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Word下载.docx

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Word下载.docx

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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（M100H4）实现的概率在95%以上，±

3（M100H4）实现的概率在97%以上，±

5（M100H4）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800kW·

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1用销钉冷喂料挤出机和开炼机向钢丝压延机供胶时的比较

项目

Φ200销钉冷喂料挤出机

Φ660×

2130开炼机

台数

2

4

单台设备功率/kW

280

合计总功率/kW

560

1120

单机外形尺寸/mm

5800×

1600×

1820

7240×

3400×

2160

2台销钉冷喂料挤出机可由1人操作，而4台开炼机则要6-8人操作，占地面积大，投资费用高出30%-40%。

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

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35s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0.13-0.3MPa蒸汽定型，而后充入1.4-1.8MPa高压蒸汽提供热量进行硫化，数分钟后充入2-2.5MPa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1.4-1.6MPa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5.25m3/锅降为2.5m3/锅，电能消耗仅为原来的30%。

此外，由于调整了硫化工艺，从而可提高产品硫化质量。

据统计，行驶里程可提高5%-10%，生产能力提高10%-15%。

该工艺在上海载重轮胎厂等单位推广使用。

3.2B型轮胎硫化机改用真空泵抽真空

通常B型轮胎硫化机的胶囊用0.8-0.9MPa、200℃过热蒸汽通过喷射器抽真空，根据河南风神轮胎公司对Φ1613（63.5″）硫化机的测定，每台硫化机用于抽真空的蒸汽消耗量约为0.03t/h，36台硫化机共消耗1.08t/h，年抽真空耗汽量达9000多吨。

每吨蒸汽按55元计算，年耗蒸汽费用50多万元。

为节约蒸汽，公司对该车间硫化机胶囊蒸汽抽真空系统进行了改造，在热水除氧站增设1套由1台37kW水环式真空泵（一台备用），1台3m3真空罐和1台自吸式真空罐排水泵组成的抽真空系统，以取代原胶囊蒸汽喷射抽真空系统。

新的抽真空系统可将表压抽至0.4-0.7MPa，将胶囊中抽除的汽、水送至真空罐经排水泵送到锅炉除氧器。

项目改造费用27.5万元，年需电费10万元。

改造后每台硫化机日耗蒸汽从110.35t减至73.46t，36台硫化机年节约蒸汽16000t，计88万元。

减去10万元电费，年降成本78万元。

3.3改造硫化机外压蒸汽冷凝水外派方式和冷汽利用

目前轮胎硫化机外压蒸汽冷凝水排放有针形阀排放、传统输水器排放、节流孔板排放和PLC定时排放等多种方式。

根据重庆佳通轮胎公司资料，该公司63.5″老硫化机用阿姆斯壮疏水器排放冷凝水，一些65″新硫化机用有无节流孔板由PLC无定时（常通）排放冷凝水。

根据公司的计算和实测，利用有孔板无定时排放冷凝水比无孔板定时排放冷凝水更浪费蒸汽。

当无孔板作常通排放时，浪费蒸汽更多。

通过摸索确定排放时间，最后统一为AV3#电磁阀排12s停5s的程序，满足工艺要求。

通过对公司B区18台硫化机冷凝水排放系统的统一改造，可节约约30%的蒸汽。

根据广州华南橡胶轮胎公司的经验，在生产规模扩大后，将数量庞大的轮胎硫化机群外排冷汽用作溴化锂吸收式制冷机的能源。

该公司大胎硫化机外温蒸汽排放量为8-10t/h，压力0.3-0.35MPa，用于单效溴化锂制冷机。

小胎硫化机外温蒸汽排放量为6-8t/h，压力0.6-0.7MPa，用于双效溴化锂制冷机。

制冷机的冷凝水回收利用。

2台溴化锂制冷机每年可节电535万kW·

h，节约电费约300万元，改造投资回收期约为1.5年。

3.4新型节能轮胎硫化设备

3.4.1电动螺旋式轮胎硫化机

青岛科技大学一改传统轮胎硫化机的结构形式，提出了电动螺旋式轮胎硫化机设计方案，通过42″工业中式样机后开发了63.5″电动螺旋轮胎硫化机，经生产考核满足生产要求。

硫化的子午胎经山东橡胶轮胎质量检验测试中心检验测试，各项指标符合要求。

电动螺旋轮胎硫化机的钢材消耗和生产成本分别比曲柄连杆式硫化机降低65%和35%，比液压硫化机降低25%和65%。

机器运转平稳，对中度高，维护检验方便。

3.4.2轮胎硫化机组

轮胎硫化机组具有许多技术经济优越性，原苏联BIIM-2-200硫化机组与55″，轮胎硫化机相比，设备投资减少24.5%，节约钢材66.2%，减少占地面积40%，电机总功率减少80%，操作人员减少50%，节能50%。

目前，上海精元机械公司正在开发63.5″轮胎硫化机组，若能投产成功，将为轮胎硫化闯出一条书能新路子。

3.4.3节能轮胎硫化机

目前轮胎硫化机外温加热有热板加热和蒸锅加热2种形式，而设计良好的热板加热的轮胎硫化机，在开模时可减少热能损耗。

因此，轮胎硫化机有向采用热板加热的方向发展的趋势。

最近桂林橡机厂为普利司通生产的117″大型轮胎硫化机也采用了热板加热的形式，打破了热板加热只适用于小胎硫化机的传统观念。

据介绍，采用热板加热可节约热能50%。

此外，在硫化轿车子年胎时，建议采用液压硫化机，在提高轮胎硫化机质量的同时，也可节约、提效10%以上。

3.5热电联产

橡胶工厂将每吨生胶制成成品轮胎，需消耗电能1400-2200kW·

h，消耗蒸汽4-12t。

对于规模相当的轮胎企业经分析，可以采用热电联产技术节能。

热电联产是热能梯形利用技术，将锅炉产生的高压蒸汽通过汽轮发电机发电，发电后的蒸汽变成适合硫化轮胎所需的低压蒸汽供轮胎硫化机使用。

目前已有部分轮胎企业采用了热电联产技术，安徽佳通轮胎公司在5年前安装了1台6000kW背压式发电机组和1台6000kW抽汽凝汽式发电机机组，每天发电17.5万kW·

h，按当时情况每天可减少7万元生产成本，全年减少2450万元左有，而发电机投资仅为2000万元，可见效益明显，节约能源。

目前，南京、青岛等地产热电联产汽轮机可供选用。

根据轮胎硫化机供汽锅炉供汽量的变化，河南风神轮胎公司对1台20t/h链条锅炉的控制系统进行了改造。

改造方案采用了上、下位机控制模式，通过工业以太网相连。

鼓风量、引风量、给煤量通过变频器控制。

燃烧控制系统分为鼓风控制、蒸汽压力控制、炉膛负压控制3个部分。

锅炉机组控制系统经过改造后，年节电节煤费用约50万元，若全部改造节能更可观。

采用变频器控制给煤机、炉排电机速度可有效提高燃烧性能而节能。

4高效节能力车胎设备

我国是一个力车胎生产大国，2005年生产自行车外胎5亿条，内胎约6亿条，摩托车外胎1亿条，摩托车内胎1.2亿条。

因此，研究生产高效节能力车胎设备满足市场需要具有重要意义。

近些年来，无锡第一橡塑机械有限公司等单位做了大量工作，开发了一套高效节能型换代力车胎设备，其中主要是成型和内胎生产设备。

4.1力车胎（摩托车胎）弹簧反包成型机

这种成型机利用设在成型鼓左右两侧的弹簧反包机构可在2-3s时间内交叉完成帘布反包操作，速度快，帘布反包平整无褶皱，成型质量好，劳动强度低。

当成型26×

1.95车胎时，台班产量可达800条。

成型2层帘布摩托车胎时台班产量约达500条。

4.2丁基内胎接头机

经过改进设计的丁基内胎接头机采用水平走刀切割方式和新型模口结构，增大接头压力，从而可提高接头强度30%-50%，一次可接头4条自行车内胎，与一次接头2条自行车内胎的机器相比，提高效率1倍，降低能耗50%。

一种新型三工位旋转式内胎接头机，3个工位程序工作。

1条内胎的综合接头时间为6-7s，其间约有4s的对接时间，使接头处橡胶彼此进一步溶合而提高接头质量。

4.3液压框式双层内胎硫化机组

力车内胎的硫化历来采用电动蚌壳式单接电动硫化机，噪音大，能耗高，维修量大。

而后来开发的气动单模硫化机也无明显优越性。

液压框式双层内胎硫化机组具有节能高效的明显优点。

机组由6台双层硫化机和1个液压站组成，共有12副模具，可同时硫化12条内胎。

内外压均用0.6-0.8MPa蒸汽，以提高硫化速度。

该机组是蚌壳式电动硫化机和气动式硫化机的节能替代产品，与蚌壳式电动硫化机相比具有无可比拟的优点：

①减少耗能63%；

②减少占地面积50%；

③年维修工作量小，可节约维修费用90%；

④节约蒸汽30%；

⑤减少操作人员17%；

⑥减少设备材料消耗60%。

此外，由于机组硫化工艺采用机内定型，硫化内压以蒸汽取代压缩空气，一个硫化周期可减少到105s，提高了效率。

5导热油加热技术的应用

导热油取代蒸汽、电加热硫化橡胶制品具有明显的节能效果。

导热油的最佳应用温度为100-380℃，完全可以满足橡胶制品的硫化要求，目前已在少数橡胶制品生产企业应用，双得了良好的效果。

根据青岛橡胶工业设计院资料，当导热油用于中型平板硫化机加热硫化时，与蒸汽加热相比，可节能60%左右，生产效率可提高20%。

此外，由于导热油在低压下运行，运行成本低，安全可靠。

用导热油加热平板硫化机加热时，可控温差为±

2℃，温度比较稳定。

最近内蒙古立诚橡塑机械公司生产的12000×

240桥式橡胶水坝接幅平板硫化机采用了3条热油加热，其热运行成本比蒸汽或电加热降低约1/3。

导热油加热技术比较适用于平板硫化机热板的加热。

6橡胶驱动系统节能措施

6.1节电器的运用

橡胶加工中大功率炼胶设备属变载运行的设备，驱动电机在变载条件运行时容易造成瞬流而产生谐波，造成瞬态高电压高电流，降低功率因素，增加损耗，降低效率。

目前解决这一问题的主要方法是在驱动电机控制系统中采用节电器。

杭州朝阳橡胶公司在F270密炼机上（电机型号YROSB1000/500-6/12，1000-500kW，6kV）使用HS-6K节电器后，抑制了瞬流，消除了谐波，净化了电源，产生了良好节电效果。

该公司F270密炼机在末用节电器时，每吨终炼胶的平均耗电量为66.21kW·

h，而在使用节电器后每吨终炼胶的平均耗电量为60.16kW·

h，减少电量消耗6.05kW·

h，节电约10%。

6.2交流变频调速的运用

国内橡胶企业中仍有大量热喂料挤出机在使用，这类挤出机大都采用整流子电机驱动，这种电机在使用中当机器有余胶重新启动时会产生大电流而烧坏电器。

此外，整流子电机调速精度差，维修复杂。

贵州前进橡胶内胎公司为了改造旧设备，利用交流变频调速技术改造整流子电机调速，在电机功率为200kW的XJ-200挤出机上应用成功，可节约电能消耗30%左右，运行稳定，几乎无维修费用。

7小结

本文内容大都为有关企业实施节能措施的经验之谈，可供参考。

目前我国整体能源利用率是很低的，根据《参考消息》的报导，我国每1000美元GDP的能源消耗量是日本的9倍，劳动效率仅为美国的1/29。

因此，我们尽管采取了许多节能措施，-但要达到国际先进水平，任重而道远。

作为国民经济中能源消耗大户之一的橡胶行业，有责任继续开发和推广应用节能技术和节能设备，进一步降低能耗，为发展国民经济作出应有的贡献。

轮胎行业气动节能技术

中国化工信息网2008年3月6日

随着我国经济的快速发展和世界范围能源危机的不断加剧，一方面，我国将进一步加强能源消耗管理，采取一系列措施限制高能耗产业，这无疑会增加轮胎企业的生产成本；

另一方面，国内轮胎行业为了在激烈的市场竞争中获胜，需要进一步降低生产成本。

气动节能技术不仅可以有效缓解目前企业能耗与产品成本之间的矛盾，还顺应了国家的节能政策，有着深远的经济和社会意义。

1压缩空气成本计算

压缩空气成本可以采用空气压缩机的比能量来衡量。

空气压缩机的比能量为输出单位体积（标准状态下）压缩空气所需的平均耗电量，其随输出压力变化而改变。

空气压缩机输出压力（表压）为0.70MPa时，其比能量为0.08-0.12kW·

h·

m-3，约占压缩空气成本的81%。

此外，空气压缩机运行期间还需要润滑油（约占压缩空气成本的1%）、保养维护（约占压缩空气成本的6%）和折旧等费用（约占压缩空气成本的12%）。

空气压缩机的输出压力越高，耗电量越大。

不同输出压力下，空气压缩机消耗的能量可以用气动功率（P）来衡量：

P=PaQa1n（P/Pa）

（1）

式中Pa——标准大气压力；

Qa——标准状态下的空气体积流量；

P——工况压力或空气压缩机输出压力。

气动功率是将常温常压下的气体压缩到一定压力时所需要的功率。

同一台空气压缩机输出压力不同时所消耗的能量（E）可由式

（2）计算：

E=?

PaQa1n（P/Pa）dt=Pnln（P/Pa）?

Qndt=PaVnln（P/Pn）

（2）

式中Va——标准状态下的空气体积；

t——时间。

由式

（2）可得，当输出压力分别为0.63和0.83MPa时，空气压缩机压缩相同体积的气体所消耗的能量之比为0.875，也就是说当压缩空气的输出压力由0.83MPa减小到，0.63MPa时，能量消耗减小12.5%。

由此可见，降低空气压缩机输出压力可以大大降低能耗。

输出压力越高，通过降低压力实现节能的效果越明显。

2国内轮胎行业压缩空气使用现状

目前国内轮胎行业压缩空气的使用存在空气压缩机输出压力偏高，输气管道泄漏严重、用气时间分配不合理和工作人员节能意识不强等问题。

2.1空气压缩机运行状态与设备使用压力

空气压缩机的输出压力是根据轮胎生产各工艺阶段用气设备所需压力确定的，用气设备所需压力决定了空气压缩机的最大输出压力。

目前，国内几乎所有轮胎企业空气压缩机的输出压力都县根据用气设备中所需压力最高的设备确定的，而对于其它所需较低压力的用气设备，则先采用减压阀减压，然后再将气体供给用气设备。

以国内某轮胎厂为例，该轮胎厂生产能力为60万套全钢子午线轮胎，有4