斜交輪胎氮?dú)饬蚧に嚨难芯?/h1>
2020-07-20 02:18:50承友昕章華軍蔣海倫
輪胎工業(yè) 2020年5期
承友昕，章華軍，華 斌，蔣海倫
（中策橡膠集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 310018）
為了在競(jìng)爭(zhēng)激烈的輪胎市場(chǎng)上占有一席之地，各輪胎企業(yè)都在竭盡全力地建立技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)控制生產(chǎn)成本。由于氮?dú)饩哂胁僮鞒杀镜汀⑹褂冒踩葍?yōu)點(diǎn)，輪胎企業(yè)生產(chǎn)全鋼和半鋼子午線輪胎時(shí)都采用蒸汽/高壓氮?dú)饬蚧に嚒ｋS著全鋼和半鋼子午線輪胎氮?dú)饬蚧夹g(shù)的日趨成熟[1-5]，子午線輪胎的生產(chǎn)成本相應(yīng)降低。但傳統(tǒng)的斜交輪胎依然停留在采用蒸汽/過熱水硫化工藝階段。為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，我公司進(jìn)行了斜交輪胎氮?dú)饬蚧に囇芯俊?/p>
1 氮?dú)饬蚧に?/h2>
在氮?dú)饬蚧に囍校羝菬嵩?，氮?dú)鈩t提供硫化過程中所需的高壓。蒸汽/高壓氮?dú)饬蚧に囘^程非常簡(jiǎn)單，具體步驟如下。
（1）將胎坯置入模具；
（2）將0.03～0.05 MPa蒸汽充入硫化膠囊，以便將輪胎均勻定型至規(guī)定尺寸；
（3）將1.55～1.65 MPa高壓蒸汽充入硫化膠囊，以提供硫化所需熱量，根據(jù)不同的輪胎品種和規(guī)格，這一步驟可分成4—6步，總時(shí)間持續(xù)1～7 min；
（4）充入高壓（≥2.1 MPa）氮?dú)?，以提高剩余硫化時(shí)間內(nèi)硫化膠囊的內(nèi)壓；
（5）冷卻，低壓氮?dú)饫鋮s；
（6）排空硫化膠囊，取出成品輪胎。
2 氮?dú)饬蚧に囼?yàn)證
以28×9-15輪胎為例，采用氮?dú)夂瓦^熱水硫化工藝的胎里部位溫度-時(shí)間曲線如圖1所示。
圖1 兩種硫化工藝胎里部位溫度-時(shí)間曲線
從圖1可以看出：過熱水硫化基本上是一個(gè)溫度緩慢上升的過程，而氮?dú)饬蚧瘻囟认瓤焖偕仙缶徛陆?；過熱水硫化最終達(dá)到的硫化溫度高于氮?dú)饬蚧?。將輪胎各部位硫化過程換算為等效硫化時(shí)間，以進(jìn)行量化對(duì)比，結(jié)果如表1所示。
從表1可以看出，采用氮?dú)饬蚧に?，輪胎各部位的等效硫化時(shí)間短于采用過熱水硫化工藝，這是由于氮?dú)饬蚧に嚵蚧瘍?nèi)溫提高，使硫化效率明顯提高。
表1 輪胎各部位等效硫化時(shí)間 min
表2示出了不同規(guī)格斜交輪胎采用兩種硫化工藝所需硫化時(shí)間。
表2 不同規(guī)格斜交輪胎采用兩種硫化工藝所需硫化時(shí)間
從表2可以看出，采用氮?dú)饬蚧に嚭螅煌?guī)格斜交輪胎的硫化效率大幅提高，硫化時(shí)間大幅縮短，從而提高了單臺(tái)硫化設(shè)備的生產(chǎn)效率。例如原斜交輪胎廠硫化設(shè)備過熱水硫化設(shè)計(jì)產(chǎn)能為9 200條，通過采用氮?dú)饬蚧に嚕蚧O(shè)備產(chǎn)能提高到12 000條左右，為斜交輪胎廠擴(kuò)產(chǎn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
3 氮?dú)饬蚧善份喬ベ|(zhì)量安全性能
由于斜交輪胎的骨架材料采用錦綸6簾線，錦綸6的熔點(diǎn)是220 ℃，為了保證成品輪胎胎體強(qiáng)度和安全性能，需重點(diǎn)關(guān)注硫化后胎體簾線強(qiáng)力的下降問題。
圖2示出了胎里最高溫度-高溫蒸汽時(shí)間的關(guān)系曲線。
從圖2可以看出，高溫蒸汽通入時(shí)間越長(zhǎng)，胎里的最高溫度越高。
圖2 胎里最高溫度-高溫蒸汽時(shí)間的關(guān)系曲線
以胎體使用1400dtex/2V1錦綸6簾線的輪胎為例，測(cè)試不同胎體簾布層數(shù)的輪胎硫化后胎體簾線強(qiáng)力-高溫蒸汽時(shí)間關(guān)系曲線，結(jié)果如圖3所示。
圖3 成品輪胎胎體簾線強(qiáng)力-高溫蒸汽時(shí)間的關(guān)系曲線
從圖3可以看出，硫化后成品輪胎胎體簾線強(qiáng)力隨著高溫蒸汽時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，且下降的趨勢(shì)隨著胎體簾布層數(shù)的增多而減緩。
經(jīng)過多次試驗(yàn)表明，根據(jù)胎體簾布層數(shù)的不同，只要控制高溫蒸汽時(shí)間，就可以保證硫化后胎體簾線強(qiáng)力，從而確保輪胎的安全性能。根據(jù)各方面測(cè)試和生產(chǎn)效率綜合考慮，確定輪胎硫化后胎體簾線強(qiáng)力下降率不大于10%。
4 經(jīng)濟(jì)效益
通過采用氮?dú)饬蚧に?，可以縮短輪胎的硫化時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，在現(xiàn)有硫化設(shè)備條件下提升產(chǎn)能，減小擴(kuò)產(chǎn)設(shè)備投資。
此外，采用氮?dú)饬蚧に嚭螅蕴怂チ蚧に?，斜交輪胎全部采用膠囊硫化機(jī)硫化，提高了輪胎硫化傳熱效果，從而提高了生產(chǎn)效率。
淘汰過熱水硫化工藝后，可減少過熱水除氧站的投資，增大硫化膠囊硫化的生產(chǎn)次數(shù)，降低輪胎制造成本。
5 結(jié)語(yǔ)
斜交輪胎采用氮?dú)饬蚧に嚳梢越档蜕a(chǎn)成本，改善輪胎質(zhì)量，延長(zhǎng)硫化膠囊使用壽命，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少維修保養(yǎng)，提高靈活性，降低產(chǎn)品廢品率等，同時(shí)使生產(chǎn)更安全，環(huán)境更清潔。
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1 氮?dú)饬蚧に?/h2>
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（1）將胎坯置入模具；
（2）將0.03～0.05 MPa蒸汽充入硫化膠囊，以便將輪胎均勻定型至規(guī)定尺寸；
（3）將1.55～1.65 MPa高壓蒸汽充入硫化膠囊，以提供硫化所需熱量，根據(jù)不同的輪胎品種和規(guī)格，這一步驟可分成4—6步，總時(shí)間持續(xù)1～7 min；
（4）充入高壓（≥2.1 MPa）氮?dú)?，以提高剩余硫化時(shí)間內(nèi)硫化膠囊的內(nèi)壓；
（5）冷卻，低壓氮?dú)饫鋮s；
（6）排空硫化膠囊，取出成品輪胎。
2 氮?dú)饬蚧に囼?yàn)證
以28×9-15輪胎為例，采用氮?dú)夂瓦^熱水硫化工藝的胎里部位溫度-時(shí)間曲線如圖1所示。
圖1 兩種硫化工藝胎里部位溫度-時(shí)間曲線
從圖1可以看出：過熱水硫化基本上是一個(gè)溫度緩慢上升的過程，而氮?dú)饬蚧瘻囟认瓤焖偕仙缶徛陆?；過熱水硫化最終達(dá)到的硫化溫度高于氮?dú)饬蚧?。將輪胎各部位硫化過程換算為等效硫化時(shí)間，以進(jìn)行量化對(duì)比，結(jié)果如表1所示。
從表1可以看出，采用氮?dú)饬蚧に?，輪胎各部位的等效硫化時(shí)間短于采用過熱水硫化工藝，這是由于氮?dú)饬蚧に嚵蚧瘍?nèi)溫提高，使硫化效率明顯提高。
表1 輪胎各部位等效硫化時(shí)間 min
表2示出了不同規(guī)格斜交輪胎采用兩種硫化工藝所需硫化時(shí)間。
表2 不同規(guī)格斜交輪胎采用兩種硫化工藝所需硫化時(shí)間
從表2可以看出，采用氮?dú)饬蚧に嚭螅煌?guī)格斜交輪胎的硫化效率大幅提高，硫化時(shí)間大幅縮短，從而提高了單臺(tái)硫化設(shè)備的生產(chǎn)效率。例如原斜交輪胎廠硫化設(shè)備過熱水硫化設(shè)計(jì)產(chǎn)能為9 200條，通過采用氮?dú)饬蚧に嚕蚧O(shè)備產(chǎn)能提高到12 000條左右，為斜交輪胎廠擴(kuò)產(chǎn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
3 氮?dú)饬蚧善份喬ベ|(zhì)量安全性能
由于斜交輪胎的骨架材料采用錦綸6簾線，錦綸6的熔點(diǎn)是220 ℃，為了保證成品輪胎胎體強(qiáng)度和安全性能，需重點(diǎn)關(guān)注硫化后胎體簾線強(qiáng)力的下降問題。
圖2示出了胎里最高溫度-高溫蒸汽時(shí)間的關(guān)系曲線。
從圖2可以看出，高溫蒸汽通入時(shí)間越長(zhǎng)，胎里的最高溫度越高。
圖2 胎里最高溫度-高溫蒸汽時(shí)間的關(guān)系曲線
以胎體使用1400dtex/2V1錦綸6簾線的輪胎為例，測(cè)試不同胎體簾布層數(shù)的輪胎硫化后胎體簾線強(qiáng)力-高溫蒸汽時(shí)間關(guān)系曲線，結(jié)果如圖3所示。
圖3 成品輪胎胎體簾線強(qiáng)力-高溫蒸汽時(shí)間的關(guān)系曲線
從圖3可以看出，硫化后成品輪胎胎體簾線強(qiáng)力隨著高溫蒸汽時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，且下降的趨勢(shì)隨著胎體簾布層數(shù)的增多而減緩。
經(jīng)過多次試驗(yàn)表明，根據(jù)胎體簾布層數(shù)的不同，只要控制高溫蒸汽時(shí)間，就可以保證硫化后胎體簾線強(qiáng)力，從而確保輪胎的安全性能。根據(jù)各方面測(cè)試和生產(chǎn)效率綜合考慮，確定輪胎硫化后胎體簾線強(qiáng)力下降率不大于10%。
4 經(jīng)濟(jì)效益
通過采用氮?dú)饬蚧に?，可以縮短輪胎的硫化時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，在現(xiàn)有硫化設(shè)備條件下提升產(chǎn)能，減小擴(kuò)產(chǎn)設(shè)備投資。
此外，采用氮?dú)饬蚧に嚭螅蕴怂チ蚧に?，斜交輪胎全部采用膠囊硫化機(jī)硫化，提高了輪胎硫化傳熱效果，從而提高了生產(chǎn)效率。
淘汰過熱水硫化工藝后，可減少過熱水除氧站的投資，增大硫化膠囊硫化的生產(chǎn)次數(shù)，降低輪胎制造成本。
5 結(jié)語(yǔ)
斜交輪胎采用氮?dú)饬蚧に嚳梢越档蜕a(chǎn)成本，改善輪胎質(zhì)量，延長(zhǎng)硫化膠囊使用壽命，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少維修保養(yǎng)，提高靈活性，降低產(chǎn)品廢品率等，同時(shí)使生產(chǎn)更安全，環(huán)境更清潔。
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