CN1522843A - 轮胎硫化工艺 - Google Patents
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Abstract
本轮胎硫化工艺,在胶囊内通入比一般常规硫化温度高15~25%的180~220℃的高温介质,使轮胎升温,加速交联反应;预硫化阶段,间断地通入高温介质,温度在设定值150~170℃上下浮动;正硫化阶段,胶囊内不再通入高温介质,保压,而温度在硫化过程中下降了20%~35%,即等压变温硫化。其优点为:1大量减少了轮胎硫化过程中蒸汽或过热水的循环时间,节约了大量蒸汽或过热水,节能显著,使轮胎硫化过程的耗能大大降低;2轮胎硫化时间缩短了7~13%,提高生产率和产量,也提高设备利用率;3由于正硫化阶段开始后再没有热量补充,有效的防止了过硫化阶段轮胎发生焦烧现象,轮胎质量明显提高,所跑的里程数较等温等压硫化工艺的轮胎提高5~10%。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种硫化工艺,具体涉及一种轮胎硫化工艺。
(二)技术背景
目前轮胎制造过程中其硫化工艺大多数是采用自60年代以来沿用的传统等压等温轮胎硫化工艺。在硫化轮胎的胶囊内通入一定温度和压力的介质(如蒸汽或蒸汽与水混合的过热水)、并持续一定时间、使轮胎预硫化后,向硫化轮胎的胶囊内通入蒸汽或过热水,在整个正硫化过程中,蒸汽或过热水保持一定的压力和温度不间断地循环流动,即正硫化过程中始终保持等压等温。这个过程需要消耗大量能源,轮胎硫化过程是轮胎生产中最大的能量消耗过程。实际上循环的蒸汽或过热水的热量被轮胎所吸收的只是一小部份,大量的蒸汽或过热水是无效地被排放。而且现行的此种硫化工艺因正硫化时间长,易造成过硫化。过硫使胶料的物理性能大幅度降低,影响轮胎质量。
总之,现行的等压等温硫化工艺耗能高、生产成本高、质量不能保证,是整个轮胎行业缺乏竞争力的重要原因。
(三)发明内容
本发明的目的是设计一种新型等压变温轮胎硫化工艺,以大大减少轮胎硫化过程中的能耗,提高硫化质量。
本发明设计的轮胎硫化工艺,在硫化机胶囊内通入高温介质,使轮胎温度升高并保持一段时间,经硫化诱导期、预硫化阶段、正硫化阶段,使轮胎完成硫化反应,其特征为,硫化诱导期,在硫化轮胎的胶囊内通入比一般常规硫化温度高出15~25%的高温介质,如蒸汽或过热水,使胶囊内轮胎升温,达到比常规硫化温度高出15~25%的温度,加速交联反应;在预硫化阶段,当温度低于设定值时,在硫化轮胎的胶囊内间断地通入同样比一般常规硫化温度高出15~25%的高温介质,短时间循环,使胶囊内温度在设定值上下浮动,保温保压,设定温度值低于高温介质温度15~25%;之后的正硫化阶段,胶囊内不再通入高温介质,关闭进出阀门,保持压力,持续一定时间,使轮胎进行硫化反应,此硫化过程中压力基本不变,而温度在硫化过程中下降了20%~35%,故本工艺称作等压变温硫化工艺。最后,打开阀门,取出轮胎,完成硫化。
本发明的轮胎硫化工艺优点为:1大量减少了轮胎硫化过程中蒸汽或过热水的循环时间,节约大量的蒸汽或过热水,显著节省能源,使轮胎硫化过程的耗能大大降低;2轮胎硫化时间缩短了7~13%,提高生产率和产量,也提高设备利用率;3由于正硫化阶段开始后再没有热量补充,有效的防止了过硫化造成轮胎发生焦烧现象,轮胎质量明显提高,所跑的里程数较等温等压硫化工艺的轮胎提高5~10%。
(四)附图说明
图1为原轮胎硫化工艺的等压等温硫化过程温度变化示意图;
图2为本发明轮胎硫化工艺的等压变温硫化过程温度变化示意图。
(五)具体实施方式
1硫化诱导期打开胶囊的高温介质进口阀门、关闭其高温介质出口阀门,在硫化轮胎的胶囊内通入180~220℃高温介质1~3分钟,高温介质温度比一般常规硫化工艺时所用的温度高出15~25%,使高温介质充满胶囊,胶囊内压力达0.16-0.2Mpa;
2预硫化阶段保持高温介质出口阀门关闭,同时关闭高温介质出口阀门,保压,此时由于轮胎在这一阶段吸收热量,故温度会下降,当温度下降到低于设定温度10℃时,开启高温介质进口阀门,通入高温介质,当温度超过设定温度10℃时,进口阀门再关闭,继续保压,反复间断地通入180~220℃高温介质使之在胶囊内循环,维持2~6分钟,预硫化结束;设定温度值低于高温介质温度15~25%,为150~170℃;
3正硫化阶段关闭高温介质进、出口阀门,不再通入高温介质,保压7~45分钟,这个过程胶囊内压力基本保持不变,温度下降20%~35%,至100~120℃。
本发明轮胎硫化工艺的等压变温硫化过程温度变化情况如图2所示,硫化诱导期,随高温介质充入胶囊,温度迅速上升,如图2中初始状态到t1、t2曲线段;预硫化阶段,间断通入的高温介质,使温度在设定温度值附近浮动,如图2中t2到t3曲线段;正硫化阶段,不再通入高温介质,温度稍有下降,如图2中t3到t4曲线段;最后,打开了出口阀门,温度迅速下降,完成硫化,如图2中t4后的曲线段。
图1所示为原轮胎硫化工艺的等压等温硫化过程,其从硫化诱导期开始,预硫化阶段和正硫化阶段都需要持续向胶囊内通入高温介质,保持等温等压,该图中温度曲线保持水平。与之相比,本工艺在正硫化阶段不再需要补充热量,节能效果明显。
实施例1
63.5″的轮胎,在硫化诱导期通入220℃左右的高温蒸汽约2分钟。然后,在预硫化阶段,放出蒸汽,当温度降至160℃以下时,间断的通入220℃左右的过热水在胶囊内循环,使胶囊内温度在设定温度170℃上下10℃内浮动,保压保温5分钟左右。正硫化阶段,在保持压力不变的情况下,不再通入蒸汽或过热水,保压44分钟左右。温度由170℃下降到120℃左右,此阶段压力下降的比率小于1.5%,可视为压力基本保持不变。整个硫化过程耗时约51分钟,相比等温等压整个硫化过程所需的55分钟,本工艺硫化过程节约时间约4分钟左右。而且正硫化阶段不必连续通入蒸汽和过热水,对于节省能源相当可观,初步估算节约热水的能源达到80%。轮胎质量明显提高,轮胎所跑的里程数较等温等压硫化出的轮胎提高约9%。
实施例2
45″的轮胎,在硫化诱导期通入200℃左右的高温蒸汽2分钟,然后,在预硫化阶段,间断的通入200℃左右的过热水在胶囊内循环,使胶囊内温度维持在160±10℃,持续5分钟左右。正硫化阶段,不再通入高温蒸汽或过热水,保压7分钟左右。这个过程中,温度由160℃下降到110℃左右,压力下降的比率很小,可视为压力基本保持不变。整个硫化过程耗时约14分钟,相比等温等压整个硫化过程所需的16分钟,本工艺硫化过程节约时间约2分钟左右。轮胎质量明显提高,未发现过硫化阶段轮胎发生焦烧现象,轮胎合格率达99%,而且轮胎所跑的里程数较等温等压硫化出的轮胎提高约6%。
实施例3
55″的轮胎,在硫化诱导期通入210℃左右的高温蒸汽2分钟,然后,在预硫化阶段,间断的通入210℃左右的高温蒸汽在胶囊内循环,温度维持在170±10℃,持续6分钟左右。正硫化阶段,不再通入高温蒸汽或过热水,保压34分钟左右。这个过程中,温度由170℃下降到110℃左右,压力下降的比率很小,可视为压力基本保持不变。整个硫化过程耗时约40分钟,相比等温等压整个硫化过程所需的43分钟,本工艺硫化过程节约时间约3分钟左右。轮胎质量明显提高,未发现过硫化阶段轮胎发生焦烧现象,轮胎合格率达99%,而且轮胎所跑的里程数较等温等压硫化出的轮胎提高约8%。
实施例4
36″的轮胎,在硫化诱导期通入180℃左右的过热水2分钟,在预硫化阶段,间断的通入180℃左右的过热水在胶囊内循环,使胶囊内温度维持在150±10℃,持续2分钟左右。正硫化阶段,不再通入过热水,保压7分钟左右。这个过程中,温度由150℃下降到100℃左右,压力基本保持不变。整个硫化过程耗时约11分钟,相比等温等压整个硫化过程所需的13分钟,本工艺硫化过程节约时间约2分钟左右。轮胎质量明显提高。
Claims (6)
1一种轮胎硫化工艺,在硫化机胶囊内通入高温介质,使轮胎温度升高并保持一段时间,经硫化诱导期、预硫化阶段、正硫化阶段,使轮胎完成硫化反应,其特征为:
硫化诱导期,在硫化轮胎的胶囊内通入比一般常规硫化温度高出15~25%的高温介质,使胶囊内轮胎升温,达到比常规硫化温度高出15~25%的温度,加速交联反应;
预硫化阶段,当温度低于设定值时,在硫化轮胎的胶囊内间断地通入同样比一般常规硫化温度高出15~25%的高温介质,短时间循环,使胶囊内温度在设定值上下浮动,保温保压,设定温度值低于高温蒸汽或过热水温度15~25%;
正硫化阶段,胶囊内不再通入高温介质,关闭进出阀门,持续一定时间,使轮胎进行硫化反应,此过程中压力基本不变,而温度在硫化过程中下降了20%~35%;
最后,打开阀门,取出轮胎,完成硫化。
2根据权利要求1所述的轮胎硫化工艺,其特征为:
硫化诱导期,在硫化轮胎的胶囊内通入170~220℃高温介质2~5分钟,胶囊内压力达0.16-0.2Mpa;
预硫化阶段 保持高温介质进出口阀门关闭,保压,当温度下降到低于设定温度10℃时,开启高温介质进口阀门,通入高温介质,当温度超过设定温度10℃时,进口阀门再关闭,继续保压;反复间断地通入180~220℃高温介质使之在胶囊内循环,共2~6分钟;设定温度为150~170℃;
正硫化阶段 关闭高温介质进、出口阀门,不再通入高温介质,保压7~45分钟,这个过程胶囊内压力基本保持不变,温度下降至100~120℃。
3根据权利要求1或2所述的轮胎硫化工艺,其特征为:
其中所述的高温介质为高温蒸汽或过热水。
4根据权利要求1或2所述的轮胎硫化工艺,其特征为:
硫化诱导期,在硫化轮胎的胶囊内通入210~220℃高温介质1~3分钟;
预硫化阶段 反复间断地通入210~220℃高温介质使之在胶囊内循环,共4~6分钟;设定温度为160~170℃;
正硫化阶段 保压32~45分钟。
5根据权利要求1或2所述的轮胎硫化工艺,其特征为:
硫化诱导期,在硫化轮胎的胶囊内通入200~210℃高温介质1~3分钟;
预硫化阶段 反复间断地通入200~210℃高温介质使之在胶囊内循环,共4~6分钟;设定温度为160~170℃;
正硫化阶段 保压32~45分钟。
6根据权利要求1或2所述的轮胎硫化工艺,其特征为:
硫化诱导期,在硫化轮胎的胶囊内通入180~200℃高温介质1~3分钟;
预硫化阶段 反复间断地通入180~200℃高温介质使之在胶囊内循环,共2~5分钟;设定温度为150~160℃;
正硫化阶段 保压6~10分钟。
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