硫化及硫化工艺1讲解材料

硫化及硫化工艺硫化及硫化工艺1 1讲解材料讲解材料 硫化及硫化体系 1刘燕生xx 10 18硫化及硫化体系目录 1氮气硫化及保压硫化 22硫化理论的基本概 念 33有效和半有效硫化体系 44硫化体系的应用 55硫化助剂的标准 及其检测硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化 轮胎硫化工艺条件随轮胎品种 规格的不同而 异 通常大型工程机械轮胎采用低温长时间硫化 或采用阶梯升温硫化 条件 轿车和轻卡型子午胎采用180 210 左右的过热水或氮气硫 化 载重子午胎采用170 185 左右的过热水或保压硫化 也有采 用高温氮气硫化的 可采取的改进方法 1 在传统硫化温度条件下 采用快速硫化胶料配方 2 提高轮胎硫化温度 3 选择适当的硫化启模时间 4 微波预热用于大型工程机械轮胎 但微波设备较贵 硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化 轿车和轻卡子午胎可采取氮气硫化 提高生产 效率并节省能耗 其特点如下 延长胶囊寿命 没有氧气氧化 降低成本 胶囊的使用寿命与氮气的纯度有关 纯度应大于99 995 如氮气的纯度低 胶囊的寿命将下降 氮气浓度胶囊使用寿命 与过热 水硫化相比 99 000 20 50 99 900 80 90 99 950 110 120 99 9 95 120 150 硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化 提高了劳动生产力 取消了热水加压等步骤 硫化时间缩短了约10 硫化结束后排空氮 气耗时也较短 胶囊寿命延长 减少了换胶囊停机时间 提高管路寿命 氮气可以减轻管路 阀门等的腐蚀 减少了设备维修保养 取消了 水泵 加热器等 消除跑冒滴漏 氮气输送管路不允许有此现象 制氮时的氧气可以 输入锅炉助燃 提高燃烧效率 改善废气排放 有利于环保 氮气可直接排放到大气中 没有有害的化学品或三废 要进行处理 氮气系统操作简单方便 平时一个人巡视即可 维修量少 硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化 氮气硫化系统中 蒸汽提供热源 氮气提供高压 硫化程序简单 只有很少几步 1 胎坯放入模具 2 用低压 0 03 0 3MPa 氮气充入胶囊 使轮胎准确地定型到一致 的尺寸 3 高压 1 4 1 7MPa 蒸汽充入胶囊提供硫化所需热量 一般需2 8min 与轮胎的规格和类型有关 4 高压 2 3MPa以上 氮气充入胶囊以提高胶囊压力并在硫化期间保 持高压 5 硫化结束 胶囊抽真空 轮胎出模 硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化 氮气硫化与过热水硫化的步序不同 半钢子午胎典型的氮气硫化工艺步序见下表 工艺的其它要求为 饱和蒸汽压力1 4 1 6MPa 充氮气瞬间最高温度 210 氮气的压力可调整为2 5 2 7MPa 热板温度173 模套温度 180 第二步 第七步根据不同的轮胎规格对时间进行相应的调整 以6 50R16子午胎为例 采用170 过热水硫化总时间为31分钟 180 过热水硫化总时间为24分钟 采用氮气硫化总时间为18分钟 生产效率得到了很大的提高 硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化半钢子午胎典型的氮气硫化工艺步序表序号112 23344556677889910工艺蒸汽进排蒸汽进氮气进氮气排凝氮气进泄漏 检查氮气进氮气回收排空抽真空时间min0 24 0 5 00 80 21 01 05 0 14 00 20 40 2硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化 氮气硫化工艺需要注意的问题 与过热水硫化 相比 1氮气泄露泄漏点可在进入硫化机前的管道和阀门 硫化机的中心机 构或胶囊装配口等 泄漏造成轮胎硫化时间延长或质量事故 硫化管道和阀门在安装后需进行泄漏检查并定期检查 选用耐高温 高压的阀门 硫化机上配用耐高压氮气的密封圈和垫片 必须正确地装配胶囊 硫化步序中安排泄露检查 即关闭所有的阀门 检查内压有无下降 泄漏压力大于0 08Mpa时报警 硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化2温度差异过热水硫化时 胶囊中的过热水温度 是一致的 过热水硫化时一旦过热水充入 上下胎侧部的温差就会 减小 氮气硫化时则不同 在蒸汽开始热模阶段 下部胎侧的胶囊有些蒸汽冷凝水 在同时升 温时 下胎侧温度升高要比上胎侧慢 用氮气硫化时 在整个硫化 周期内其温差是增大的 氮气硫化上下模温度差应小于3 通过中心机构采用特殊的 喷嘴 设计 将蒸汽和氮气直接喷射 就有可能将胶囊下胎侧部的冷凝水 移去 可将温差降到3 以内 硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化3温度衰减氮气硫化时 在氮气导入后再没有附 加的热量引入胶囊 硫化周期较长的轮胎 载重子午胎 在硫化周期的后半部 可能引起 橡胶温度缓慢地降低 它使硫化速度减慢 以至不得不延长硫化时间 对于温度衰减问题 可以用引入附加蒸汽的方法来解决 使之有足够 的蒸汽来维持橡胶硫化所要求的温度 硫化结束时 胶囊内温一般不低于165 硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化4氮的流量和压力按照氮气的最高供应量 峰值 来设计氮气供应装置以及设置管道和阀门是十分重要的 氮气充满胶囊的时间不到10s 要求氮气充入每台硫化机都要呈湍急 状态 由于各台硫化机之间并不总是保持有序操作 有可能在某一瞬间对氮 气有大流量要求 5安全性 氮气是窒息性气体 硫化机排放的氮气必须收集排放至室外 供氮装置及输送系统要常检查 硫化车间要加强通风 硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化变压吸附法是利用高效能 高选择性的固体吸 附剂对氧或氮优先吸附的性能 把空气中的氧和氮分离出来 常用分子筛吸附剂 CMS 的原理氧和氮在碳分子筛上的吸附速度相差 较大 短时间内氧分子被大量吸附 氮分子吸附很少 使氮富集在 气相中 氧留在分子筛中 整个吸附过程在加压情况下进行 当吸附压力降到常压时 被吸附 的氧从分子筛的微孔中脱附 解吸 分子筛获得再生 常规的碳分子筛制氮装置有两个碳分子筛吸附塔 当一只吸附塔在 进行吸氧产氮时 另一只吸附塔在脱氧再生 如此交替循环连续不断 的产出氮气 氮的纯度为99 995 99 999 硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化半钢子午胎硫化耗氮量为0 3 1 0立方米 载重 子午胎硫化耗氮量为2 8 4 2立方米 氮气既可外购也可自制 目前国内企业多是采用自制氮气装置 制氮主要是通过空气分离来实现 目前的制氮方法主要有低温精馏 法 变压吸附法和膜分离法 总之 氮气硫化工艺具有很好的经济效益和技术优越性 既能保证 高温又能保证高压 改善了轮胎的质量 降低成本 延长胶囊的使 用寿命 提高劳动生产率减少维修保养 使生产更安全 环境更清 洁 对可能出现的问题要高度重视并解决 硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化硫化是轮胎生产中最大的能量消耗 保压硫化 是对现有硫化动力系统不做改造的条件下 节能降耗的一种硫化方 式 传统的等压等温硫化工艺 硫化时胶囊内通入一定温度和压力的蒸汽 并持续一定时间 再向胶囊内通入过热水 整个正硫化过程中过热 水保持一定的压力和温度不间断地循环流动 硫化过程中需消耗大量能源 轮胎所吸收的只是一小部分 大量的 热水是无效地循环 传统硫化工艺因正硫化时间长 易造成过硫 过硫使胶料的物理性能大幅度降低 影响轮胎质量 硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化在硫化初始向硫化胶囊内通入比一般常规硫化 温度高出15 25 的高温蒸汽并保持一段时间 例原用1 0MPa饱和 蒸汽保持4 可改为1 3MPa蒸汽并保持4 再向胶囊内通入过热 水 短时循环后 让过热水在胶囊内停止循环 持续到硫化结束 硫化过程压力不变 而温度下降 故称为保压硫化 从硫化机的硫化曲线中可以看到胶囊内温下降的较多 这是由于胶 囊内温的测温点在回路上 从硫化测温的结果看 胶囊内的实际温度下降的并不多 硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化保压硫化工艺有许多特点 大量减少了轮胎硫 化过程中过热水的循环时间 节约了加热过热水所需的能源 也节 约了过热水循环输送过程中的能源 使轮胎硫化过程的能耗大大降 低 轮胎硫化时间缩短了5 10 提高生产率和产量 也提高设备 利用率 保压后再没有热量补充 有效的防止了过硫阶段轮胎发生 焦烧的现象 轮胎质量明显提高 硫化及硫化体系 氮气硫化及保压硫化0204060801001xx01600102030405060708090通 道23温度 通道23等效硫化时间 min保压硫化测温 胎肩部位测