氮气硫化工艺在半钢子午线轮胎生产中的应用

度远 低于水 的 动力粘 度 。
过热水 硫化 正硫 化结束 后 ， 进行 热水 回收 、 要 ０ ５ＭＰ 排 、 ． ａ 无压 力 排 和抽 真 空 。整 个 过程 至 少
需要 １ ０Ｓ耗 时 长 。氮 气硫 化 可 节 约硫 化 时 间 ， ２ ， 提高 硫化效 率 。
１ ３ 设 备 ．
采用 ｗ Ｌ Ｉ 型测 温仪 ， — Ｖ Ｅ型热 电偶 导线 外覆 耐 高温 聚 四氟乙烯绝 缘层 。
３ １ ２ 热 电偶埋线 ．．
氮气硫 化 采 用 制 氮 系 统 ， 路 简 单 ， 护 方 管 维
通 过对 轮胎埋 线 测 温 ， 比较轮 胎 各 部 位采 用 不 同工 艺 的温度差异 。胶 囊上 下模温 差对 比试 验 选 用轮 胎规格 为 Ｌ ２ ５ ８ Ｒ１ ， 气 硫化 工 艺 对 Ｔ ３ ／５ ６氮 比试验选 用 轮 胎 规格 为 Ｌ ２ ５ ７ Ｒ１ 。采 用 ２ Ｔ ４ ／５ ６ ４
第 ２期
高 勇 等． 气 硫 化 工 艺 在 半 钢 子 午线 轮胎 生产 中 的 应 用 氮
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氮气 硫 化 工 艺在 半 钢 子 午线 轮 胎 生产 中的应 用
高 勇 ， 茂英 ， 王 张 皓
（ 轮股份有限公 司， 赛 山东 青 岛 ２６ ０ ） ６ ５ ０
摘 要 ： 氮 气硫 化 工 艺 和 过 热水 硫化 工 艺在 半 钢子 午 线 轮 胎 生 产 中 的应 用 进 行 对 比 ， 对 并对 氮气 硫 化 工 艺 中出 现 的
行进 一步 优化 。 １ 氮气硫 化 工艺 与过 热水 硫化 工艺 比较
１ １ 定 型 介 质 ．
氮气硫 化 步 序 ： ． ～ １ ８ ＭＰ １ ４ ． ａ的饱 和 蒸 汽
进并 排凝 （ ． ～２ｍｉ） 饱和蒸 汽 进 （ ～ ５ｍｉ） ０５ ｎ 、 ３ ｎ、
硫化 合模 前在 已装 胎坯 的胶囊 内充入 低 压气 体 对胎 坯 定 型 。定 型 的 目的为 ： 利 于 胶囊 在 胎 ①
汽 的 同时进 行 排凝 。过 热 水 硫化 只 进 饱 和蒸 汽 ，
不需 排 凝 。由 于 刚 充 人 饱 和 蒸 汽 时 胶 囊 内温 度 低， 会产 生冷凝 水 。 排凝 是氮 气硫 化 的 关键 ， 过 排 凝 可 降低 胶 通 囊 的上下 模温 差 。如 何解 决胶囊 上下模 温差 问题 已成 为氮 气硫 化 的焦 点 ， 也 是 与过 热 水硫 化 的 这
氮气 硫 化采 用低 压 氮 气 定 型 ， 型过 程 中低 定 压 氮气不 存 在气体 与 液体 的转 化 ， 型压 力稳 定 ， 定
可提 高轮 胎 的均匀 性 。
作者简介 ： 高勇 （ ９ ５ ） 男 ， 东 菏 泽 人 ， 轮 股 份 有 限 公 １８ ， 山 赛
司助理工程师， 学士 ， 要 从 事 半 钢 子 午 线 轮 胎 硫 化 技 术 研 究 与 主 工 艺 管理 工作 。
问 题 进 行 研 究 。 结 果 表 明 ； 过对 中 心机 构 喷 嘴 和 喷射 角度 的调 整 ， 化 胶 囊 上 下 模 温 差 基 本 控 制 在 ５℃ 以 内 ； 过 通 硫 通
对 氮 气 排 凝 工 艺 的 优 化 ， 短 氮气 排 凝 时 间 ２ ５ 并使 单 胎耗 氮 量 降 低 １ 。 缩 ／， Ｏ
化 速 度慢 。
本工 作首 先对 我公 司过 热水 硫化 工艺 转 为氮 气 硫 化工 艺进 行 前后 比较 ， 决采 用 氮 气 硫 化 工 解
艺后 出现 的 问题 ， 为 达到 节能 降耗 ， 并 控制 生产 成
本 ， 升公 司技 术优 势 的 目的 ， 氮气 硫化 工艺 进 提 对
便， 不像 过 热水 硫 化需 要 除 氧加 热 器 、 压力 泵 、 热
水 回收装 置 、 ． ａ 力 罐 、 ． ａ 力 罐 、 ０ ５ＭＰ 压 ０ ３ＭＰ 压 冷却 循环 装置 和水处 理装 置等 。
第 ２ 期
高 勇 等 ． 氮气 硫 化 工 艺 在 半 钢 子 午 线 轮 胎 生 产 中的 应 用
不 同点之 一 。过热水 硫化 在正硫 化 时因过热 水处
降低胶 囊 的上 下模 温差是 采用 氮气硫 化工 艺 的首要 任务 。过热水 硫化 工艺 转为 氮气硫 化工 艺 后， 我公 司 对 Ｌ ２ ５ ８ Ｒ１ Ｔ ３ ／ ５ ６轻 型 载 重 轮 胎 进 行 埋 线测 温 ， 优化 了 中心 机构 喷嘴及 喷射 方式 ， 并 具 体 见下 述氮气 硫化 工艺优 化部 分 。
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轮
胎 工
业
２ １ 年 第 ３ 卷 ０２ ２
温度是 递减 的 ， 递减 程 度 取 决 于轮 胎 硫化 时 间 和
１ ４ 生产 效 率 ．
氮气 泄露情 况 。氮 气 是用 来 提 供硫 化 内压 的 ， 氮 气 是 无 色 、 味 的气 体 ， 漏 后很 难发 现 ， 有甚 无 泄 更 者 ， 气泄漏 会带走 硫 化胶囊 内 的热 量 ， 硫化 内 氮 使 温急剧 下 降 ， 导致 轮胎欠 硫 。 过 热水硫 化 用饱 和 蒸 汽来 缓 冲 内压 ， 止胶 防
３ 氮气 硫化 工艺优 化
３ １ 试 验 ． ３ １ １ 试 验 设 备 和 仪 器 ．．
分别 为 ２ ４ ２ １ ４ ０和 １８ ３ ０Ｐ ３ ． ，４ ． ６ ． ａ・Ｓ 。空气 中 氮气 的体 积分数 为 ０ ７ ， 此用 空气 的动 力粘 度 ．８ 在 代表 氮气 的动力 粘度 。空气 和饱 和蒸汽 的动 力粘
１ｍｉ） 过热 水循环 （ 间取决 于轮 胎规 格 ） 热水 ｎ、 时 、
回收 及总排 （ ～３ｍｉ） ２ ｎ。 １ ２ １ 硫 化介 质 ．．
氮气硫 化 以饱 和 蒸 汽 和氮 气 作 为硫 化 介 质 。
饱 和蒸 汽用 来 提供 内温 ， 化 时饱 和 蒸 汽 处 于密 硫
封 状态 不再 循 环 。随着 硫 化 的进 行 ， 个 过程 的 整
囊 内瞬间压 力 过 大 ， 胶 料 流 动不 利 。过 热 水用 对
与过热 水硫 化 工艺 相 比 ， 气 硫 化工 艺 的排 氮
空和 回收 时间 大大 缩 短 ， 在 轮胎 正 硫 化过 程 中 且
氮气 相对 于过热 水 能 提 供更 稳 定 的 压力 ， 进 一 会 步缩 短硫化 时 间 ， 因此 ， 生产效 率提 升 ２ ～４ ％。
２ ０ ． ａ 气 进 （ 间取 决 于 轮 胎规 格 ） ． ～３ ０ＭＰ 氮 时 及 泄漏 检查 （ 闭所 有 阀 门 ， 内压 有 无 下 降 ， 关 看 判断
有无 阀 门泄漏 ） 回收及 总排 （ ． ～１ｍｉ） 、 Ｏ５ ｎ 。
坯 内充分 舒 展 ， 防止胎 里窝 气 ； ②使胎 坯 的外 缘形
硫 化是 橡胶 的线 型 大分 子链 发生交 联 形成 网 状 结构 的过程 ， 轮 胎 制 造 的重 要 工 序 也 是 最 后 是
一
过 热水硫 化 一般 采 用 饱 和蒸 汽 定 型 ， 型 时 定 会 出现 定型压 力 不 稳 定 ， 现 为定 型 压力 表 指 针 表 不停 地 左右摆 动 。这是 由于在充 入饱 和蒸汽 时胶
氮气 硫化 的 回 收及 总排 时 间一 般 在 ３ 左 ０Ｓ 右， 相对较 短 。这 是 由于 硫 化介 质 的动 力粘 度 不 同引起 的 。物 质 的动 力 粘 度越 低 ， 子 间 的 内摩 分 擦越 小 ， 同压 力下分 子运 动速 度越快 。空气 、 相 饱
和蒸 汽 和水 ３种硫 化介 质在 １ ０℃时 的动力 粘度 ５
２ 氮气硫化 工 艺 问题 处理
来 提供 内温 和 内压 。由于过热 水热焓 和 给热系数 小 ， 热 率低 ， 源 浪 费较 大 ， 导 能 且过 热 水硫 化 易使 管 道结垢 和腐 蚀 。
１ ２ ２ 充入 饱和蒸 汽 ．．
采用氮 气硫化 后 ， 遇到一 些常见 问题 ： 胶囊 上
关 键 词 ： 钢 子 午 线 轮 胎 ； 气硫 化 ； 热水 硫 化 ； 半 氮 过 温度 ； 艺 优 化 工 中 图 分 类 号 ： Ｑ４ ３ ３ １ ． ； Ｑ３ ０ ６ Ｔ ６． ４ ６ Ｔ ３ ． ７ 文献 标 志码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ６８ ７ （ ０ ２ ０—１ ７０ １０ —１ １ ２ １ ） ２０ ０ —４
点埋线 测 温 ， 际 测 温 点分 布在 轮胎 的 同一 断 面 实 上 ， 呈对 称 分 布 。关 键 埋 线 测 温 点 分 布 如 图 １ 并
所示 。
高 生产 成本 。另外 ， 氮气是 无 色无 味气 体 ， 化 车 硫 间氮气 浓度增 大还会 导致 操作 人员缺 氧 。
氮气 硫化 对硫化 系统 的密封 性要 求高 。为解 决 氮气 泄漏 ， 首先应 采用 高密 封性 的机 械 阀 、 封 密 圈和 垫 片 等 ； 次 应 对 管 路 和 阀 门定 期 维 护 、 其 更 换 。氮气 泄漏 可 通过 系统 用 氮量 、 台 的压力 曲 机 线 和温度 曲线 变化 等逐段 查找 ， 锁定 泄漏点 。
为液体 。 １ ２ 硫化步 序 ．
国外 主要 轮胎 企业 已有 ３ ４的轿 车轮 胎 和轻 型载 ／
重轮 胎 及 １ ４的 载 重 轮 胎 以 氮 气 为 主 要 硫 化 ／
介质 。
氮 气硫 化工 艺是将 １ ４ ． ａ饱 和蒸 汽 ． ～１ ８ＭＰ 先 充人 胶囊 使其 升 温 后 ， 向胶囊 充 入 高压 力 的 再 高纯度 氮气 进行 保 压 ， 以达 到 高温 高 压 的硫 化 条 件 。过 热水 硫 化则 通 过 过 热水 循 环 ， 到 高温 高 达 压 的 目的。两者 存在本 质 的 区别 。饱 和蒸汽 为氮 气 硫化 提供 热 源 ， ． ～ ３ ０ ＭＰ ２ ０ ． ａ高 压 氮 气 提 供 内压 。过热 水 硫化 的 内温 和 内压 皆来 自过 热 水 ， 但 过 热水 内温 为 １ ８ １ ５℃ ， 度 相 对较 低 ， ７～ ８ 温 硫