轮胎工业炼胶工序节能减排.pdf

轮胎工业炼胶工序节能减排 我国是世界第一大橡胶消费国，占世界橡胶总耗胶量的 20%， 在橡胶制品中，轮胎又占总耗胶量的 70%。随着轮胎工业技术的不断 发展，橡胶混炼向着高速、高压、大容量、全自动控制的方向发展，生 产效率和混炼的质量不断提高，生产工人的劳动强度降低，对环境的 污染也大幅减少。但轮胎工业依然是能耗大户、环境污染不容忽视，目 前国家不再审批新建轮胎企业项目，说明国家政策导向就是要严格控 制、减少高能耗、高污染的生产企业。加大节能减排和环境保护力度， 是国务院提出的 2008 年工作要点，因此节能减排对轮胎工业的技术 发展具有深远的意义和影响。 1 、炼胶工序的现状分析 目前大型轮胎企业采用了先 的大型密炼机（如 270、370 密 炼机）炼胶，实现了自动称量、自动投料、采用时间-温度-能量自动控 制炼胶、自动排胶、自动出片、自动除尘返料等功能，生产效率和 混炼胶质量得到了明显提高，工人劳动强度大幅降低，少数轮胎 企业炭黑输送采用自动气力输送，环境污染问题也得到改善，但炼胶 工序仍存在以下问题。 1.1 生产段数多、速度不够快、生产效率低 目前大型密炼机通常采用的转速为 40～60r·min-1 ，相比 140L 密炼机的 20～30r·min-1 有了明显提高，但仍不够快，应 一步提 高到 60～80r·min-1 ，而且应实现无极变速，这样可针对不同胶料的硬 度、升温情况、对温度的敏感程度、对炭黑分散度的要求选择合适的 转速。 为了保证炭黑等等配合剂混炼均匀、混炼胶质量和下工序脱 粒的工艺性能，目前大型轮胎企业采用大型密炼机生产胶料时均采用 多段混炼。拓估算，目前全钢轮胎生产胶料混炼段数平均在 3.2～3.6 之间。由于实行多段混炼，每一段胶料到下一段使用时需要有一定的 停放时间，这样就需要大量停放胶料的场地和停放胶料的板盘。同时 胶料每增加一段混炼，就会增加失误的机会，从而增加胶料出现质量 问题的概率，存在影响胶料质量的隐患。 段数增加得越多，脱粒出现质量 问题的概率就越大、密炼机 生产效率低就越低、能源的消耗就越大、占用的场地就越大，劳动力 成本也越大。 1.2 下辅机仅起到出片的作用 目前大型密炼机系统所配套的下辅机，无论是单螺杆挤出机 还是双螺杆挤出机，都仅起到连续出片的作用，没有起到补充混炼、快 速降温的作用。为了保证母炼胶混炼的均匀性，要求橡胶、各种配合 剂在密炼机混炼充分才能排胶，这就必须适当处长胶料的混炼时间或 增加胶料的混炼段数，这样不能充分发挥快速密炼机的作用，影响混 炼胶生产效率。 由于下辅机起不到快速降温作用，胶片降温只能靠隔离剂水 池和胶片冷却系统，对于排胶温度较高、对温度比较敏感的胶料，胶 料在抗日战争出机内温度可能还会上升，导致挤出胶片表面不光滑、 有疙瘩、结团、产生凝胶，严重时还较难出片，影响混炼胶质量、胶料 物理机械性能和下道工序的加工性能。 1.3 采用密炼机加硫，密炼机存在空转现象 目前混炼胶生产量大的轮胎企业，都采用密炼机加硫，再配 2 台开炼机（1 台散热、1 台出片）。由于密炼机生热速度快，故混炼时 间短（一般只有 80～120 s），需在开炼机上 一步补充混炼以便让硫磺 分散更均匀，且需用制冷水冷却。对于生热快胶料如胎面胶、钢丝胶、 三角胶等，开炼机散热、出片的时间就会比密炼机混炼的时间长，存 在密炼机空转的现象，造成能源浪费。 1.4 即使是在全自动生产情况下混炼胶的质量也存在波动 混炼工艺通常采用时间、温度、能量，单参数控制、双参数甚 至三参数控制，通过设定合适的工艺参数来稳定提高混炼胶质量。在 全自动生产情况下，由于天然橡胶批次之间门尼粘度的波动、不同批 次不同厂家的炭黑、母炼胶停放时间的长短、气温的变化、冷却水温 与流量的变化、压料装置压力的波动、每批料之间间隔的长短、投料 时起始温度的波动、辅助排料时间的长短、原材料存放条件（温度、湿 度）等因素的变化，都会影响全自动控制条件下的混炼胶质量，导致 混炼胶质量波动、合格率降低、返炼胶增加、能耗增加。