设备创新助橡胶业高效节能

橡胶行业是能耗较高的行业之一，一家年产100万条轮胎的传统企业每小时消耗蒸汽约40吨，消耗电能约7000千瓦时。在橡胶等原材料价格大幅增长、企业成本日趋增高、市场竞争日益激烈的形势下，节能设备正日益受到轮胎企业的关注和采用。我国橡胶机械企业抓住橡胶工业实施循环经济带来的商机，从新产品开发、结构改进、工艺攻关、提高生产效率、推广节能技术等方面着手，大力开发高效节能型橡胶机械及新工艺，推动了橡胶行业的节能降耗和环保。 炼胶设备 炼胶是橡胶加工中消耗电能最多的一道工序，1台270立升密炼机的装机功率达1000千瓦～1500千瓦。近年来在设计新机型和提高使用效率方面，出现了许多好的经验。 大连橡塑机械股份公司对密炼机转子进行研究，开发出多种新型转子，大大提高了混炼效率。如F270密炼机使用该公司开发的NST转子后，可提高混炼均匀性，以合成胶或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型转子通过独特设计能使胶料流动复杂化，减少炼焦时间12％，增加填充量1.2%，提高生产效率13％。益阳橡塑集团承担的国家“十五”重大技术装备研制攻关项目大容量啮合型GK250E密炼机、GK400N密炼机采用液压上顶栓等专利技术，不仅缩短了炼胶时间，还提高了炼胶质量、延长了机械使用寿命。此外提高密炼机转子转速和压砣压力也可提高生产效率，节约电能。如270立升高压快速密炼机的压砣对物料压力≥0.45MPa、转子转速达到40转/分以上时，每加工1000千克混炼胶，至少比老式密炼机少消耗电能100千瓦时。这种技术适用于对我国轮胎厂目前广泛使用的低压低速密炼机进行改造。 利用智能密炼机控制系统节能是我国密炼机创新开发的又一个亮点。青岛高校软控公司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，解决了混炼质量的波动。密炼机使用该系统后，在混炼流程不变、原材料质量稳定的条件下，炭黑分散度提高一个等级以上，混炼时间和能耗分别减少约7％和11％左右。此外F270密炼机采用华南理工大学开发的MLJ－300型密炼机微机智能控制后，可提高炼胶效率20％，并提高胶料合格率。 轮胎部件制备及成型设备 挤出设备发展最快的是销钉机筒冷喂料挤出机，具有节能、产量高、胶温低、投资省等诸多优点，逐步取代了热喂料挤出机和一般冷喂料挤出机。桂林橡胶工业设计研究院近年开发出三复合、四复合挤出胎面生产线，其供料全部采用销钉机筒冷喂料挤出机，挤出橡胶质量和节能效果明显。内蒙古富特橡塑机械公司研制的销钉冷喂料挤出机在安徽佳通轮胎公司等企业取代开炼机，用作钢丝压延机的供胶系统，一条生产线减少装机功率560千瓦，投资费用减少30％～40％。 工程轮胎成型已由传统贴合胎面方式发展为计算机仿型挤出缠贴胎面。山东泰山轮胎公司在成型23.5～25工程胎时，若用整条胎面贴合成型，每班4人可成型7～8条胎，而用仿型挤出缠绕成型胎面时，每班3人可成型12～14条胎，效率提高1倍以上，产品合格率提高2.5％，显著降低了生产成本。 六角形钢丝挤出缠绕生产线侧重于提高生产效率。天津赛象和上海康旭两家公司研制的可同时缠绕成型2个六角形钢丝圈的双工位六角形钢丝圈挤出缠绕生产线，生产效率提高70％以上。无锡第一橡塑有限公司与普利司通合作，生产了可同时成型6个钢丝圈的6工位六角形钢丝圈挤出缠绕生产线，生产效率至少是单工位的4倍，目前仅用于普利司通惠州工厂。 子午胎成型机近年发展迅速，从两鼓成型机发展到三鼓至四鼓成型机，生产效率大幅提高。天津赛象、北京航空制造工程所、桂林橡机、青岛高校软控和沈阳蓝英等企业的三鼓成型机台班产量可从两鼓机的50～60条胎提高到100～120条胎。北京航空制造工程所的四鼓机的成型效率为130条胎以上。 轮胎硫化设备 硫化是轮胎生产过程中消耗蒸汽能源的主要工序。节能一是通过硫化机本身改造，二是推广硫化新工艺。其中改变硫化新工艺效果更明显。 北京合众创业技术公司等研制出利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，已在数家轮胎厂取得成功。北京首创轮胎公司20台硫化机采用氮气硫化一年以来，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采用了氮气硫化。采用该工艺硫化7.50PR～16PR轻载斜交胎时，在不回收氮气的情况下，硫化每条胎至少可节约1.79元。桂林橡机厂开发的等压变温硫化工艺，用来硫化10.00R20轮胎时，消耗过热水由原来5.25立方米/锅降为2.5立方米/锅，电能消耗仅为原来的30％。此外由于调整了硫化工艺，从而可提高轮胎硫化质量。据统计，等压变温硫化工艺可提高轮胎行驶里程5％～10％，提高产能10％～15％。该工艺已在上海载重轮胎厂等企业推广使用。 硫化机加热方式由传统的蒸锅式向热板式转变，可节约热能约50％。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方式，打破了热板加热以往只适用于小胎硫化机的传统格局。 青岛科技大学提出了电动螺旋式轮胎硫化机设计方案，在42"工业中式样机的基础上开发出63.5"电动螺旋轮胎硫化机，硫化的子午胎经山东橡胶轮胎质量检验测试中心测试，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。