1、硫化及硫化体系硫化及硫化体系-1刘燕生2019-10-18硫化及硫化体系硫化及硫化体系 目目 录录 1 1 氮气硫化及保压硫化氮气硫化及保压硫化 2 2硫化理论的基本概念硫化理论的基本概念 3 3有效和半有效硫化体系有效和半有效硫化体系 4 4硫化体系的应用硫化体系的应用 5 5硫化助剂的标准及其检测硫化助剂的标准及其检测硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化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180210左右的过热水或氮气硫化；载重子午胎采用170185左右的过热水或保
2、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。硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化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%2050%99.900%8090%99.950%110120%99.9
3、95%120150%硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化氮气硫化及保压硫化 氮气硫化节省蒸汽降低成本。取消了水加热和泵送，从而减少了硫化能量费用6080%。用低压氮气定型，氮气不像蒸汽那样冷凝，低压氮气定型的轮胎尺寸更精确和稳定。蒸汽定型轮胎时尺寸因胶囊温度和蒸汽压力产生波动，氮气定型使由胎胚定型不当产生的废品率降低2550%。取消了定型用低压蒸汽，节省了水处理和排放的费用。提高硫化压力改善轮胎质量。氮气硫化压力可大于蒸汽硫化,易于恒定减少波动。能够监控硫化过程中胶囊的泄露并调整硫化时间，从而减少了出残次品的概率。硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化氮气硫化及保压硫化
4、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。硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化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
5、。(2)用低压(0.030.3MPa)氮气充入胶囊，使轮胎准确地定型到一致的尺寸。(3)高压(1.41.7MPa)蒸汽充入胶囊提供硫化所需热量。一般需28min，与轮胎的规格和类型有关。(4)高压(2.3 MPa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。硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化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1.41.6MPa,充氮气瞬间最高温度210,氮气的压力可调整为2.52.7MPa,热板温度173，模套温度180。第二步、第
6、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。硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化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序号1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010工艺工艺蒸汽蒸汽进排进排蒸汽蒸汽进进氮气氮气进进氮气氮气排凝排凝氮气氮气进进泄漏泄漏检查检查氮气氮气进进氮气氮气回收回收排空排空抽抽真空真空时间时间minmin0.20.2 4.0-5.04.0-5.00.80.80.20.21
7、.01.01.01.0 5.0-14.05.0-14.00.20.20.40.40.20.2硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化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)。硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化
8、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。硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化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
9、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。硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化氮气硫化及保压硫化 硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化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
10、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。硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化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
11、，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%。硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化氮气硫化及保压硫化硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化氮气硫化及保压硫化 半钢子午胎硫化耗氮量为0.31.0立方米,载重子午胎硫化耗氮量为2.84.2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
12、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。硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化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。硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保
13、压硫化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。硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化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
14、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。硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化氮气硫化及保压硫化 保压硫化测温-胎肩部位测温数据硫化及硫化体系硫化及硫化体系-氮气硫化及保压硫化氮气硫化及保压硫化 注意保压的时间确定。应用保压硫化工艺时应作硫化测温分析，分析传统过热水硫化和保压硫化过程中各部件的硫化状态，确定保压的时间。优化保压硫化的工艺过程后，对轮胎进行室内高速和耐久试验并进行轮胎道路试验。各种规格轮胎的最适宜硫化时间需做硫化测温和气泡试验,半钢子午胎进行气泡试验得到的数据和结果更为直接和有效。谢谢你的阅读v知识就是财富v丰富你的人生
