低溫一次法煉膠技術淺釋

杜云峰（山東豐源輪胎制造股份有限公司，山東 棗莊 277300）

低溫一次法煉膠技術淺釋

杜云峰（山東豐源輪胎制造股份有限公司，山東 棗莊 277300）

對傳統(tǒng)煉膠技術（煉膠1.0系統(tǒng)）、3代低溫一次法煉膠技術（煉膠2.0、3.0、4.0系統(tǒng)）以及串聯(lián)式密煉機組煉膠技術進行了介紹，重點闡述了低溫煉膠技術的機理、優(yōu)勢、發(fā)展、裝備構成及建設中的注意事項，有助于行業(yè)人員系統(tǒng)地了解低溫一次法煉膠技術，從而加快該技術的推廣，將煉膠技術的研發(fā)提升推向深入，為輪胎行業(yè)發(fā)展躍上新的臺階奠定堅實的基礎。

低溫一次法；煉膠技術；煉膠4.0；串聯(lián)密煉機組

行業(yè)內有兩個不成文的共識：一是輪胎品質七成取決于膠料，二是開煉機煉膠比密煉機更精細。前者是催生低溫煉膠技術革命的源動力，后者是低溫煉膠技術的核心機理。自動化、信息化技術的發(fā)展解決了困擾我們半個世紀的開煉機無人化操作問題，為兩個共識的結合創(chuàng)造了條件，由此，低溫一次法煉膠技術在行業(yè)升級的大背景下應運而生并逐步發(fā)展成熟。

我國輪胎業(yè)經過近30年的飛速發(fā)展，目前已到了需要創(chuàng)新突破的階段，煉膠技術與世界巨頭的差距已經成為制約行業(yè)突破的關鍵基礎性問題，從這個意義上來講，2006年來出現(xiàn)的低溫一次法煉膠技術，是半個世紀以來煉膠技術的一次革命，近年來在輪胎行業(yè)中受到越來越多的關注，有許多工廠已經投資上馬，形成了一股低溫煉膠的熱潮，對中國輪胎業(yè)的突破性進步起到了關鍵的推動作用。由于企業(yè)間的溝通所限，行業(yè)中該技術又存在不同的流派型式，造成了對該技術的理解有些分歧，存在著很多的模糊認識，使得該技術推廣速度不夠快，效益未能得到發(fā)揚光大。為了使大家對該技術有一個較清晰的認識，筆者作為首創(chuàng)者，以連續(xù)3代開發(fā)建設的親身經歷，對該技術系統(tǒng)的輪廓加以簡述如下。

1 低溫一次法煉膠技術的機理

圖1 煉膠1.0系統(tǒng)流程簡圖

低溫一次法煉膠是相對于傳統(tǒng)的多段式高溫煉膠而言的，20世紀90年代以來，國內輪胎行業(yè)普遍采用的煉膠方式是多段式高溫煉膠（在此稱為煉膠1.0系統(tǒng)），以高速大容量密煉機（270 L以上）的反復多次混煉為特點。圖1所示是一個標準的三段式高溫煉膠流程：第一段母煉過程中，密煉機對生膠和配合劑進行混煉塑化，整個煉膠周期的前半段膠料溫度會很快升至160 ℃，并在后半段保持這個溫度混煉，這個溫度下橡膠分子鏈會產生氧化裂解，各種配合劑也會變得不穩(wěn)定，從而對混煉膠質量有不利影響，為防止繼續(xù)升溫裂解，膠料會被排出密煉機并壓片冷卻和停放；第二段母煉基本類似，第三段終煉會在更低的密煉機轉速下進行硫化助劑的填加和混煉，為防止焦燒的發(fā)生，該段會在105 ℃以下的溫度區(qū)間內加工，一旦超溫就需要排料。以上三段大體都在3 min鐘左右一個周期（終煉略短），總體加工時間約為9 min。

所謂低溫一次法煉膠， 是將高速密煉和精細開煉進行優(yōu)勢組合的一種技術。簡單講是指膠料一次性地連續(xù)經過短時間高溫密煉和長時間低溫開煉兩個階段后即完成母煉和終煉全部煉膠過程。該方法讓膠料在密煉機中升溫至160 ℃后不再長時間保持，而是盡快排料到開煉機上補充混煉，這充分利用了密煉機的高速混合、剪切塑化性能，同時又最大限度地減少了高溫對膠料的不良影響，把大部分加工過程放在開煉機上低溫進行，因為開煉機的加工溫度僅有80 ℃上下，相對于傳統(tǒng)多段式母煉的160 ℃低了許多，而且全過程只有一次投料加工過程，所以稱為低溫一次法煉膠，經過合理的設備搭配，下線一車料不過3 min。

圖2所示是第1代低溫一次法煉膠系統(tǒng)（煉膠2.0系統(tǒng)）的流程。該系統(tǒng)的成功有一個突出的基礎條件，即：開煉機操作實現(xiàn)了無人化，通過自動控制的翻膠和倒膠裝置實現(xiàn)膠料的自動化穩(wěn)定生產。圖3為全自動無人開煉機示意圖。

2 低溫一次法煉膠技術的優(yōu)勢

2.1 節(jié)能

圖2 煉膠2.0系統(tǒng)流程簡圖

圖3 全自動無人開煉機示意圖

由于省掉了傳統(tǒng)煉膠多個周期的膠料加熱再冷卻，所以節(jié)約了大量的電能，另外，系統(tǒng)大量應用了大功率交流變頻技術，也實現(xiàn)了一些節(jié)能效果。經現(xiàn)場實際測算，相比傳統(tǒng)的煉膠1.0系統(tǒng)，低溫一次法煉膠系統(tǒng)可實現(xiàn)節(jié)能20%左右的效果（傳統(tǒng)三段及以下膠種節(jié)能15%，四段及以上膠種節(jié)能可達30%）。熱歷程的縮短是其主要節(jié)能方式，圖4中進行了粗略的定性對比。

圖4 新舊兩種煉膠工藝熱歷程對比示意圖

2.2 節(jié)省用工數(shù)量

傳統(tǒng)煉膠系統(tǒng)母膠線用工5名（運輸、操作、搬膠、壓片、收片），終煉線用工7名（壓片機為3臺情況下），如果采用大機母煉（370 L）和小機終煉（270 L）的配備模式，則三段煉膠需要一大一小兩條線方可配平，總用工12名；低溫一次法煉膠系統(tǒng)則僅需單線，總用工不超過6名（運輸、操作、搬膠、巡檢、壓片接頭、收片），節(jié)約了50%的用工。

2.3 節(jié)省建筑面積

傳統(tǒng)煉膠系統(tǒng)需占用2條密煉線的面積，而低溫一次法煉膠系統(tǒng)只占用1.5條密煉線的面積，即3/4的傳統(tǒng)面積，甚至更少；另外，傳統(tǒng)線需要2次母膠和1次終煉膠的周轉存放面積，而低溫線只需要1次終煉膠的存放面積。以上兩個因素綜合考慮，低溫線占用建筑面積僅為傳統(tǒng)線的50%以內。

2.4 節(jié)省物流和檢測

如上述，由于減少了2段煉膠，意味著每天減少100 t膠料（按270 L機型）的4輪搬運和2輪快檢取樣實驗，從而至少節(jié)約了1輛叉車、3名叉車手、1名保管員、1名取樣員、1名實驗員、50%數(shù)量的快檢設備等。

2.5 節(jié)約原料成本

（1）由于低溫線的密煉機只起混合塑化作用，膠料的性能主要是在開煉機上通過長時間的補充混煉而形成，從而可取消增塑劑的使用，降低原料成本。

（2）4.0系統(tǒng)在國內首次采用了大流量低溫濾膠技術，一方面使終煉膠更加均勻純凈，使后工序制品的次品率降低，同時使含有雜質的二級原材料照樣可以正常用于高品質膠料的生產，降低了原材料門檻，使輪胎成本降低，僅在天然膠方面就可降低10%的采購成本。

2.6 簡化現(xiàn)場管理

如上述，減少了50%以上的用工數(shù)量、生產線數(shù)量、物流存放環(huán)節(jié)和快檢實驗環(huán)節(jié)，大大簡化了煉膠體系的管理，使現(xiàn)場更加井井有條。

2.7 提高膠料質量和后工序膠部件質量穩(wěn)定性

（1）明顯提升膠料均勻性，其中炭黑的分散均勻性可輕易提升2個等級。圖5顯示了兩種膠料斷面的顯微狀態(tài)。

圖5 新舊兩種工藝加工膠料的炭黑分散度比較

（2）減少膠料高溫氧化裂解，使膠料性能更加均勻穩(wěn)定，成為沒有“壞分子”的更純凈的膠料，為研制更穩(wěn)定、更高性能的輪胎提供了基礎。

（3）配方的準確性得到更好地保障。硫化助劑等小比份材料在傳統(tǒng)煉膠時以粉料形式投入密煉機，容易被強力的中央除塵裝置吸走一部分，從而對膠料質量產生不穩(wěn)定的影響，由于吸走的量不確定，所以這個問題很難應對。而低溫一次法煉膠系統(tǒng)是采用預制母膠的形式填加硫化助劑，且是在開煉機上填加，完全避免了粉料損失的問題。尤其是煉膠4.0系統(tǒng)還具備了混煉膠在線重量校核功能，能夠及時發(fā)現(xiàn)煉膠過程中配料的重量誤差，這也是傳統(tǒng)系統(tǒng)所無法辦到的事情。

（4）由于濾膠工序的增加，提高了膠料純凈度，減少了雜質影響，尤其對于天然膠中的凝膠、硫磺中的固體異物等難處理的雜質來講特別有意義。

（5）提升膠料的加工穩(wěn)定性。由于膠料更加均勻，所以生產加工的穩(wěn)定性更好，經測試，低溫一次法的膠料在壓出時的米重穩(wěn)定性明顯高于普通傳統(tǒng)工藝。如圖6所示是兩種工藝膠料的米重記錄。

圖6 兩種工藝加工膠料的胎面每米重量比較

2.8 提高膠料產量和后工序膠部件產量

（1）按270 L密煉線為例，傳統(tǒng)生產線經過雙線三段或多段后，每天也只能生產60余t終煉膠，而低溫一次法系統(tǒng)單線每天可產終煉膠超過100 t，產能提升40%以上。

（2）低溫一次法加工出的膠料在同樣門尼情況下，流動性明顯變好，但挺性變化很小，更加致密、膨脹率變低，在壓出和壓延過程中可緩解流動性和膠料排氣對生產速度的制約，可提升壓延壓出速度30%以上，如圖7。

圖7 兩種工藝膠料的流動性對比

2.9 提高膠料品質的可控性

通過開煉機補充混煉的時長、輥距、輥溫、輥速等的合理調整搭配，可以對膠料的門尼、均勻性、流動性等進行定向、定量的調整，這是很有意思的一件事情，也正是低溫一次法煉膠技術可以繼續(xù)深入挖掘的魅力所在。

2.10 提高成品輪胎的質量和性能

（1）由于低溫一次法煉膠對膠料性能的優(yōu)化，輪胎的耐磨性能可提升10%以上，滾動阻力降低2%～5%，更加適應綠色輪胎的要求。

（2）膠料半成品穩(wěn)定性的提高，保證了最終輪胎產品的質量和性能更加均勻穩(wěn)定；圖8是連續(xù)10個采用低溫一次法煉膠技術所產膠料的硫化曲線，幾乎重合的曲線說明膠料具有優(yōu)良的均勻性，保證了輪胎質量的穩(wěn)定。

3 低溫一次法煉膠技術系統(tǒng)的發(fā)展

圖8 連續(xù)10車低溫一次法工藝所生產膠料的硫化流變曲線（192 ℃）

2006年以來，低溫一次法煉膠技術系統(tǒng)已歷經3代發(fā)展，分別稱為煉膠2.0、3.0、4.0系統(tǒng)，最新一代的煉膠4.0系統(tǒng)已在豐源輪胎得到生產驗證，達到設計目標，功能完善，性能優(yōu)異，環(huán)境友好，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，是一套代表當前最先進水平的低溫一次法煉膠技術系統(tǒng)。每一代系統(tǒng)的情況大致如下。

3.1 第1代煉膠2.0系統(tǒng)

2006年開始研發(fā)，首套建成于三角輪胎，特點是：停機出料的間斷式低溫一次法煉膠系統(tǒng)。其布置流程如前面的圖2所示。

該系統(tǒng)的標準配置由上輔機、密煉機、0#開煉機（接料冷卻用）、1～6#開煉機（補充混煉用）、壓片機、膠冷裝置、母膠粒稱量分送系統(tǒng)、膠料輸送皮帶線等組成。

系統(tǒng)的工作過程是：上輔機控制密煉機對膠料、炭黑和配合劑等進行高速混煉后卸料，經過緩沖料斗卸到0#開煉機上，利用開煉機附帶的翻膠皮帶的夾持作用進行自動反復地翻膠冷卻后，膠料在90 ℃左右排料，通過輸送皮帶機順序分配到6臺（有的是5臺）混煉開煉機上，進行連續(xù)的自動翻膠和自動倒膠，經過約5個密煉周期的補充混煉后，膠料在80 ℃左右排出，通過皮帶機輸送到壓片機上，壓片后再上膠冷進行冷卻和疊片堆垛。

2.0系統(tǒng)實現(xiàn)了低溫一次法煉膠，達到了工藝目的和效益目的，但仍存在四大不足：

第一，工作過程中，0～6#開煉機采用輥上進料和輥上排料法，排料時需要將開煉機停止運轉，才能在輥下拉斷已變成環(huán)形的膠料，實現(xiàn)自動排料，然后重新啟動開煉機接取下一個膠料。大功率設備滿負荷的頻繁啟停對設備壽命不利，也非常耗電，這是2.0系統(tǒng)的主要缺陷之一。

第二，2.0系統(tǒng)采用了粒狀的助劑母膠自動輸送和添加，由于輸送和添加系統(tǒng)過于復雜，故障率較高，容易造成硫磺添加不足或過量添加現(xiàn)象，對膠料質量穩(wěn)定威脅很大。

第三，2.0系統(tǒng)的膠料分配過程不均勻，從0#向1～6#順次分配的距離各不相同，造成膠料溫度有所差別，工藝條件的不一致導致終膠料的一致性有差別。

第四，密煉機和開煉機采用了傳統(tǒng)的適于人工操作的低速機型，不利于低溫一次法優(yōu)勢的體現(xiàn)。

3.2 第2代煉膠3.0系統(tǒng)

2010年開始研發(fā)，首套建成于八一輪胎，特點是：不停機出料的連續(xù)式低溫一次法煉膠系統(tǒng)。系統(tǒng)布局及流程如圖9所示。

圖9 煉膠3.0系統(tǒng)布局及流程簡圖

系統(tǒng)的工作過程與2.0系統(tǒng)類似，但由于組合結構和動作原理的區(qū)別，3.0比2.0有了較大的改進，消除了2.0系統(tǒng)的4大弊?。?/p>

第一，開煉機排料采用輥上進料輥下排料法，排料時開煉機保持運轉不需停機， 只需使翻膠皮帶機反轉，即可在輥上拉斷膠環(huán)，膠料從輥下皮帶排出，對開煉機有極大保護，也節(jié)約了啟停的電能。

第二，3.0系統(tǒng)采用了片狀的助劑母膠遞進式添加方式，簡捷可靠，能夠有效避免漏加或多加硫磺的現(xiàn)象，避免質量事故的發(fā)生。

第三，3.0系統(tǒng)向混煉開煉機分配膠料所采取的是中心分流式等距分送，能夠實現(xiàn)膠料的等溫配送，從而保證了工藝條件的一致性，膠料質量更穩(wěn)。

第四，3.0系統(tǒng)采用了70 r/min的高速密煉機和70 m/min的高速開煉機，鑒于國內設備制造的可靠性，也可以采用55 m/min的開煉機，這比30 m/min的傳統(tǒng)人操機型提升很多，特別適用于自動化操作。高速機型的使用，才真正發(fā)揮出低溫一次法煉膠技術的優(yōu)勢，減少了占地面積，質量和效率都得到提升。

另外，3.0系統(tǒng)由于結構上的不同，還比2.0多出了處理返回膠的功能，可以按照設定的比例與助劑母膠一起添加返回膠。0#機上還增加了膠料壓砣裝置，增強了吃料能力，使工藝一致性更好。

雖然3.0系統(tǒng)改進了2.0系統(tǒng)的4大弊病，并增加了返回膠處理功能和膠料壓砣裝置，但與2.0系統(tǒng)一樣仍然無法對加硫情況進行校核，一旦漏硫或多硫，都會造成批量質量事故。針對此問題的解決，才導致了4.0系統(tǒng)的出現(xiàn)。

3.3 第3代煉膠4.0系統(tǒng)

2013年開始研發(fā)，首套建成于豐源輪胎，特點是：帶有核重凈化功能的連續(xù)式低溫一次法煉膠系統(tǒng)。流程如附圖10所示，實景如附圖11。

4.0系統(tǒng)的工作過程在開煉機補充混煉之前與3.0系統(tǒng)是一致的，不同點在后面：補充混煉完成后，在開煉機排料時增加了膠料自動打捆裝置，使膠片自動打成一個圓捆后，再經皮帶輸送機送到1臺皮帶秤上進行重量校核，然后送到壓片機上完成壓片，壓片后的膠料進入一臺低溫濾膠機，經過濾膠凈化后以片狀進入膠冷裝置進行冷卻收膠，若不需濾膠則可選擇性越過濾膠機直接進入膠冷裝置。進入膠冷過程中，對前部核重不合格的膠料進行標記，并經膠冷后單獨收取。

圖10 煉膠4.0系統(tǒng)流程簡圖

以上可以看出，4.0系統(tǒng)通過膠料打捆實現(xiàn)了重量校核，同時通過低溫濾膠實現(xiàn)了膠料凈化，前者使漏硫或多硫的風險得到回避，后者則使膠料更加純凈和均勻，有利于高端超級輪胎的研發(fā)，而且使得雜質天然膠的應用變得容易，甚至可用雜質天然膠取代部分優(yōu)質天然膠，大大降低輪胎原料成本，雜質天然膠與優(yōu)質天然膠的價差在10%以上。

圖11 煉膠4.0系統(tǒng)實景

3.4 其它流派串聯(lián)式密煉機組

這是以串聯(lián)式密煉機為核心組成的一種煉膠生產線，確切地講，該種型式還屬于傳統(tǒng)煉膠系統(tǒng)，只是密煉工位由1個變成了上下串聯(lián)的2個，由于下方的第2密煉工位具備將膠溫降低的能力，所以有時該機組也被業(yè)內一些人稱為低溫煉膠，但實現(xiàn)一次法煉膠有些勉強。其布局流程如圖12所示。

圖12 串聯(lián)式密煉機組煉膠系統(tǒng)流程簡圖

所謂串聯(lián)密煉機，如圖13所示，是將上小下大兩臺密煉機串聯(lián)組合而成的，下方的大機型沒有上頂栓。目前常見的是上方320 L、下方550 L的機型。該機型是國外某輪胎巨頭專門開發(fā)的專用設備，特別適應白炭黑膠料加工，2000年后才解密進入中國。

其機理是：白炭黑與偶聯(lián)劑需要在150 ℃左右的10 ℃范圍內進行恒溫反應，而傳統(tǒng)的單體密煉機其溫度曲線是一直上升的，很難保持溫度恒定，有時不得不需要犧牲效率降速煉膠，而且即使降速也很難保持恒定，從而使白炭黑膠料的加工效率低且難以穩(wěn)定，這阻礙了當今以大比份白炭黑應用為關鍵特征的綠色輪胎的發(fā)展。而串聯(lián)密煉機則巧妙地解決了這個效率和質量的矛盾問題：先用小機進行高速的混合剪切，溫度升至150 ℃以上時則排料至下機繼續(xù)混煉，此時偶聯(lián)反應已經開始，由于下機容積大，膠料的冷卻面積相應變大，控溫能力增強，膠料的溫度就不至于持續(xù)上升，經過合適的水溫和轉速設定，就可以使膠料溫差較好地控制在10 ℃范圍內，從而保證了膠料的充分反應和質量穩(wěn)定，同時也不影響生產效率。如果是用于加工普通炭黑膠料，則可以通過調整下機的水溫和轉速使膠溫降低，從而達到一定的低溫煉膠效果。

圖13 串聯(lián)密煉機圖片

串聯(lián)密煉機排料至下方的開煉機上，開煉機可設成串聯(lián)的3臺，部分膠料可以在第2臺上加硫，經過第2、3臺的充分混煉，一次性做成終煉膠。從這個意義上講，也有人稱之為一次法煉膠，但這種稱謂不夠嚴謹，與嚴格意義上的低溫一次法煉膠有明顯區(qū)別，在實際應用中也僅限于一小部分要求不高的膠料，大多時候還只是作為一條母膠生產線使用，尤其是白炭黑膠料的母膠生產線，最現(xiàn)實合理的應用是進行多段煉膠的減段，可將多段母膠合為一段，再結合1條終煉線實現(xiàn)兩段式煉膠。

3.5 低溫一次法煉膠技術的下步發(fā)展

（1）高速化、大型化、液壓驅動化：密煉機國外已有80 r/min的機型，開煉機也有80 m/min的機型；高速密煉機有采用550 L的，開煉機也有采用860 mm輥徑的；密煉機和開煉機在國外都有液壓驅動的機型，結構緊湊更利于靈活擺放。通過密煉機和開煉機的高速化、大型化、液壓驅動化，低溫一次法煉膠生產線的產能可得到大幅度提升，應用更加靈活。

（2）專用化演變。可以建設白炭黑專用的串聯(lián)密煉式低溫一次法煉膠技術系統(tǒng)：串聯(lián)式密煉機與煉膠4.0系統(tǒng)結合，即，用串聯(lián)密煉機取代4.0系統(tǒng)中的單體密煉機。這種結合方式可以使白炭黑膠料得到更徹底的反應，有利于以白炭黑應用為主要特征的綠色輪胎的品質提升。

（3）傳統(tǒng)線的升級改造：除了整線改為經濟型低溫一次法之外，還可以利用低溫煉膠系統(tǒng)中的全自動開煉機技術，對傳統(tǒng)老線的人工操作開煉機進行自動化改造，從而降低勞動強度，減少人工因素對煉膠質量的影響，使膠料質量更穩(wěn)定。

4 低溫一次法煉膠系統(tǒng)建設時需關注的細節(jié)

以煉膠4.0系統(tǒng)為例。

4.1 噪音控制

由于大量的大功率設備高密度地安裝，噪音控制成為一個突出問題，根據(jù)經驗應注意以下幾點：

（1）密煉機和開煉機采用水冷式交流變頻電機，避免使用風冷電機和風水冷卻電機，這是系統(tǒng)中最大的噪音源。

（2）所有排煙風道要采用厚度2 mm的鋼板焊接而成，防止薄皮風道的共振噪音。

（3）密煉機和開煉機減速機采用硬齒面齒輪箱。

（4）所有排煙風機安裝在樓頂，風道配備隔震軟連接。

4.2 煙氣控制

一樓的開煉機群和膠冷裝置在工作時有大量煙氣需要排放，需要特別考慮，防止一樓煙霧彌漫，應注意：

（1）密煉機下方的緩沖料斗排煙：密煉機排出的膠料應在緩沖料斗內會停留片刻，目的是讓料斗上的排煙口發(fā)揮作用，將大量煙氣吸走后再排放至0#開煉機上，可減少開放區(qū)域的煙氣量。

（2）0#開煉機排煙：采用密閉房間式集煙罩，僅在出料口和助劑母膠進料口留出補風口。這是由于密煉機排料時會排出大量高溫煙氣和部分未混入的炭黑粉劑等，煙氣粉塵較難控制，采用普通的上方集煙罩無法保障有效地除煙排塵。

（3）1～4#混煉開煉機和5#壓片機排煙：采用上方集煙罩并聯(lián)排煙的方式，要求每一分支設流量調節(jié)閥，每個集煙罩采用周邊蝶翼式，這是由于集煙面積太大，如果采用普通方式集煙將無法形成氣流。

4.3 溫度控制

為保證工藝條件的穩(wěn)定，開煉機輥筒采用前后鉆孔式，而且需配備熱水溫控裝置進行嚴格的溫度控制，翻膠輥筒只需通入常溫水即可。

4.4 皮帶選用

為了保證膠料的潔凈和系統(tǒng)穩(wěn)定，需要采用高強度帶包邊的耐溫硅膠皮帶，0#開煉機溫度最高，需要170 ℃標準的皮帶，1～4#開煉機及其它皮帶可采用120 ℃標準皮帶，皮帶厚度可采用4層骨架，進口的一般需訂做，標準的5層骨架皮帶偏厚，適應曲率半徑太大。皮帶壽命約為半年。

4.5 密煉機選用

選用高速剪切型，4.0系統(tǒng)選用了270 L型，70 r/min轉速，1 800 kW功率，高壓變頻電機驅動，采用國產變頻系統(tǒng)，不需進口，這方面國產是強項。

4.6 開煉機選用

0#開煉機需采用雙驅型，便于調整速比適應膠種，4.0系統(tǒng)選用2×200 kW功率，660 mm輥徑，輥筒線速度55 m/min可調。目前國內還只能提供電機驅動型，占地面積較大，不便擺放，資金充裕的話可以選用國外的液壓驅動開煉機，速度也可以提升至70 m/min，輥徑提升至710 mm。

1～4#開煉機可選用電機單驅型，速比在1.14左右，4.0系統(tǒng)選用了660 mm輥徑，320 kW功率，55 min線速度可調，也可采用70 m/min、710 mm輥徑的高速型，目前國內已能夠提供，只是不如55 m/ min的機型成熟。

4.7 壓片機選用

5號壓片機可選用前后鉆孔電機單驅型，速比1.09左右，輥徑660 mm，輥速40 m/min可調。也可選用斜г形三輥壓延機，更利于接料壓片。

4.8 刮膠刀應用

為防止個別膠料發(fā)生開煉機粘輥現(xiàn)象，需要在開煉機前后輥筒的下45°位置安裝刮膠刀，該裝置需要足夠的強度，應采用液壓定位，而且還要考慮防止膠料顫浮黏輥的結構。

4.9 皮帶機附件的應用

（1）剝離輥應用

為了防止膠料黏附皮帶造成自動煉膠中止，在上下翻膠皮帶皮帶的出料端后邊需加設剝離輥，該輥是由電機單獨驅動的高速鋼輥。

（2）靜電導除裝置應用

開煉機長時間反復輾壓過程中會產生大量靜電，對現(xiàn)場電器設備有影響，應安裝靜電導除裝置，一般安裝在夾持之后。

（3）糾編器應用

由于膠料厚度及形狀的不規(guī)則，皮帶的張力也在不斷變化中，容易造成皮帶跑偏，為此對上下翻膠皮帶都需要加設自動糾偏裝置，一般采用E+S或是國產貝爾利的氣動糾偏器。

4.10 監(jiān)控系統(tǒng)配備

由于生產線設備眾多，且無人操作，為便于巡檢管理，有必要對各單機進行視頻監(jiān)控，以便及時發(fā)現(xiàn)異常狀況。監(jiān)控采用紅外攝像頭，顯示屏采用大尺寸多畫面分隔，設在主操作臺上方。

5 結論綜述

綜上所述，低溫一次法煉膠技術系統(tǒng)經過了3代發(fā)展，已經形成較為完備的煉膠技術體系，煉膠4.0系統(tǒng)經過生產驗證，已經成為當前低溫煉膠技術的巔峰之作，是對行業(yè)中低溫一次法煉膠的發(fā)展做出的一次總結，有望成為下一步行業(yè)推廣的標桿。其10%的膠料性能提升為輪胎業(yè)躍上新的技術臺階提供了基礎，其20%的節(jié)能效果將為行業(yè)綠色發(fā)展做出突出貢獻，其30%的加工性能提升效果將為輪胎廠的生產效率帶來福音，其整合多段為一段的煉膠模式為行業(yè)煉膠工序提升了40%的生產線產能，節(jié)約了50%的人力、50%的占地面積、50%的物流、50%的檢測、50%的現(xiàn)場管理，真正是一種可持續(xù)發(fā)展的節(jié)能高效優(yōu)質的革命性技術，是自動化和信息化推動工業(yè)化的典范之作。

雖然煉膠4.0系統(tǒng)的一次性投資當前還較高（約為傳統(tǒng)系統(tǒng)的1.5倍），但從質量、效率、環(huán)保等方面考慮，其極高的投資回報率是顯而易見的。

經過3代技術的不斷改進，低溫一次法煉膠系統(tǒng)從硬件到軟件都已經非常完善，已經從依賴進口發(fā)展到自主國產化，既可以在新建工程中規(guī)劃，也可以在舊廠房中進行改造應用，既有高速高配型，又有中速經濟型，軟件工藝和配套原材料都已成熟，項目取得了階段性的成功。目前豐源輪胎擁有的首套最新一代煉膠4.0系統(tǒng)已經成為一套成熟的經濟型低溫一次法煉膠系統(tǒng)的樣板，非常有代表性，值得推廣。

在3代系統(tǒng)的開發(fā)建設過程中，充分體現(xiàn)了企業(yè)協(xié)作的重要性。特拓（青島）輪胎技術有限公司在技術體系的研發(fā)方面起到關鍵的引領組織作用，三角輪胎股份有限公司在業(yè)內率先革命性地開發(fā)建設了2.0系統(tǒng)，為低溫一次法煉膠技術系統(tǒng)開了先河，為行業(yè)積累了寶貴的經驗；山東八一輪胎制造有限公司則緊隨其后，大膽建設了第2代的3.0系統(tǒng)；山東豐源輪胎制造股份有限公司在總結了前2代的經驗基礎上，全面升級建設了最新一代的4.0系統(tǒng)，使低溫煉膠技術系統(tǒng)真正成熟完善。在此過程中，益陽橡膠塑料機械集團有限公司、大連橡膠塑料機械股份有限公司、北京萬向新元科技有限公司、無錫益聯(lián)機械有限公司都積極地參與了設備的研制配套，使得低溫一次法煉膠系統(tǒng)這個龐大的設備、工藝體系有機地組合在一起，項目得到順利的推進和一代又一代的成功，盼望著有更多的有識之士投入到這項事業(yè)中，使我們的民族煉膠技術得到更大的發(fā)展。

勝利屬于我們集體的努力，勝利屬于我們熱愛的橡膠輪胎事業(yè)，勝利屬于這個創(chuàng)新發(fā)展的時代！

（R-03）

Introduction of L.T. one stage mixing technology

Introduction of L.T. one stage mixing technology

Du Yunfeng
(Shandong Fengyuan Tyre Manufacture Co., Ltd ,Zaozhuang 277300,Shandong)

The traditional rubber mixing technology (system 1.0), 3G one stage rubber mixing technology at low temperature (system 2.0, 3.0, 4.0) and mixing technology of tandem type mixing group are introduced.and emphases on the mechanism of rubber mixing technology at low temperature, advantage and development , equipment composition and attentions in construction. It helps the industry understanding low temperature rubber mixing technology more,thust accelerated it promotion, deepen the research and development，and lay a foundation for a new level for tire industry development .

one stage with low temperature; rubber mixing technology; rubber mixing 4.0; tandem type mixing group

TQ330.43

1009-797X（2016）01-0051-08

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.01.010

杜云峰，男，高級工程師，1990年畢業(yè)于青島化工學院高分子材料加工機械專業(yè)，25年來一直致力于煉膠技術的研發(fā)和系統(tǒng)建設，是國內輪胎行業(yè)低溫一次法煉膠技術的首創(chuàng)者，且連續(xù)主持了3代低溫一次法煉膠系統(tǒng)（分別始于2006年、2011年、2014年）和串聯(lián)密煉機組（始于2008年）的開發(fā)建設并分別申報了專利。

2015-10-08