材质为丁基橡胶。
相当于轮胎模具的内模。
胶囊根据硫化机、夹具不同，分为不同型号：斜交A 型、斜交B 型、斜交AB 型、子午A型（成为RA ）、子午B型（RB）和子午AB型（RAB ）。
其作用主要在轮胎硫化过程中内部充压缩气、充氮气或充过热水等。
使其伸张，撑起轮胎胶胚形成内压硫化轮胎。
其优点为导热快，效率高，劳动强度低，操作简便。
胶囊在硫化轮胎时有一定的伸张比，一般径向伸张R=外胎胎里直径（DK）/胶囊原始状态直径（DB ）。
斜交胎B型胶囊径向伸张取值为1.6-1.85，斜交胎A型与B型伸张比相似。
子午胎取值为1.10-1.15，允许值为1.05-1.20。
在胶囊和轮胎的选型时除了胶囊直径外还有一个重要条件需要注意就是胶囊断面周长。
胶囊断面周长伸张L=外胎断面内轮廓周长/胶囊断面周长。
胶囊的断面周长伸张应尽可能小，与轮胎内轮廓的伸张不应超过20%，一般轻型载重轮胎B 型胶囊的断面周长为1.08-1.15%。
重型轮胎断面周长伸张值为 1.02-1.04，A 型胶囊断面周长伸张值较大，斜交、子午胎均为1.1-1.15左右。
胶囊是反复伸张的工作条件。
所以使用寿命除了高伸张也受到高温和耐氧化情况，即轮胎公司过热水的除氧情况。
这个是有具体指标规定的。
一般为过热水氧指数含量不超过0.05PPm （氮气硫化除外）。
轮胎硫化胶囊配方思路胶囊使用温度一般为180-200度。
接触的介质主要是过热水，过热蒸汽，压缩空气或者氮气。
胶囊伸张比很大尤其是斜交类型的胶囊。
所说义针对以上我们胶囊配方设计思路为耐高温，高伸张，耐氧化，高伸张后的还原性即扯断永久变形。
思路分析为：高温达不到就是直接导致硫化胶囊的使用寿命折损。
伸张和扯断永久变形是想关联考虑的，伸张太低有损使用寿命。
伸张太高由于应力松弛回原性下降，所以在保证扯断伸长率的前提下也要保证含胶率，交联密度和胶料的强度。
如果胶囊伸张以后不能很快的恢复可能造成胶囊打折现象。
轮胎氮气硫化的方法
目前，采用如图1所示的带胶囊的硫化设备，用气体作为加热和加压介质硫化汽车轮胎等橡胶制品的方法得到了应用。
将生胎(图中所示制品为汽车轮胎b)放到模具a中，胶囊c采用充气定型，轮胎b的形状同模具a内部形状一致后，关闭模具a。
接着，蒸气作为加热介质从供汽口e吹入，从蒸汽室中心较低位置水平方向进入f，轮胎被加热、加压。
供汽口e 位于硫化设备中心，与供汽通道d互通。
当轮胎b温度达到预定温度时或经过预定时间后，停止供应蒸汽，通入氮气或类似惰性气体作为加压媒介，直到加热工序结束，气体压力不得低于所供蒸汽压力。
可从同一个供汽口e水平方向供气，也可从另一个供气口水平方向供气，后者专门用于加压媒介，与供蒸汽口e在同一高度，与通道d互通，或与另一供应通道互通，使气体进入胶囊内腔f，因而轮胎b的温度可以保持在预定温度。
在上面的工艺设备中，蒸气从蒸汽室中心下部位置沿水平方向吹入，蒸汽冷凝水积聚在轮胎b底部表面较低段排不出去，阻碍了底部胎侧加热。
内部压力增高减少了蒸汽流入量，因而削弱了内部蒸汽流。
内部蒸汽流速降到几乎为零时，湿蒸汽形成水滴向下滴，同时保持过热状态的其他蒸汽由于相对较小的比重向上升高，在轮胎b的垂直方向就形成了温差。
此外，由于温度比蒸汽低一些的加压气体(惰性气体)，同蒸汽一样，从位于轮胎内下部的喷嘴水平吹向轮胎较低区段，气体对着吹的部位(如下部胎圈部分等)被冷却到较低温度。
在停止通入加压气体而造成内部压力升高的情况下，由于加压气体比蒸汽比重大，容易沉积于轮胎内部空间f底部，而象底部胎侧和胎圈部位与低温加压气体相接触的底部区段，其温度必然会降低。
另一方面，剩余蒸汽积聚在内部空间f上部，并经绝热压缩，虽然只是很短的时间，但因加压气体是在高压下通入的，因此尽管加压气体温度较低，蒸汽温度仍然升高，上部胎侧被加热到很高温度。
因此，在轮胎内部空间f形成了主要由蒸汽组成的上层g，主要由加压气体组成的中层h，以及由蒸汽冷凝水组成的最底层i。
轮胎硫化方式及步骤
轮胎硫化方式及步骤工艺技市上Z杖JIL1硫化方式1.1过热水硫化过热水硫化是比较传统的硫化方式,内温由过热水提供,外温由热板式或蒸鼓式设备提供.采用蒸鼓式供热,能耗较高,升温也较慢,但受热相对较均匀.采用热板式供热,外温较稳定且波动小,但热板不同部位可能受热不同,故热板中的蒸汽走向设计要科学合理,以使整个热板不同点的温差尽量小,同时模具和热板的接触面不能有杂质,模具背面的排气槽要尽量窄,以增大热板和模具的接触面积,即增大传热面积.此硫化工艺一般用于载重斜交轮胎和全钢载重子午线轮胎.1.2高温蒸汽和过热水硫化高温蒸汽和过热水硫化是目前较多采用的硫化方式,大部分轿车子午线轮胎采用此硫化工艺.胶囊在通过热水之前内部温度相对较低,为使胶囊快速升温,需先在胶囊中充入高温饱和蒸汽(压力一般为1.5MPa),一定时问后再充入压力较高的过热水.此工艺相对较简单,技术也易于得到保障.1.3全蒸汽硫化全蒸汽硫化是目前国际上一些大公司普遍采用的方法,主要用于硫化乘用子午线轮胎和轻载子午线轮胎.全蒸汽硫化可节省能源且生产效率高,但技术要求相对较高,须保证高温饱和蒸汽压力稳定,同时还须解决胶囊上下部分的温差硫化机动力水泄漏,内压偏低造成的轮胎外观瑕疵增多及胶料和部分骨架材料的耐高温性能等问题.1.4充氮气硫化充氮气硫化内压可控且稳定,因此可节省能源和提高轮胎质量,并能延长胶囊的使用寿命.充氮气硫化对设备的要求较高:(1)需购置制氮设备且设备维护成本高;(2)需使用氮气回收装置以降低成本;(3)为防止氮气泄漏,需采用专用阀门和氮气输送管路;(4)硫化机管路需重新设计和改造,特别是各阀门的泄漏问题必须解决,以免造成氮气的大量泄漏而对硫化内温造成影响.2硫化步骤的设定各轮胎公司采用的硫化步骤不尽相同,但主要由以下步骤组成:(1)通高温饱和蒸汽;(2)充填水(视情况而定);(3)通过热水;(4)热水回收;200%年第11期第1]页MoDERNRUBBER&PLASTICS(5)通冷却水(视情况而定);(6)主排;(7)抽真空;(8)开模.其中,第3步可采用3种方式:循环,半循环或不循环,需根据实际情况进行选取.第4步可采用两种方式:用高压蒸汽把胶囊中的过热水赶回除氧器或设置一热水回收罐.第6和7步可采用单路或双路.第8步的开模压力一般设置为O.03MPa.全蒸汽硫化一般有两种方式:高温蒸汽进加热排或高温蒸汽进,然后主排,再抽真空;高温蒸汽进加热排,然后低压蒸汽进,再主排,抽真空.其中热排是为了把胶囊中的冷凝水排出.充氮气硫化还需要增加两个步骤,即放气(排出胶囊下部的低温氮气)和查漏(关闭所有阀门,看内压有无下降,以观察有无阀门泄漏).由于主排时间的长短直接影响到硫化效率,因此主排管径的设定和走向以及辅助措施(如安装排空管)对主排的效果至关重要.抽真空可采用蒸汽或动力水,只需将胶囊从胎里脱出并适当收缩,以便轮胎能轻松取出即可.若抽真空过度,胶囊会紧贴中心机构,上环下降时容易夹破胶囊(B型硫化机).3匹配硫化机管路及选取测温点(1)选取高温蒸汽主管及支管管径主管管径选取要考虑硫化机台数及进蒸汽时对蒸汽压力波动的影响.若管径偏小,易导致饱和蒸汽压力偏低,从而使硫化温度波动较大.在设计i●,,tttI,,tt,●I,-市场信息主排管径时,要特别考虑热水主排时蒸发而引起的背压.(2)选取测温点内外温度,时间和内压是硫化三要素,为便于控制,各硫化机都要对三要素进行测定并记录.一般测温点选在回管上靠近胶囊的出口处较好,当然最好是将测温点选在胶囊内部,但难度较大.采用蒸汽硫化时还须在相应位置安装疏水阀,以免冷凝水积存过多影响测温结果.同时要定期校正热电阻及温度变送器,发现异常时应及时校正.4利用测温数据进行硫化速度匹配调节由于各配方胶料硫化速度不相同,各部件在硫化过程中的温升也不相同,只有当各部件在一定的硫化条件下基本同时达到正硫化点,轮胎的性能和硫化效率才是最佳的.因此,必须对每个配方的胶料进行测温,每个部件均须埋热电偶,对较厚的部件要在中间埋一些点.根据测得的温度,采用RPA2000硫化仪对不同部件的变温进行测定,通过对变温硫化仪曲线和恒温硫化仪曲线分析及各半成品制造的特点(挤出或压延等),对整个配方体系进行硫化速度匹配调整,以求各部件胶料基本同时达到正硫化.5选取合模力合模力太小,易造成轮胎合模处出边,引起带束层弯曲,影响轮胎质量;合模力太大,则会引起模具变形和硫化机损坏.因此要根据不同的轮胎规格选取相应的合模力,才能生产出高质量的轮胎.我国聚丙烯薄膜市场分析美国一家信息机构最近发布了其关于中国市场份额系列报告中的首份报告——"中国挤出塑料薄膜市场".该报告对成长中的中国塑料薄膜市场进行了深入分析,并提供了按供应商,地区和终端应用市场分类的详尽信息.该报告称,中国今年将要加工118.4万t聚丙烯薄膜,其中56%的原料由国内树脂生产商提供.中国两大聚丙烯薄膜生产中心是苏沪浙地区和广东省,分别占全国总生产能力的33%和32%.食品包装是聚丙烯薄膜最大的终端应用市场,约占42%.其中,包装袋,塑料编织袋和干货食品包装材料占食品包装的60%以上.非食品包装中,香烟包装,编织袋和防护膜是最大的细分市场,合计占55%.RP010-5第14页总第己口]期。
氮气硫化工艺在半钢子午线轮胎生产中的应用
第２期
高 勇等 ． 氮气硫化工艺在半钢子午线轮胎生产中的应用
１ ０ ９
点埋线测温 ， 实际 测 温 点 分 布 在 轮 胎 的 同 一 断 面 上， 并呈对 称 分 布 。 关 键 埋 线 测 温 点 分 布 如 图 １ 所示 。
并在胶囊内循环 ， 降低胶囊上下 面的冷凝水吹起 ， 模表面的温差 。 调整后胶囊上下模最大温差控制 在５ ℃， 喷嘴改造后胶囊上下模表面的温度 －时间 （ ） 所示 。 曲线如图 ２ ｂ
２］ 。 调整中心机构喷 囊下胎侧部位的冷凝水移去 ［
３ ． ２ ． ２ 氮气硫化工艺优化对比试验 采用氮气硫化 工 艺 后 ， 通过一段时间对耗氮 量的统计发现 ， 单胎耗氮量偏大 。 为了节能降耗 ， 进一步控制生产成本 ， 并建立自己的技术优势 ， 对 氮气排凝时间进 行 了 优 化 ， 不仅保证胶囊的上下 模温差控制在工 艺 范 围 内 ， 而且还降低了轮胎的 单胎能耗 。 Ａ 和Ｂ两种硫化工艺胶囊上下模表面的温 度 －时间曲线如图 ３ 所示 。 图３ 中 第 Ⅰ 区 域 是 通 入 蒸 汽 时 间， 两种工艺 相比 ， 温度无明显差异 ， 这是由于在蒸汽进时工艺 Ａ 与工艺 Ｂ 是相同的 。 图３ 中 第 Ⅱ 区 域 是 轮 胎 的 正 硫 化 时 间， 在正 硫化过程中 ， 工艺 Ｂ 比 工 艺 Ａ 的 温 度 整 体 偏 高 ， 且胶囊上下模的 温 差 几 乎 是 一 致 的 ， 这是由于原
硫化是橡胶的线型大分子链发生交联形成网 状结构的过程 ， 是轮胎制造的重要工序也是最后 直接影响到成品轮胎的质量 。 目前 ， 国 一道工序 ， 内半钢子午线轮胎生产企业采用的硫化方式有过 热水硫化和 氮 气 硫 化 。 随 着 自 然 资 源 的 紧 缺 ， 氮 气硫化越来 越 受 到 轮 胎 企 业 的 青 睐 。 据 介 绍
轮胎生产硫化氮气系统
PSA 膜分法
膜分法与PSA的比较
• 相同产氮量时，变压吸附法比膜分法制氮能耗减少 10%左右，设备投资 减少10%左右，纯化耗氢量及触媒减少40%。 • 变压吸附法，年维修量虽然比膜分法略大，从投产后第三年起，每年添加 0.2%的活性炭，约1万元，而膜分法使用 5年时，膜效率下降 15—20%左右， 更换膜组费用约为30万元。 •从国内使用情况统计，变压吸附法市场占有率约为95%，而膜分法仅为5%， 说明变压吸附法制氮更为成熟可靠。
快速回流升压专项技术 该项技术利用ZSGP管道式气动阀双流向特性，在吸附塔转 入吸附期的瞬间，快速回流大量的产品氮气快速升压，使吸附剂在最短的时间内达到 最佳吸附压力，大大地提高了吸附剂的利用率。
PSA技术的优越性
• 气动阀门，双向流通性，具良好的密封性能，快速的启闭速度， 响应时间0.3秒, 易损件寿命长达100万次以上。 • 特殊的分子筛，可使氮气纯度一次达到99.999%，不需要附加的 纯化装置（纯化装置的工艺比较复杂，运行成也较高。 • 产品纯度可以随流量的变化进行调节； • 在低压和常压下工作，安全节能； • 设备简单，维护简便 • 微机控制，全自动无人操作。
b.
c.
最大回收率（N2/AIR）%
填充密度
知名碳分子筛生产厂商：日本岩谷、武田，德国卡波（Carbon Tech)
碳分子筛装填技术
分子筛的装填技术还影响气体分布，氮气回收率。
专门的技术将碳分子筛装入钢制吸附塔，否则极易粉化并导致失效。
旋风式气体分布器，使吸附塔进气平缓，对分子筛冲击力小，以免分子筛 的粉化。同时使气流分布均匀，死空间减少，进一步提高分子筛的利用率。 在使用一段时间后，分子筛之间的空隙在减小，慢慢下沉，如果没有“压 紧装置”吸附塔上部有可能出现明显空间。当压缩空气进入吸附塔下部时， 分子筛就会在短时间内发生快速的位移，导致分子筛互相碰撞、摩擦并且 与吸附塔发生碰撞，这样就极易使分子筛粉化失效。
轮胎保压变温氮气硫化方法[发明专利]
![轮胎保压变温氮气硫化方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/dde0331bf90f76c660371a18.png)
专利名称：轮胎保压变温氮气硫化方法
专利类型：发明专利
发明人：黄蕊芬,李海鹏,李华美,王宝江,常跃峰,丁超申请号：CN201410678344.8
申请日：20141124
公开号：CN104385506A
公开日：
20150304
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种轮胎保压变温氮气硫化方法，属于轮胎生产领域。
工艺步骤为轮胎胶囊通入高温蒸汽介质，胶囊内快速升温约8～10分钟，随后改通入高压氮气介质,待胶囊内压力升至标准值范围后进行保压，保压结束后进行排压、吸真空、启模。
本发明公开了在轮胎硫化过程中当高温蒸汽介质不足时，通过可编程控制器（PLC）程序，自动计算累计欠温时间，自动在指定时间段延时硫化，自动控制延时时间。
本发明在轮胎硫化过程中，当高温蒸汽介质不足时，自动计算累计欠温时间，自动在指定时间段延时硫化，自动控制延时时间，提高轮胎的合格率。
申请人：三角轮胎股份有限公司
地址：264200 山东省威海市青岛中路56号
国籍：CN
代理机构：威海科星专利事务所
代理人：鲍光明
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轮胎的氮气硫化工艺
轮胎的氮气硫化工艺
MathruAN;涂学忠
【期刊名称】《轮胎工业》
【年(卷),期】1999(019)001
【摘要】为了在竞争激烈的轮胎市场上获得成功，世界各地的轮胎厂都在努力尽可能建立最大的技术和经济优势，同时保持最低的生产成本。
许多轮胎公司十分关注的一个领域是将轮胎的蒸汽和过热水硫化改为以氮气为介质的硫化。
随着轮胎厂对这项技术的许多优点越来越熟悉，他们开始评价...
【总页数】5页(P32-36)
【作者】MathruAN;涂学忠
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TQ330.67
【相关文献】
1.全钢工程机械子午线轮胎氮气硫化工艺的探讨 [J], 孙延震;毛建清;曹京欧
2.乘用车/轻型载重车子午线轮胎氮气硫化工艺 [J], 白雅
3.工程机械斜交轮胎蒸汽/氮气硫化工艺探讨 [J], 刘敏
4.斜交轮胎氮气硫化工艺的研究 [J], 承友昕; 章华军; 华斌; 蒋海伦
5.半钢子午线轮胎氮气硫化工艺的改进 [J], 唐信军;余雷;赵强;朱建阳;高忠吉
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斜交胎硫化
一、硫化罐
俗称水压式硫化罐， 特点：罐体深，生产效 率高，沿用已久的硫化 设备，辅助工序多，劳 动强度大，机械化、自 动化程度差，上下罐体 温差大，影响产量，消 耗能量多，对尼龙胎硫 化后不能及时进行充气 冷却，也不适用于子午 胎因而被淘汰。
二、个体硫化机
又称四立柱硫化机 模型直接装在机体上， 可自行启模和合模，操 作方便，已与自动控制， 劳动强度低，占地面积 大，更换产品规格困难， 生产效率低
A型定性硫化机
两端不对称的胶筒，下端未 开口端，固定在机体下模下 方的储囊筒子口上，上端为 封闭端，中央有半圆形凹槽， 用以定位和推顶方便。 硫化外胎时，所用加热介质 和冷却水是经储囊筒下部的 导管输入，从储囊筒顶端圆 孔斜注入胶囊内，进行加热 相冷却 优点，结构简单，维修方便， 操作方便。
B型定性硫化机
比A型定性硫 化机应用范围 广，尤其适用 • • • •
1、胎侧裂口和重皮 2、缺胶 3、起泡脱层 4、花纹裂口，掉块 5、胎里裂缝和跳线 6、子口出边 7、钢丝折断
轮胎硫化是轮胎 制造的最后一个 工序，也是对成 品主要物理性能 有决定性影响的 工序。
线性高分子通过交联 作用而形成的网状高 分子的工艺过程。从 物性上即是塑性橡胶 转化为弹性橡胶或硬 质橡胶的过程。“硫 化”的含义不仅包含 实际交联的过程，还 包括产生交联的方法。
时间，温度，压力
• 1、刷滑石粉
• 目的：防止胎里与水胎粘连定型时，便于水胎舒展
• 2、胎胚眨眼
• 目的：避免胎体内的气体未排尽而造成肩空、肩裂
• 3、胎胚预热、停放
• 使成型时残存汽油得到充分挥发，避免气泡或脱层，同时 使胎胚柔软，便于定型，硫化时易于流动，使花纹更加清 晰美观，缩短硫化时间
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帘 布层 和缓 冲层 是 斜 交 轮 胎 的骨 架 ， 公 司 我 斜 交轮 胎帘 布层 和缓 冲层 的材料是 锦纶 帘线 。锦
纶 帘线 具有热 收 缩的特 点 ， 温度 过高 的状 况下 ， 在 帘 线 使 用 价 值 降低 ， 胎 的 外 缘 尺 寸 发 生 变 化 。 轮 实际使 用 时轮胎 尺 寸 不稳 定 ， 导致 轮 胎 使 用寿 会
△ ２１ ０ ２年 ３月 ２ ２日， 业 和 信 息 化 部 公 布 工 ｒ １ １家 工业 企 业 品牌 培 育 试点 企业 ， 中橡 胶 ４ 其 行业 企业 有 ６家 ， 角 轮胎 股 份 有 限公 司是 唯 一 三
列入 品牌 培 育试点 的轮 胎生产 企业 。
（ 角轮 胎 股 份 有 限 公 司 于 光 国） 三
５ 成 品 轮 胎 性 能
采用 ２种 不 同 硫 化 工 艺 生 产 的 ６ ５ ． Ｏ一 １ ６ １Ｐ ２ Ｒ轮胎 按 同一标 准进行 成 品试验 。 ５ １ 外 缘尺 寸 ．
图 １ 硫 化 效 应 时 间与 硫 化 时 间 的关 系
安装在标准轮辋上的过热水硫化和氮气硫 化成 品轮胎在 标 准 充气 压 力 下 的充 气外 直 径 均 为 ７０ ５ ｌｌ， ＇ｌ ｎ 充气 断面宽分别为 １５和 １ ６ｎ ｌ 可 以看 出两 Ｔ ８ ８ ｆ ， ２
３２ ７
轮
胎
工
业
２１ Ｏ ２年第 ３ ２卷
斜 交 轮 胎 的 氮 气 硫 化
姚 秀红 ， 国英 ， 刘 陆 林 ， 瑞 芝 赵
（ 林 佳 通 轮胎 有 限责 任 公 司 ， 龙 江 牡 丹 江 １ ７ ３ ） 桦 黑 ５ ０ ２
摘 要 ： 用 测 温 仪 测定 斜 交 轮 胎 过 热 水 硫 化 和 氮 气 硫化 关 键 点 的等 效 硫 化 时 间 及 温度 ， 制 轮 胎 关 键 点 的 最 高温 利 控 度 ， 定 适 合 斜 交 轮 胎 的 氮 气硫 化 工 艺 条 件 。对 比斜 交 轮胎 过 热 水 硫 化 和 氮 气 硫 化 成 品轮 胎 的速 度 性 能 和 耐 久性 能 ， 确 结 果 表 明 ， 气 硫 化 的斜 交 轮胎 各 项 性 能 均 满 足 企 业 标 准 ， 氮 速度 性 能 和 耐 久 性 能 优 良。 关键 词 ： 交 轮 胎 ； 斜 氮气 硫 化 ； 化 条 件 硫 中 图分 类 号 ： ３ Ｏ ６ ７ ＴＱ ３ ． 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文章 编 号 ：０ ６８７ （０ ２ ０ —３２０ １ ０ ｌ １２ １ ）６０ ７—３
种硫化工艺 的成 品轮胎外缘尺寸基本一致 。
５ ２ 物 理 性 能 ．
ｐ
＼
赠
成 品轮胎 物 理性 能 试 验 结 果见 表 ２ 。从 表 ２
可 以看 出 ， 与过 热水 硫化 相 比 ， 氮气 硫化 成 品轮胎
胎面 和胎 侧胶 的 ３ ０ ０ ％定伸 应 力 、 伸强 度 、 布 拉 帘 层 问粘合 强度 增 大 ， 气硫 化成 品轮 胎 的综 合 物 氮
子午线 轮 胎氮气 硫化 的基 础上对 斜交 轮胎 进行氮 气硫化 试 验 。 １ 确 定硫 化条 件 的前提
ＭＰ ， ａ 内压蒸汽温度 （８ ±２ １７ ）℃ 。
３ 硫 化 工 艺
试 验选 择 ６ ５ — １ ２ Ｒ 斜 交 轮 胎 进 行 硫 ．０ ６１Ｐ
化 测 温 并 依 据 测 温 结 果 对 硫 化 工 艺 条 件 进 行
调整 。
原过热 水硫 化 工 艺 （ 时间 ３ ｉ） ： 总 ５ｒ ｎ 为 内压 ａ （ 水不 循 环 ） ３ｍｉ（ ． ａ ， 热 ｎ ２ １ＭＰ ） 内压 （ 水不 热 循 环） １ ｎ ２ １ＭＰ ） 内压 （ １ｍｉ（ ． ａ ， 热水 不 循环 ） １ ． ｉ（ ． ａ ， ５ ５ｒ ｎ ２ １ＭＰ ） 内压 （ 水 循 环） ４ ５ｍｉ ａ 冷 ． ｎ
作 者简 介 ： 秀 红 （ ９９ ） 女 ， 东 高 唐 县 人 ， 林 佳 通 轮 姚 １６ ， 山 桦 胎 有 限 责任 公 司 工 程 师 ， 士 ， 要 从 事 半 钢 子 午 线 轮 胎 硫 化 工 学 主 艺技 术 管 理 工 作 。
温度 如表 １所示 。
从 图 １和 ２及 表 １可 以看 出 ， 与过 热水 硫 化 相 比 ， 气硫 化轮 胎 各 部位 的硫 化 效 应及 温 度 差 氮
Ｍ ＴＤ（ ｗｗｗ． ｍｏｄ ｒ ｔｒ ｄ ａ ｅ ． Ｏ ）． ０１ — ４ ｅ ｎ ｉｅ ｅ １ｒ Ｃ Ｎ ２ ０４ ２ ２
△ 《 洲橡 胶 杂 志 》 近公 布 了 ２ １ 欧 最 ０ ２年度 全
球 橡 胶 机械 ３ ０强 排 行榜 。该 排 行 榜 是克 雷 恩传
制 ， 理设计 硫 化工艺 尤为 重要 。 合
２ 硫 化 条 件
ａ ｎ ２ １ＭＰ ） 内压 （ ｒｉ（ ． ａ ， 氮气排 凝 ） ０ １ ｉ（ ． ． ５ｒ ｎ ２ １ ａ ＭＰ ） 内 压 （ 气 进 ） １ｍｉ ２ １ＭＰ ） 内压 ａ， 氮 ｎ（ ． ａ ， （ 泄漏 检查 ） １ｍｉ（ ． ａ ， ｎ ２ １ＭＰ ） 内压 （ 氮气 进 ）
２ ． ５ｒｉ（ ． ａ ， 排 ６ ６ ｎ ２ １ＭＰ ） 总 ａ ０ ６ｍｉ 。 ． ｎ
半钢 子午 线轮 胎 现 有 的 氮气 硫 化 条 件 为 ： 外 温 （７ ±２ Ｃ， １ ３ ）。 内压 蒸汽 压力 （ ． ５ ． ５ １ ４ ±０ ０ ）
ＭＰ ， ａ 内压蒸 汽温度 （ ９ ±２ １ ９ ）℃ 。此 硫化 条 件
△２ １ ０ ２年 ３月 ２ ６日， 东省 科 技厅 、 山 山东 省 国资委 和 山东省 总工会 联合公 布 了 山东省 第 ２批 创 新型 企业 ， 角集 团有 限公 司被 认 定 为省 级 创 三 新 型企 业 。三角集 团有 限公 司正 积极筹 划科 技创
新 板块 ， 进一 步提 升轮 胎 自主技术 研发 能力 ， 努力
△ 美 国 商用 卡 车 （ Ｔ） 究 有 限 责 任 公 司 ＡＣ 研 的报告 称 ， ８级 卡 车 的 新 订 单 和 净 订 单 分 别 为
２ ３ 和 ２ ２ 套 ， ２ １ ２０ ８ ００ ５ 是 ０ １年 ７月 以来 最 低 。该 报告涵 盖北 美市 场 ５ ～８级 卡车 。
减轻 了轮 胎最 快硫 化 点 部 位 的 过硫 程 度 ， 各 部 使 位硫 化效 应进 一步 同步 ， 轮胎硫 化程 度趋 于均 一 ， 可提 高轮 胎 的质量 ， 同时 节约 能源 。
时 间／ ｉ ａ ｒｎ
（） ｂ过热 水 硫 化 口一胎里表面中心 ； ●一 下模 胎里 表 面 ； ■一 胎 面 中心 线 ； ▲ 一 下 模 缓 冲 层 端 点 ； 一 下模 胎 侧 表 面 ； ◆ ×一 下模 缓 冲层 与胎 面之 间 。
（） 气硫 化 ａ氮
理性 能优 于过 热水硫 化 轮胎 。
表 ２ 成 品 轮 胎 物 理 性 能 试 验 结 果
时 间／ ｎ ｍｉ
（） 热 水硫 化 ｂ过 注 同 图 １ 。
图 ２ 各 部 位 温 度 与 硫 化 时 间 的 关 系
３４ ７ 轮胎 Nhomakorabea工
业
２１ 年第 ３ ０２ ２卷
国 内外 简 讯 ５则
第 ６期
姚 秀 红 等 ． 交 轮 胎 的 氮气 硫 化 斜 表 １ 不 同硫 化 工 艺 测 温 轮 胎 各 部 位 最 高 温 度 ℃
ａ
暑 、
时 间／ ｉ ａ ｒｎ
（） ａ氮气 硫 化
小 的多 。氮气 硫 化各 部 位 的 最 高温 度 更 接 近 ， 在
保证 轮胎最 晚 硫 化点 胶 料 达 到 正硫 化 的情 况 下 ，
４ 结 果 与 讨 论
过 热水硫 化和 氮气硫 化条 件下 的硫 化效 应时 间（ ） ￡ 和各部 位温 度与 硫化 时 间 的关 系分 别如 图 １和 ２所示 。不 同硫 化工 艺测 温 轮胎 各 部 位最 高
明显不适 用 于锦 纶 帘 线斜 交 轮 胎 的硫 化 ， 交轮 斜
胎 的氮 气硫化 条件 及硫 化 步骤通 过 热 电偶 测 温 确
△ 普利 司通北美 分公 司 （ Ｓ Ｂ ＡＭ） 其 在美 国 为 俄亥 俄 州阿克 隆市 的技术 研发 中心举 行 了隆重 揭 幕 仪式 。该 中心 总投 资 １亿 美 元 ， 拥有 ４ ０名 专 ５
业从 事 轮胎技 术 研 发人 员 ， 已成 为 世界 一 流 的 现 技 术研 发 中心 。
寿命 、 生产成 本低 等优 点 ， 国内外 大轮胎 生产 企业 的轿车 及轻 型载 重子午 线轮 胎基本 上都 采用 氮气 硫化， 载重轮 胎 也 有 部分 采 用 氮 气硫 化 。而斜 交 轮 胎采 用氮 气硫 化 的却很 少 ， 我公 司为 提 高 生产 效率、 降低 能 耗 和 生 产 成 本 ， ０ ９年 开 始在 半 钢 ２０
调 整后 的氮 气硫 化 工艺 （ 总时 问 ３ ｉ） ： ４ｒ ｎ 为 ａ 内压 （ 汽 排凝 ） ０ ２ｍｉ（ ． ａ ， 蒸 ． ｎ １ １ ＭＰ ） 内压 （ 蒸
汽 进 ） ３ ６ｒｉ （． ａ ， 压 （ 气 进 ） ０ ８ ． ｎ １ １ＭＰ ） 内 ａ 氮 ．
命 和安 全性 能下 降 。对斜 交轮胎 最高 温度进 行控
相 对于热 水 硫 化 和蒸 汽 硫 化 ， 氮气 硫 化 具 有
产 品质 量 稳 定 、 产效 率 高 、 约能 源 、 长胶 囊 生 节 延
定， 经过 多次的硫化测温试验 ， 确定 如下硫化 条件 ：
外 温 （５ ± ２ １ １ ）℃ ， 压 蒸 汽 压 力 （ ． ± ０ ０ ） 内 １ １ ． ５
Ｍ Ｔ Ｄ （ ｗ ｗ ． ｏ ｒ ｔｒ ｄ ａ ｅ ． ｏ ）， ０１ － ４ １１ ｗ ｍ ｄｅ ｎ ｉｅ ｅ ｌ ｒ ｃ ｒ ｎ ２ ２０ —