中国橡机工业百年(五)
2016-10-21杨顺根
杨顺根
(中国化学工业桂林工程公司,广西 桂林 541004)
中国橡机工业百年(五)
杨顺根
(中国化学工业桂林工程公司,广西桂林541004)
编者按:刚刚跨过了中国橡胶工业100周年诞辰,又迎来了"十三五"规划的开局之年。中国橡胶机械工业的发展倾注着几代橡机人的艰苦奋斗和不断创新。当今的橡机工业一方面受到岌岌可危的轮胎行业大环境影响,另一方面橡机从业者又面临新的竞争环境并积极开拓创新,寻求加快产业转型升级新途径、新发展。
在这种激烈的行业背景下,我社特邀《橡塑技术与装备》资深顾问、橡机专家杨顺根老先生,历时2年多的时间,编撰了《中国橡机工业百年》一书,并在我刊杂志上独家发表。本书是作者一生工作经验的总结,是我国橡机工业历史知识的百科大全,内容丰富、结构清晰、精炼纂修,以纪实的手法,从中国成立上海橡胶机械一厂开始系统的论述了中国橡机工业和橡机产品百年来艰难的发展历程和取得的技术创新成就。
聚焦历史,是为了更好的面向未来。本书的问世,相信会为橡机工业逐步走出模仿之路提供非常宝贵的历史资料,对橡机技术的快速发展,自有知识产权橡机产品的开发,实现橡机工业的强国梦有一定的借鉴和帮助。
杨顺根(1933-),男,长期从事橡机行业工作和信息工作。曾任《橡塑技术与装备》、《橡胶工业》、《世界橡胶》等刊物编委。现任全国橡塑技术专家委员会、全国橡塑机械信息中心、石化橡塑节能环保中心、《橡塑技术与装备》资深顾问,并于2015年荣获《橡塑技术与装备》创刊40年特殊贡献者称号。
编写了1964版、1982版和1992版《橡胶工业手册—橡胶机械》,该书于1997年获化工部科技进步三等奖。此外还编写了《橡胶机械安装、维护保养和检修》及其他大量专业技术文章。
其参与制订的标准《橡胶机械名词术语》,获化工部相关奖项。
采用纪实的手法,全面叙述了橡机工业从解放前使用日美产橡胶机械为主一直到现代的信息化、自动化、智能化的历史发展,系统的介绍了各类橡胶机械和工艺技术等发展概况,论述了中国橡胶机械工业和橡胶机械产品百年来艰难的发展历程和当今的中国橡机水平。
橡胶机械;橡机发展;企业并购;出口贸易
(接上期)
13 橡胶机械科技文化与行业活动
(1)橡胶机械书籍与技术资料
a.我国第一本橡胶机械专业书籍是由中央轻工业部橡胶工业管理局编译组翻译的1951年版苏联П.H.兹密依与И.H.巴尔斯阔夫合编的《MAШИHЫ И AППAPATЫ PEЗИHOBOГO ПPOИЗBOДCTBA》一书,1954年由中央轻工业部橡胶工业管理局出版发行。书中介绍了当时苏联使用的属于20世纪30、40年代水平的各种橡胶机械的基本情况。
化学工业部橡胶设计研究院翻译了苏联Д.M.巴尔斯科夫主编的1975年版《MAШИHЫ И AППAPATЫ PEЗИHOBOГO ПPOИЗBOДCTBA》一书,1982年由化学工业出版社出版发行。该书简要介绍了密炼机上辅机系统、240 L密炼机、子午胎两次法成型机、立式水压轮胎硫化罐、机械式A型和B型轮胎定型硫化机以及轮胎定型硫化机组和无胶囊定型硫化机。在介绍力车胎设备时,仅介绍了螺旋缠绕式硬边力车胎成型机。
1967年,苏联出版了И.П.ЦЫГAHOH编写的《BУЛКAHИЗAЦИOHHOE OБOPУДOBAHИE ШИHHЫX ЗABOДOB》一书,书中介绍了空气定型机、立式水压轮胎硫化罐、普通轮胎个体硫化机、A型和B型机械式轮胎定型硫化机的结构和计算,其中有关计算部分由桂林橡胶院赵麟书和杨顺根译成中文刊登在橡机情报网内部刊物1975年第一期《橡胶技术》,这是国内第一份介绍轮胎定型硫化机计算的资料。
1965年,苏联出版了由Б.Б.PЯБИHИH和Ю.E.ЛУКAЧ编写的《ЧEPBЯЧHЫE MAШИHЫ ДЛЯ ПEPEPAБOTКИ ПЛACTИЧECКИX MACC И PEЗИHOHЫX CMECEЙ》一书,介绍了塑料和橡胶挤出机的基本理论和结构。介绍的橡胶挤出机涉及到的主要是热喂料挤出机、对顶式双复合热喂料胎面挤出机、螺杆造粒机、螺杆压片机、Φ320螺杆脱硫机及双螺杆橡胶混炼机等内容。
1963年,苏联还出版了由H.B.ПPИКЛOHCКAЯ和A.C.CКAЧКOB合著的《CКOPOCTHЫE METOДЫ ПPИГOTOBЛEHИЯ PEЗИHOBЫX CMECEЙ》一书,书中介绍了当时苏联仅有的一种245L 40 r/min的相切型转子密炼机和上辅机系统及下辅机系统。上辅机系统主要介绍了炭黑和油料自动称量投料装置。下辅机系统介绍了螺杆造粒机、螺杆压片机、开炼机等胶料处理设备。此处还介绍了天然橡胶高频电流解晶装置等内容。本书中许多内容取材于当时英国协助在现在的乌克兰建设的策聶伯罗彼得罗夫斯克轮胎厂的设备资料。
1958年,由本人摘译俄文《橡胶机械设计计算》一书中的计算部分,业内散发参考。这是国内第一份有关橡胶机械计算的资料。
1962年到1964年间,本人翻译了当时苏联提供的Φ700×1800Z型四辊压延机设计计算书和PC-2型密炼机设计计算书,业内参考。
1960年,苏联专家H.П.沙宁赴华南工学院讲课,编印了《橡胶机械》讲稿,为全国橡胶企业选送的橡胶机械从业人员进行培训。
b.1957年,华南工学院唐国俊编写了国内第一份高校教材《橡皮工厂设备》一书。
1963年,由本人编写吴集恩审订的橡胶工业手册第三分册《橡胶机械》由中国工业出版社出版(内部发行),这是我国橡机产业处于初级阶段的第一本由出版社出版的自编橡胶机械书籍。同期出版的还有橡胶工业手册第一分册《橡胶工业原材料、橡胶科学理论》,第二分册《橡胶制品生产基本工艺、制品分论、试验方法》,第四分册《橡胶制品工厂设计》,第五分册《定额、国际经济统计、附录》。
由杨顺根、白仲元任主编的1982年版橡胶工业手册第七分册《橡胶机械》上下册由化学工业出版社出版。该书组织全国力量根据主编确定的编写提纲进行编写,但多数设备书稿由主编根据作者提供的素材进行重新编写审定。手册全面介绍了各种橡胶机械的结构、性能参数及设计计算等内容。
在1982年版橡胶工业手册的基础上,重新组织修订出版了1992年版橡胶工业手册第九分册《橡胶机械》上下册,修订版补充了大量新的内容。
1998年化学工业出版社出版了由本人主编的《橡胶机械安装、维护保养和检修》一书,也是迄今为止唯一一本有关橡胶机械安装、维护保养和维修方面的书籍。
(2)刊物与行业活动
1975年,北京橡胶院在文革中下放劳动回院人员收集资料编辑出版了《橡胶工业设计》,成为专门刊登橡胶机械文章的唯一刊物。刊物历经风雨,克服重重阻力和困难,逐渐发展成目前具有广泛影响的《橡塑技术与装备》。《橡塑技术与装备》的创刊及其发展,刊物奠基人谷传芝先生和传承人郑玉胜先生付出了毕生精力,编辑部人员付出了巨大努力,也得到了行业同仁的大力支持。《橡塑技术与装备》的创立和不断发展完善,不但为行业搭建了技术交流的平台,也为行业推进技术进步作出了贡献。
刊物由创刊初期的内部不定期,到1980年批准为正式期刊,1981年变为季刊,并将由桂林橡胶院编辑的《国外橡胶工艺与设备文摘》作为《橡胶工业设计》副刊出版。1990年,《橡胶工业设计》经批准更名为《橡胶技术与装备》,1998年被批准为国内外公开发行的刊物。
2001年,刊物在新的形势下,经历了又一次更名,经批准《橡胶技术与装备》更名为《橡塑技术与装备》,由双月刊改为月刊,并由邮局发行,刊物内容橡塑兼顾。2014年,改为半月刊,上半月出版“橡胶版”,下半月出版“塑料版”。
《橡塑技术与装备》由20世纪70年代的编辑组发展到90年代的编辑部。2010年,组成杂志社,除出版《橡塑技术与装备》外,还出版《橡塑机械时代》(月刊)和《橡塑节能环保》(月刊)。
1995年9月,《橡胶技术与装备》以编辑部名义在青岛召开了首届“橡胶技术与装备论文报告会”,会前编辑部组织各方人士撰写论文,结集成书。1999年6月在宁波召开了第二届论文报告会,并确定由天津赛象科技股份有限公司协办,并享有冠名权。之后确定每两年召开一次论文报告会,橡机企业纷纷支持协办。此后,先后举办了2001年“双象杯”、2003年“富特杯”、2005年“青岛软控杯”、2007年“大橡塑杯”、2010年“力创杯”、2012年“万向杯”、2014年“萨驰杯”中国国际橡塑技术、装备与市场高峰论坛。
《橡塑技术与装备》在2015年7月荣获第八届全国石油和化工行业优秀报刊评选一等奖。
与《橡塑技术与装备》杂志社犹如“孪生兄弟”的全国橡塑机械信息中心,其前身为化工部橡胶机械科技情报网,1980年10月成立于江西南昌,当时受化工部机械制造局领导。郑会昭任组长,谷传芝和杨顺根任副组长,实际工作由南北两院负责。1993年郑会昭退休后机械制造局无人参与情报网工作,日常工作依然由南北两院负责。但随着时间的推移和情况的变化,1996年桂林橡胶院作为单位退出橡机科技情报网活动,由北京橡胶院全面负责。
1999年7月14日,经国家石化局批准,化工部橡胶机械信息站更名为全国橡塑机械信息中心。
信息中心自成立以来,除与《橡塑技术与装备》编辑部每年召开年会外,在进入21世纪之前,还由桂林橡胶院负责月刊《橡机信息》、《国外橡胶工艺与设备文摘》及每年6期《橡胶技术》的出版工作,北京橡胶院负责另外每年6期《橡胶技术》的出版工作,在过去计划经济年代,南北两院从事信息工作的同志,为行业无私奉献、辛勤工作,尽到了责任。
为推进技术进步和扩大刊物稿源,橡机信息中心配合设计技术中心站在1991年到1994年的几年时间内,先后组织召开了“尼龙轴承推广应用会”、“引进胶管胶带专用设备和冷喂料挤出机工作经验交流会”、“密炼机技术和工作经验交流会”、“轮胎硫化机使用、维护工作经验交流会”、“轮胎成型机技术和工作经验交流会”、“钢背复合材料在橡胶机械上应用的技术评定与推广会”,这些技术性的会议取得了预期效果。
成立于20世纪60年代的行业协会,是一个组织橡机企业行业活动的组织,每年组织一次行业大会,交流管理、生产和技术方面的经验。在2004年之前,秘书处设在大连橡胶塑料机械厂或沈阳橡胶机械厂,活动时断时续。
在20世纪80年代中期,化工部机械制造局改名化工装备总公司。化工部撤消后,总公司转变成为中国化工装备协会,橡胶机械行业协会则成为中国化工装备协会橡胶机械专业委员会,简称专委会。2004年6月,中国化工装备协会云南昆明会议决定,橡胶机械专委会挂靠桂林橡胶机械厂,李东平任主任,陈维芳任秘书长。专委会每年召开一次主题峰会,出版一册论文集。历届会议如下:
2004年中国化工装备协会橡胶机械及气门嘴芯委员会第四届一次大会暨橡胶机械高峰论坛资料汇编。
2006年“益阳橡机”杯中国橡胶机械年会暨橡胶机械出口创汇经验交流会。
2007年“中国一航”杯中国橡胶机械年会暨科技创新、产业化经验交流会。
2008年“力创”杯中国橡胶机械年会暨品牌、服务经验交流会。
2009年“大橡塑”杯中国橡胶机械年会暨抗击金融风暴经验交流会。
2010年“软控”杯中国橡胶机械年会暨“十二五”规划研讨会。
2011年“贝戴科技”杯中国橡胶机械年会暨产品升级研讨会。
2012年“赛象”杯橡胶机械年会暨安全、节能、环保经验交流会。
2013年“大橡塑”杯橡胶机械年会暨技改升级经验交流会。
2014年中国橡胶机械行业商务年鉴暨“中国橡胶机械行业辉煌60年”历史回顾与风采展示。
2015年“华橡双轮”杯橡胶机械年会暨国标化经验交流会。
14 橡胶机械发展历程
14.1炼胶机械
14.1.1开放式炼胶机(开炼机)
开放式炼胶机俗称开炼机,它具有结构简单使用方便的特点,广泛用于橡胶的塑炼、混炼、热炼、冷却胶片、废旧橡胶破碎和细碎、再生胶精炼等作业,是一种橡胶工业中最早使用的最基本的炼胶设备。随着技术的进步,开炼机的应用范围正在逐步缩小,塑混炼作业被密炼机取代,部分热炼作业被销钉机筒冷喂料挤出机取代,多数密炼机的排料冷却压片被双螺杆挤出机取代。
据资料介绍,1948年全国507家橡胶制品生产企业有14~22˝开炼机1 000台,其中14˝及以下规格占多数,且由于国内没有制造能力多为从日美等国进口,更无其他炼胶设备。解放初期,国家为发展生产,在当时国际形势下,从苏联和捷克斯洛伐克等社会主义国家进口了Φ550×1 500及Φ660×2 130等大规格开炼机。
我国开发大规格开炼机始于1954年,由当时轻工业部设计公司沈阳分公司吴集恩总工程师和周荣珈工程师负责设计了我国第一台Φ560×Φ510×1 530开炼机。吴集恩总工程师根据苏联资料负责设计计算书的编制,周荣珈工程师负责施工图设计。1958年,由化工部北京橡胶工业设计院曾繁定负责设计了国内第一台Φ660×Φ610×2 130开炼机。Φ560×Φ510×1 530和Φ660×Φ610×2 130两种规格开炼机均由当时唯一具有制造条件的大连橡胶塑料机械厂生产。从1960年开始,Φ450×1 200及以下规格开炼机相继由沈阳橡胶机械厂、天津化工机械厂及上海茶陵机器厂开发生产,国产开炼机开始形成系列化。
在1962~1963年期间,曾组织过开炼机的统一设计,目的是想方便用户维护保养和维修,但统一设计的图纸无法推广使用。
在1958~1960年的大跃进时期,要五小工业遍地开花,曾提出过设计牛拉炼胶机得方案。1960年大连橡胶塑料机械厂设计制造了Φ660×Φ610×2 130水泥机架开炼机,设备运至北京橡胶工业研究院中间工厂,不敢安装使用,随即报废。水泥机架开炼机怎么能承受得住辊筒产生的强大的模压力、振动及交变载荷。
在1960年中期之前,开炼机的操作均为人工割胶打三角包进行翻胶,劳动强度大,操作危险。1960年,化工部橡胶公司为援古项目组织去古巴考察时,北京橡胶院潘春生将开炼机翻胶装置技术资料带回了国内,从此在国产开炼机上开始推广使用翻胶装置,提高了机械化操作水平,降低了操作的危险性。
传统开炼机的传动系统采用三相交流异步电机通过减速器、大小驱动齿轮和速比齿轮带动两个辊筒作相向回转。后来大连橡胶塑料机械厂采用双出轴减速器和两个万向联轴器驱动前后辊筒,或采用双电机通过组合式减速箱和万向联轴器分别驱动前后辊筒。四川亚西橡塑机器厂采用行星减速器取代一般齿轮减速器。无锡第一橡塑机械有限公司在中小规格开炼机上采用汽车齿轮箱取代普通齿轮减速器,可降低噪音。欧洲有的开炼机采用液压马达取代电机驱动,在过载时可保护机器。欧洲的液压马达曾在国内做过广告,但未被采用。
操作开炼机具有一定危险性,因此必须具有良好的制动性能,通常采用抱闸制动或电源反接制动。反接制动大都用在一般传动的开炼机上。不论哪种制动方式,在执行制动动作后,前辊筒继续回转的距离不得大于辊筒圆周长的1/4。
早期开炼机的辊筒轴承均为滑动轴承。采用青铜做轴承轴瓦,由于铜是我国紧缺资源,因而在20世纪80、90年代推广使用尼龙轴衬及钢背复合轴衬取代青铜铜衬,以节约铜资源。从1990年开始,则采用滚动轴来取代滑动轴承,以减少摩擦损失,减少能耗。
随着橡胶工业得快速发挥着,对开炼机提出了更高要求。进入21世纪,开炼机的规格已经发展到Φ710×2 250(2 540)、Φ760×2 340和Φ810×2 540等,成为当前最大规格开炼机,以便和370 L及以上规格密炼机配套使用。
进入21世纪后,Φ560及以上规格开炼机开始采用许多新技术,在传动系统中采用了硬齿面齿轮减速箱和无级调速直流电机驱动装置。为适应加工硬胶料的需要,增加了电机功率50%以上,同时提高前辊线速度,最高线速度达40 m/min。为控制辊面温度,将辊筒中空结构改为圆周钻孔结构。电动调距装置设置了光电编码转速检测系统、间隙消除机构、光电测距和安全片破裂报警系统。液压调距装置利用压片传感器和位移传感器对辊距可作精密调整,并可利用PLC和触摸屏进行控制。
14.1.2密炼机及其上下辅机
(1)相切型转子密炼机和啮合型转子密炼机。
我国开发和应用密炼机经历了一个漫长的过程。解放前上海正泰橡胶厂和上海大中华橡胶厂曾分别向英国Framcis Shaw公司和美国Farrel公司订购K5密炼机和11D密炼机,时值全国解放前夕,正泰橡胶厂收到了K5密炼机,而大中华橡胶厂仅收到主电机和减速器,主机没有收到。正泰橡胶厂的K5密炼机成了解放初期全国橡胶企业唯一一台密炼机。在1952~1953年期间,青岛橡胶二厂和桦林橡胶厂等单位从英国进口3A密炼机和从苏联进口PC-2密炼机。
我国生产密炼机始于1955年,当时苏联援助我国的橡胶机械图纸资料收藏于轻工业部设计公司沈阳分公司,其中包括PC-2密炼机图纸。1955年夏,分公司组织力量描成底图后交付大连橡胶塑料机械厂(时名大连通用机器厂)。从1956~1957年大连橡胶塑料机械厂产成第一台国产密炼机。PC-2密炼机实为20世纪40年代美国技术,转子为双棱椭圆形结构,转子转速为20 r/min,压料装置气缸直径200 mm,压砣对胶料单位面积的压力为0.15 MPa左右,主电机功率240 kW。因此,属于低速、低压、小功率密炼机、混炼一车胶料需时13~15 min,混炼胶的实测能耗高达0.25~0.35 kWh/kg。PC-2型密炼机后来改称为XM-253/20密炼机,之后又有两款改进型XM-245/40和XM253/40/20型密炼机。这种密炼机在改革开放之前成为我国主要橡胶企业首选炼胶设备。由于大规格密炼机具有很大的制造难度,在相当长的一段时间时期内,一直为大连橡胶塑料机械厂独家制造,因此产能有限,一机难求,且早期国产密炼机由于水平所限,混炼室内壁和转子凸棱耐磨性差,使用3~4年后,转子凸棱和混炼室内壁之间的间隙可达13~15 mm,影响效率和炼胶质量。
在1970 年后期,有的用户对PC-2型密炼机进行技改,将压料装置气缸直径增大至410 mm,从而可使压砣对胶料单位面积压力提高到0.4 MPa。同时将前后转子速比齿轮对调,可适当提高转子转速。技改后的密炼机,可减少炼胶时间,提高炼胶质量。
1980 年后期,无锡第一橡塑机械有限公司曾将技改后的压料装置作为标准产品生产,提供用户对老机进行技术改造。
在1970 年,四川亚西机器厂和上海橡胶机械厂等企业开始生产80 L及以下规格密炼机。
随着密炼机向高速、高压、大功率方向的发展,以及机器结构的改进及对转子的研究,从1970 年开始,国外密炼机转子功率从20 r/min提高到30~60 r/min,可以单速、双速及无级调速,两转子从有速比到无速比,压砣对混炼胶胶料单位面积的压力从0.17 MPa提高到0.45~0.6 MPa,转子每转消耗的功率,从12 kW提高到25~50 kW,压料装置由气压改为液压。
进入20世纪80年代以后,随着各国密炼机的大量引进,为大连橡胶塑料机械厂密炼机的转型升级提供了机遇,通过多年努力,解决了发展中的技术问题,完成了XM型新型密炼机的系列化设计和生产,在1992年7月改造后投产成功的XM-270/20/40密炼机基础上开发了XM-370(6~60)K和XM-370(6~60)KY大容量密炼机。2009年3月又开发成功了国内外容量最大的650 L密炼机。XM型密炼机可选配不同构型和工作性能的相切型转子,如四棱标准转子(SB型)、四棱高效转子(SG型)、四棱终炼转子(SZ型)、同步转子(TB型)、六棱三角型转子(LS型)及八棱转子等,可满足不同炼胶工艺的需要。
压料装置是密炼机的重要部件之一,国内最先开发使用液压压料装置的是原上海橡胶机械厂,早在20世纪70年代末,就已在80 L密炼机上使用,可惜未引起用户和业内注意,直到21世纪初,进口密炼机采用了液压压料装置,才开始引起注意,开始开发应用于各种规格密炼机。液压压料装置具有压力大和压力稳定的特点,可提高炼胶质量。
1975年,益阳橡塑机械厂为产品转型升级,曾设计制造了60 r/min的250 L密炼机,交付上海正泰橡胶厂使用,未获成功。1980 年,北京橡胶院设计了250 L 40 r/min密炼机,由沈阳橡胶机械厂制造,交与山东一轮胎厂试用,未成为定型产品,仅此一台。
益阳橡塑机械厂在开发生产密炼机的道路上虽经挫折,但其决心矢志不渝。1985年,开始和德国W&P进行技术合作,引进GK-N型和GK-E型两种密炼机的制造技术,由此开始步入密炼机的设计制造行列。1987年,制造了第一台GK-270N型密炼机。在发展之初,经历了磕磕绊绊,多年后形成了系列产品,有GK1.5N、GN60、GN110、GN160、GN255、GK270N、GK400N和GN650,计8个规格型号。GN型为自行开发产品。
对于转子断面呈圆形的啮合式转子密炼机,从英国Framcis Shaw公司开发成功以后的约80年时间内,由于填充系数相对较小等原因,市场需求一直不旺,但被橡胶制品行业认可,用于混炼难混炼的胶料。我国最早开发生产啮合型密炼机的企业是四川亚西机器厂,1980 年开发了XMY-90密炼机,压料装置气缸直径450 mm,压砣对胶料的压力可在0.1~0.6 MPa内无级调节,转子转速可在47 r/min以下无级调速。
1985年,益阳橡胶机械厂利用GK90E和GK190E两种规格啮合型密炼机的引进技术开始生产啮合型密炼机,主要用户依然是橡胶工业制品企业。1989年6月第一台GK-90E在无锡橡胶厂试车成功。
进入21世纪,国内外提倡生产所谓的“绿色轮胎”,“绿色轮胎”的配方中使用白炭黑(SiO2)。这种轮胎具有噪声低、省油和提高湿路面抓着力的特点。实践证明,用相切型转子密炼机混炼白炭黑胶料时,温升高,混炼室和转子磨损厉害,只有用具有类开炼机炼胶机理的啮合型转子密炼机比较适用,炼胶温度低,机器耐用。为此,这种密炼机开始受到国内外市场的关注。益阳橡塑机械厂在生产GK90E和GK190E密炼机的基础上,自行开发了GE5、GE20、GE45、GE135、GE250和GE320型密炼机,2006年开发成功了最大规格GE580啮合型密炼机。一直生产相切型转子密炼机的大连橡胶塑料机械有限公司进入21世纪后,也介入了啮合型转子密炼机的开发生产,目前已有XMN-90(6~60)、XMN-190(6~60)、XMN-270(4~40)等规格型号。四川亚西机器厂从生产XMY-90一个规格扩展到MN-60、XMY-90E、XMY-110、XMY-150、XMY-190和XMY-270等多种规格型号。
啮合型转子密炼机自1934年在英国问世以来,目前是生产使用和发展的最好历史时期。
(2)叠加式密炼机
叠加式密炼机又被称为串联式密炼机,是在20世纪80年代发展起来的新机种。由德国大陆橡胶公司退休懂事J.Peter博士所发明,第一台叠加式密炼机安装在Kraigaug工厂,1991年2月开始使用,1993年No.5《Rubber World》刊文介绍。
国内开发叠加式密炼机与国外相比晚了约20年。2010年左右,益阳橡塑机械集团有限公司和大连橡胶塑料机械有限公司先后分别开发了GE320E/ GE590T叠加式密炼机和XMN-320X(5~50)/XMN-580X(5~50)叠加式密炼机,2011年交付使用。叠加式密炼机的上位密炼机的排料口与上位密炼机的投料口相扣接,因此下位密炼机没有压料装置。上下位密炼机均采用啮合型转子,因此适用于混炼制造“绿色轮胎”的白炭黑胶料。叠加式密炼机的下位机的容量大于上位机承接量,混炼功能主要在上位机完成,下位机承接上位机排出的胶料,进行冷却和补充混炼。在快速降温到合适温度条件时,继续完成白炭黑胶料的硅烷反应。
由于用叠加式密炼机混炼胶料时无需进行多段混炼而节能,混合节能达30%,生产效率提高50%以上,节约厂房和设备投资20%~30%,并可提高混炼胶的均匀性和分散性。
(3)销钉转子密炼机
在国内密炼机的发展史上,20世纪80年代,山东化工学院赵嘉澎等老师提出开发销钉转子密炼机,研究销钉转子密炼机结构和混炼机理。先后设计了X(S)M-50和X(S)M-50D两种型号,前者由常州第二轻工机械厂制造,无锡橡胶三厂使用。后者由上海橡机一厂制造,潍坊橡胶厂使用。两种型号的销钉转子密炼机分别于1986年10月和1991年通过了由中国化工装备总公司组织的技术鉴定。鉴定认为胶料混炼质量好,炭黑分散度高。与普通密炼机相比,生产效率提高25%~45%,单位能耗降低15%~30%,节约用水11.5t/t胶。
此项成果最终不了了之,没有获得工业应用。
(4)一步法炼胶系统
一步法炼胶系统是由一台密炼机和5~6台(一般为6台)开炼机组成的炼胶系统,可将传统的多段炼胶改变成一段炼胶。这种炼胶系统约在2008年左右传入我国,立即受到了轮胎企业的认可,并有多个橡机企业进行开发和生产。
一步法炼胶系统工作时先由密炼机高温炼胶后,排下的胶料先通过第一台开炼机进行冷却,然后通过中央输送系统分配到多台开炼机进行连续低温补充混炼,直接得到终炼胶,强化了下辅机(开炼机)的混炼作用。生产过程自控。
根据大连橡塑机械有限公司的介绍,密炼机需采用液压压料装置,对胶料的单位压力达0.6 MPa,采用高效同步转子或用1:1.12~1.17的速比,转子转速70 r/min或40.6 r/min,以用70 r/min为多,无级调速,并对密炼机作扩容处理,扩容后MX-270提高产量6.4%,XM-370提高了7.6%,主电机变频。
一步法炼胶系统也称低温一次法炼胶系统,生产数据表明:工艺吨胶电耗下降,生产效率提高200%,胶料性能和磨耗里程分别提高15%和7.2%。
(5)翻转式密炼机
翻转式密炼机又被称为加压式捏炼机,20世纪80年代中成都电缆厂从日本进口了第一台55 L翻转式密炼机,随后由大连橡胶塑料机械厂据此设计制造了国产第一台翻转式密炼机。我国胶鞋生产企业在20世纪80年代后期到90年代,从日本和台湾地区引进了大量翻转式密炼机。在此基础上,在市场需求推动下,催生了约30个翻转式密炼机生产企业,先后开发了XN-55×30、XN-75×30、XN-110×30、XN-150×30、XN-200X30、XN-300X30等规格型号。从这些规格型号的翻转式密炼机可以看出,不论机器大小,转子转速均为30 r/min。
目前,已有企业在传统机型上进行了改进,采用了四棱同步转子和直流或交流变频调速驱动,转子转速可在4~40 r/min之间无级调速。
实际上,翻转式密炼机是在传统密炼机的基础上所做的变形设计,转子结构形式与普通密炼机相似,为相切型转子,其最大的不同点是没有卸料门,炼胶完毕卸料时,上提加料装置和压砣,转动混炼室向外倾倒140°,将胶料排入接料斗或通过卸料输送带运走。
由于翻转式密炼机结构相对比较简单,安装使用方便,装机功率小,价格便宜,在一般橡胶企业是取代开炼机炼胶的绝好设备。
(6)密炼机上辅机
密炼机上辅机是为了解决向密炼机加料的自动称量和自动投料而开发。现代化的上辅机系统包括炭黑大储罐、炭黑气力运输系统、炭黑日用贮斗、炭黑自动称量投料系统、油料自动称量投料系统、小粉料自动称量系统及生胶称量投料系统。我国在实施改革开放政策之前,全国橡胶企业的密炼机几乎全部采用人工称量人工投料,因此炼胶工段是一个环境卫生、劳动条件十分恶劣的地方,严重影响操作人员身体健康。
1960~1963年期间,北京橡胶工业设计院在上海大中华橡胶厂协助下,曾进行过上辅机的开发,无奈当时技术水平不高,许多技术问题得不到解决而夭折。
在20世纪70、80年代,北京橡胶院一直坚持上辅机的开发工作,桂林橡胶院也做过这方面的工作,并做过用弹簧输送装置输送炭黑的试验。1980 年初,北京橡胶院首先完成了炭黑散装贮运和接受装置的开发,并在1983年通过了化工部在苏州橡胶厂组织的技术鉴定,随后又完成了包括使用纸袋包装炭黑、集装袋炭黑和汽车槽车炭黑在内的单管气力输送的两级输送系统,用于无锡橡胶三厂,认为技术指标达到了英国CR公司的水平。
在实际使用中,炭黑单管气力输送系统在输送炭黑的过程中会发生堵塞的现象,虽有振荡器处理料栓,有时不完全解决问题。
通过东风轮胎厂、天津轮胎厂在1988年使用德国BM公司(Bunler Miag)低压炭黑双管气力输送系统的经验、炭黑在输送过程中不易出现单管气力输送系统产生的堵塞问题。为此,1989年蚌埠化工机械厂与BM公司签订了包括炭黑解包机和压送罐在内的双管气力输送系统的技术合作,解决了炭黑气力输送系统的国产化和推广使用的问题。双管气力输送系统有一条与炭黑输送管路平行的旁通压缩空气管。每隔一定间距通过单向阀和喷嘴与炭黑输送管路相接。当压送罐中处于流态化与炭黑输送管路相接。当压送罐中处于流态化的炭黑通过炭黑输送管路输往日用储罐时,管道中的炭黑料栓达到一定长度时,料栓前后会形成压力差,旁通管单向阀自动开启,压缩空气通过喷嘴吹入炭黑输送管道,将料栓分割成能顺畅输送的长度,通常为500 mm一段。炭黑输送管道的内管为特种橡胶胶管,外管为铝合金保护管。炭黑输送管道有6种规格,内径分别为100 mm、110 mm、125 mm 150 mm、175 mm和200 mm。常用压送罐有1 m3、1.5 m3、2.5 m3、和4 m3四种规格。
1993年,蚌埠化工机械厂产成我国第一套炭黑双管气力输送系统,经四川橡胶厂使用后于1995年4月18日在成都通过了由中国化工装备总公司组织的技术鉴定。
上辅机中的另一关键部件为称量投料部分,早期由上海东方衡器厂为橡胶行业生产电子衡器,但机械化自动化水平不高。
实际上我国真正开发具有现代水平的上辅机称量投料系统则始于20世纪90年代,同时参与开发的有北京橡胶院、桂林橡胶院和青岛化工学院。北京橡胶院虽具有较丰富的开发上辅机系统的经验,产品也通过技术鉴定,但可能仍有不足之处,因此在1994年10月18日北京橡胶院的万向机电新技术公司与瑞士BUHLER公司签署了合作生产密炼机上辅机的协议,以期提高上辅机的精度和可靠性。桂林橡胶院在1990年成立上辅机开发中心,产品于1995年4月通过了化工部部级鉴定,1996年被国家科委列为国家火炬计划推广项目之一。桂林橡胶院的小料秤于1987年获得广东省科技成果三等奖,汕头市科技成果二等奖。开发的2J40、2J30型双柱塞油料计量泵于1980年获化工部科技成果奖,国家科技进步三等奖,但未获推广应用。
青岛化工学院的密炼机上辅机是在青岛橡胶二厂提供的进口设备资料的基础上发展起来的,后机构变动,上辅机转为现今软控股份生产。青岛化工学院的第一套密炼机上辅机于1994年开发成功,当年6月在荣成橡胶厂投入运行,该装置有6个100 m3的不锈钢炭黑贮罐、6个日用贮罐、双管气力输送系统和胶料、炭黑与油料等物料的自动称量投料系统组成。该上辅机通过技术鉴定后,于1994年12月5~6日,由中国化工装备总公司在烟台召开了推广应用会。
上辅机中的小料秤系统,根据小料品种数量,一般为12~24种,配置6~12台电子配料秤。料位呈环形或直线形配置。2012年软控股份新开发的新一代全自动小料称量系统从制袋、称量、喷码、封口、码垛全自动化,每班生产1 000袋,每袋15 kg(按配方)。
各种规格炭黑秤、油料秤、胶料秤及小料秤的静态精度为≤0.1%F.S,动态精度为≤0.2%F.S。
橡胶的自动称量投料按炼胶工艺要求,要求将未加热解晶软化的天然橡胶胶块及合成橡胶胶块,切碎成小块胶块,再将不同胶块的胶粒混合后再用于炼胶,以提高胶料质量的均一性,同时方便输送和自动称量投料,并节能。为此,特拓(青岛)轮胎技术有限公司近年来率先开发了自动生胶准备系统,并用于山东八一轮胎公司,实现了生胶破碎、预混合、自动称量、自动输送到密炼机平台投料的连续化和自动化。天津赛象科技股份有限公司也在2012年开发了天然橡胶粉碎机和预混设备,可将大块胶块破碎成粒度40~90 mm的小胶块,每小时破胶≥8 t。
(7)密炼机下辅机
处理密炼机排下的胶料的设备被称之为下辅机。由于解放前和解放初期我国没有密炼机,也就没有下辅机。在20世纪50年代初期从苏联和捷克斯洛伐克进口的密炼机以及随后大连橡塑机械厂生产的密炼机配置的下辅机均为两辊压片机和简易胶片冷却装置,但压片机由于没有翻胶装置,需依靠人工割胶打三角包进行翻胶,并在压片机上人工加硫,操作劳动强度大且危险。胶料经压片机压片后经胶片冷却装置冷却至≤40℃后存放备用。
1961~1962年期间,北京橡胶院和上海大中华橡胶厂设计试用了螺杆造粒机作为处理密炼机胶料的下辅机,但工艺和设备不过关而只是昙花一现。这种造粒工艺和设备在20世纪50年代末由英国帮助建设位于现在乌克兰的第聂伯罗彼得罗夫斯克轮胎厂时采用的,采用这种工艺的目的是便于胶料输送和自动称量,但未被推广应用。
随着技术的发展,1980 年中期,两辊压片机被仿制Farrel公司的单螺杆挤出压片机取代。到了80年代末日本神钢生产的TSR-330非接触式双螺杆挤出压片机传入我国,桂林轮胎厂进口了两台,桂林橡胶院“近水楼台先得月”,很快进行了“消化吸收”,在20世纪90年代开发了XJY-S240、XJY-S740/300、XJY-S936/416等型号的双螺杆挤出压片机,并很快得到市场认可,从而大连橡胶塑料机械厂生产的单螺杆挤出压片机没有几年就退出了市场,并提议让桂林橡胶院转让图纸,未果而自行开发。
单螺杆挤出压片机由于没有气动推料装置,因此需要配置较大功率的主驱动电机,其功率高出双螺杆挤出压片机的1倍,且降温效果差,出片温度较高。双螺杆挤出压片机的两根非啮合锥形螺杆作相向回转,自动吃料,无需设置推料装置而可降低主驱动电机功率50%,同时由于是双螺杆而增加了冷却面积,降低了挤出胶片的温度。
螺杆挤出压片机挤出的厚胶片由两辊压延机压延成6~8 mm厚、600~800 mm宽的胶片,送往胶片冷却装置冷却后存放备用。
目前,双螺杆挤出压片机的两根螺杆有圆柱形式圆锥形两种形式,并有啮合型和非啮合型。螺杆螺纹大多为单头、变距、变深的收敛结构。
在桂林橡胶院开发成功双螺杆挤出压片机之后的2、3年,大连橡胶塑料机械厂和益阳橡塑机械厂等单位相继开发了多种规格和不同结构型式的双螺杆挤出压片机,现在可以提供适配于小至60 L密炼机到大至650 L密炼机中任一规格密炼机的双螺杆排料挤出机。
下辅机中的另一个主要设备是设置在压片机后面的对胶片进行接取、涂隔剂、冷却和迭片存放的胶片冷却装置。胶片冷却装置虽然不是一个工艺性很强和结构很复杂的设备,但也经历了一个漫长的发展过程。在20世纪50、60年代,如前所述,国内橡胶企业根本没有正规的胶片冷却装置,人工从两辊压片机上割取胶片,浸涂隔离剂后人工挂架吹风冷却,生产原始,劳动强度大。
在20世纪70年代,上海大中华橡胶厂自创了一套递辊挂胶装置,从压片机出来的胶片经隔离剂槽后送往输送带定长切割装置,定长切割后的胶片悬挂于挂胶链上的挂胶杆,然后由人工将挂有胶片的挂胶杆移至存放架上,当存放架放满挂胶杆后,人工将存放架推至鼓风机处吹风冷却,将另一存放架就位接取挂胶杆。1976年桂林橡胶院设计了当时被认为比较先进的胶片冷却装置,交广州橡机厂制造。装置具有连续浸渍隔离剂、爬坡、步进挂胶、鼓风冷却、定长裁断迭放或来回迭片存放等功能。建阳橡胶机械厂等单位也生产过类似胶片冷却装置。此类胶片冷却装置最大的不足之处是挂胶鼓风冷却架上的胶片挂杆间距为200 mm或220 mm。挂杆间距大,挂胶量少,吹风冷却的时间就少,从而冷却后的胶片很难达到工艺要求的温度≤40℃。
从1986~1995年的十年时间内,桂林橡胶院在吸收Dunlop等公司的胶片冷却装置技术的基础上,开发了多款具有现代技术水平的胶片冷却装置,1987年第一套新型胶片冷却装置安装于天津轮胎厂,设计中的问题是机架稳定性差,后进行加固。
新型胶片冷却装置除机械化自动化水平高外,一个最大特点是胶片冷却挂架的挂胶杆间距为100 mm,与过去老式胶片冷却装置相比,间距减少了100~120 mm。因此,同样长度的挂胶冷却机架,挂胶量增加一倍。同时,冷却风量加大,胶片温度可以降到≤40℃,胶片可以切片存放或折叠存放,或返至楼上存放备用。
14.1.3螺杆塑炼机
我国开发螺杆塑炼机始于1960 年初,北京橡胶院陈肇谓根据苏联资料设计了我国第一台Φ300螺杆塑炼机,由沈阳橡机厂制造,青岛第二橡胶厂使用。螺杆塑炼机塑炼生胶时,由于强烈的机械剪切作用而快速升温,因此青岛橡胶二厂在螺杆塑炼机之后设置5~6台开炼机,对经过塑炼的生胶进行降温和补充塑炼。在开发Φ300螺杆塑炼机之后,沈阳橡机厂随之相继开发了Φ380和Φ250两种规格螺杆塑炼机。Φ380螺杆塑炼机在1983年用于河南轮胎厂,1986年11月中国化工装备总公司组织召开了技术评定会,给予了肯定。
由于螺杆塑炼机塑炼生胶时具有胶温高、夹生、可塑度难以控制以及排胶后产生大胶烟等缺点,并且随着密炼机技术和密炼机塑炼工艺的成熟,螺杆塑炼机没有得到行业的认可和推广使用。
14.1.4螺杆连续混炼机
开发和使用螺杆连续混炼机使胶料的混炼作业连续化,是国内外研究数十年未获产业化成果的一个课题。目前,内蒙古富特橡塑机械有限公司在有关单位协助下,对双螺杆连续混炼机开展了多年研究,取得了阶段性成果。
2014年11月,在苏州召开的2014年“萨驰”杯第九届中国(国际)橡塑技术、装备与市场高峰论坛会议上江苏新达科技有限公司宣布正在开发往复式单螺杆橡胶连续混炼机,效果有待分晓。
2009年德国汉诺威的克劳斯玛菲·贝尔斯托夫有限公司介绍了同向旋转双螺杆橡胶弹性体连续混炼机,分析了连续混炼机工作特点,结构及优缺点。
多年来,螺杆连续混炼机的研究,只闻响雷,不见下雨,尚未见在生产中应用的实例。
14.1.5湿法混炼橡胶
在20世纪60年代初,国外就进行了将炭黑与胶乳混合制备混炼胶的研究,谓之炭黑胶乳共沉。1962年,北京橡胶院与上海正泰橡胶厂合作进行过同样的试验,试验半途夭折。
从2010年起,橡胶的湿法混炼重新引起重视。湿法混炼的基本工艺是将经过预先加工的炭黑、白炭黑等材料制成水分散体,炭黑在液态条件下与橡胶胶乳充分混合,再经凝聚、脱水、干燥等过程制成混炼胶。
2012年6月,株洲安宝麟锋新材料有限公司和杭州中策橡胶有限公司合作开发的混炼胶湿法混炼技术作了公开报导。接着,软控股份、北京化工大学、青岛科技大学、上海双钱轮胎公司及北京万向新元科技股份有限公司等单位纷纷加入开发研究。
2014年8月,国家科技部已将湿法混炼橡胶新技术立项为国家科技支撑计划,计划分别建成合成橡胶和天然橡胶万吨级湿法混炼示范生产线。
北京万向新元科技在2015年开发成功了万吨级天然橡胶/白炭黑湿法混炼连续化生产线,并在2015年11月,由中国石化工业联合会在西双版纳主持通过了科技成果鉴定。
(未完待续)
(R-03)
桂林橡机首次发布2015年社会责任报告
2016年8月初,桂林橡机首次发布独立的2015年度企业社会责任报告(CSR报告)。公司作为一个国际化日益深入的公司,公司更加注重可持续发展,对社会责任等相关内容更加关注,已逐步将国际先进的技术资源、国内的生产资源、市场资源有机结合,以最大限度地发挥企业的社会责任效能。
报告以关于我们、 责任管理、履责绩效、履责实践和报告后记为主框架,披露了2015年公司有效管理各项决策和活动所产生的影响,以及公司在履行经济责任、环境责任、社会责任等方面的理念、实践和绩效。本报告更加关注利益相关方诉求回应,并增加了典型案例以延伸阅读,提升报告内容的厚度与深度,强化过程性与完整性 ;将“携手共创美好生活”的桂林橡机社会责任使命具体化至各责任领域,统领各章,从而体现出社会责任理念与企业经营各领域的深度融合。通过塑造报告灵魂,力求为读者真实、详尽、立体地呈现桂林橡机过去一年的社会责任情况。
李丽 供稿
One hundred year ofChina rubber machinery industry(5)
One hundred year of China rubber machinery industry
Yang Shungen
( China Chemical Industry Guilin Engineering Co., LTD.,Guilin 541004, Guangxi, China)
Use the technique of documentary,it comprehensively describes the history ofrubber machinery industry from before the liberation that mainly use rubber machinery productionto the modern age that development of informatization, automation, intelligent.Introduces all kinds of rubber machinery and technology development situation,twists and turns in one hundred years development ofChina rubber machinery industry and rubber products,experiencedtoday's China rubber machinery level .
rubber machinery; rubber machine development; enterprise mergers and acquisitions; export trade
TQ330
1009-797X(2016)17-0006-10
ADOI:10.13520/j.cnki.rpte.2016.17.002