B型蒸鍋機械式雙模硫化機改造

隨著輪胎產品制造技術的不斷提升，節能、高效已成為輪胎行業不斷追求的目標，輪胎硫化已由傳統的過熱水硫化方式逐漸轉變為高溫充氮硫化方式。特別是生產半鋼及全鋼子午線輪胎時，為提高產品質量，硫化模具已普遍采用活絡模具。

活絡模具模套為中空式，若采用蒸鍋式硫化機，易造成模具滑動部件銹蝕，影響模具配合精度，導致產品質量降低，且由于模套為中空式，傳熱效率不高，影響產品硫化效果。蒸鍋式硫化機容積較熱板式硫化機容積大，受熱部件多，需排放蒸汽冷卻，能耗損失較大。在高溫充氮硫化過程中，若采用蒸鍋式硫化機，一旦出現泄漏會導致外溫不穩定，對產品硫化質量影響較大。因此，目前載重和中小型輪胎硫化均采用熱板式硫化機。

我公司對原有的1 651 mm（65英寸）蒸鍋機械式硫化機進行結構分析后，本著低投入、可互換、能通用的原則開展裝備技術創新研究，對其進行熱板式改造。

1 改造方案

1.1 技術參數

硫化機技術參數為：硫化機規格 1 651 mm機械式雙模；熱板外直徑 1 550 mm，厚度 60 mm；熱板內直徑 300（上熱板）和254 mm（下熱板）；硫化輪胎胎圈直徑 381～610 mm；硫化輪胎最大外直徑 1 270（兩半模）和1 135 mm（活絡模）；膠囊拉伸行程 20～950 mm；中心活塞桿直徑 48 mm（螺紋M27×2）；下環環座螺紋T180×6，缸蓋直徑 150 mm；硫化模型高度220～575 mm；活絡模操縱缸活塞參數Φ305 mm×500 mm；托胎最大行程 515 mm；熱板蒸汽工作壓力（蒸汽室出口檢測壓力） ≤1.4 MPa，上下熱板各點的溫差 ≤±1 ℃，模具受熱均勻。

1.2 介質條件

硫化介質條件為：硫化內壓蒸汽壓力 1.8 MPa；一次定型蒸汽壓力 0.06～0.15 MPa；二次定型蒸汽壓力 0.06～0.15 MPa；預熱蒸汽壓力（1.2±0.05） MPa；過熱水壓力或氮氣壓力2.8 MPa；內壓出口溫度 210 ℃；動力水壓力2.5 MPa；操作缸壓力 1.8 MPa；動力用壓縮空氣0.7 MPa；控制用壓縮空氣 0.35 MPa；膠囊真空度 20～27 kPa（150～200 mmHg）。

1.3 精度要求

設備精度為：底座上平面的平面度 ≤0.5 mm；活絡模操縱缸活塞桿中心與中心機構中心的同軸度 ≤Φ1 mm；中心機構活塞桿升高到極限位置時的垂直度 ≤0.5 mm；上固定板安裝模型用孔的中心與下熱板T型槽中心的偏移量 ≤2 mm；合模力最大時進行壓鉛絲試驗（每模型放置4段）的錯片厚度差 ≤0.05 mm；底座水平度≤0.3×10-3mm·mm-1；中心機構與熱板的同心度 ≤0.3 mm；中心機構活塞桿的直線度 ≤0.3 mm；上下熱板模具安裝平面的平面度 ≤0.5 mm；上下熱板模具安裝平面的平行度 ≤0.5 mm。

1.4 改造措施

（1）中心機構。拆除原中心機構及下蒸鍋。配置中心機構，活塞桿拉直高度按技術參數要求設置。

（2）上熱板。上熱板圓周設置4個安裝孔與蒸鍋上固定板相連，中間加10 mm厚鋼板（內外徑與熱板一致），鋼板與熱板間加10 mm厚隔熱板，安裝孔與蒸鍋上固定板第3排過孔在同一圓周并偏移12°等分，上熱板設置4均等分7排模具安裝螺栓過孔。

（3）下熱板。下熱板固定在機座上，中間加10 mm厚隔熱板；下熱板設置T型槽，其兩端與熱板中心徑向距離為690～1 550 mm；介質進出口均應設置在面對機臺的正后方，即進出口設置在同一側；下熱板配置隔熱護罩。上下熱板承受蒸汽壓力均不小于1.4 MPa，合模力為4 500 kN。

（4）外壓蒸汽回管路系統。外壓蒸汽回管路系統分為兩路，設置冷凝桶，并采用定時排和小孔系統疏水。外壓蒸汽回路為：上熱板→活絡模→下熱板→出口管道。在外壓蒸汽回管路設置外壓壓力表2只（左右各1只）。

（5）氮氣管路系統。新增氮氣管路系統，增加氮氣進、進保壓（兩側）、出保壓、左右隔斷等配套氣動閥及配套管路。

（6）抽真空系統。抽真空系統改造為進、出同時進行。

（7）更換上蒸鍋花盤導向卡環。

（8）外溫管路的進汽點與冷凝水排出點要求設計合理，運動部分采用金屬軟管，采用新工藝、新結構，確保冷凝水便于排放，并設置定時排凝裝置，由PLC（可編程控制器）定時控制。

2 改造效果

2.1 投資少

按照改造方案的要求，硫化機主體結構不變，只針對蒸鍋及管路系統進行改造，單機投入費用約為15萬元，新購單臺1 651 mm雙模硫化機價格為150 萬元，可減少投資費用約135 萬元。

2.2 能耗損失低

1 651 mm蒸鍋式硫化機蒸鍋容積約為4 m3，且需排放；改為熱板式后，熱板容積與模具模套容積約為0.25 m3，且無需排放，與蒸鍋式硫化機相比，熱板式硫化機可降低40%的外壓蒸汽能耗損失。

2.3 產品質量提高

對蒸鍋式硫化機進行熱板式改造后，泄漏點減少，產品外觀質量有較大提升，產品一次外觀合格率由99.0%提升至99.2%。由于采用高溫充氮硫化，硫化時間縮短，輪胎胎面過硫現象明顯改善，試驗結果及市場驗證顯示，輪胎耐磨性提高。

2.4 硫化效率提高

對蒸鍋式硫化機進行熱板式改造后，采用高溫充氮硫化工藝，硫化時間縮短，硫化效率可提高約20%。

3 效益分析

對B型蒸鍋機械式雙模硫化機進行熱板式改造，用于輪胎高溫充氮硫化，投入費用較低，可顯著降低蒸汽能耗，提升輪胎產品質量，提高硫化生產效率，且可兼容斜交輪胎、子午線輪胎、實心輪胎的生產應用，適用性廣，設備利用率高。與蒸鍋式硫化機相比，改造后每臺硫化機每年可節約能耗和產品降級損失約10 萬元。

4 結語

通過對B型蒸鍋式雙模硫化機結構分析，采取相對投入較低的改造方案實現熱板式改造，改造后可大幅節約能耗，提升產品質量，提高生產效率，經濟效益顯著。