B型蒸锅机械式双模硫化机改造

随着轮胎产品制造技术的不断提升，节能、高效已成为轮胎行业不断追求的目标，轮胎硫化已由传统的过热水硫化方式逐渐转变为高温充氮硫化方式。特别是生产半钢及全钢子午线轮胎时，为提高产品质量，硫化模具已普遍采用活络模具。

活络模具模套为中空式，若采用蒸锅式硫化机，易造成模具滑动部件锈蚀，影响模具配合精度，导致产品质量降低，且由于模套为中空式，传热效率不高，影响产品硫化效果。蒸锅式硫化机容积较热板式硫化机容积大，受热部件多，需排放蒸汽冷却，能耗损失较大。在高温充氮硫化过程中，若采用蒸锅式硫化机，一旦出现泄漏会导致外温不稳定，对产品硫化质量影响较大。因此，目前载重和中小型轮胎硫化均采用热板式硫化机。

我公司对原有的1 651 mm（65英寸）蒸锅机械式硫化机进行结构分析后，本着低投入、可互换、能通用的原则开展装备技术创新研究，对其进行热板式改造。

1 改造方案

1.1 技术参数

硫化机技术参数为：硫化机规格 1 651 mm机械式双模；热板外直径 1 550 mm，厚度 60 mm；热板内直径 300（上热板）和254 mm（下热板）；硫化轮胎胎圈直径 381～610 mm；硫化轮胎最大外直径 1 270（两半模）和1 135 mm（活络模）；胶囊拉伸行程 20～950 mm；中心活塞杆直径 48 mm（螺纹M27×2）；下环环座螺纹T180×6，缸盖直径 150 mm；硫化模型高度220～575 mm；活络模操纵缸活塞参数Φ305 mm×500 mm；托胎最大行程 515 mm；热板蒸汽工作压力（蒸汽室出口检测压力） ≤1.4 MPa，上下热板各点的温差 ≤±1 ℃，模具受热均匀。

1.2 介质条件

硫化介质条件为：硫化内压蒸汽压力 1.8 MPa；一次定型蒸汽压力 0.06～0.15 MPa；二次定型蒸汽压力 0.06～0.15 MPa；预热蒸汽压力（1.2±0.05） MPa；过热水压力或氮气压力2.8 MPa；内压出口温度 210 ℃；动力水压力2.5 MPa；操作缸压力 1.8 MPa；动力用压缩空气0.7 MPa；控制用压缩空气 0.35 MPa；胶囊真空度 20～27 kPa（150～200 mmHg）。

1.3 精度要求

设备精度为：底座上平面的平面度 ≤0.5 mm；活络模操纵缸活塞杆中心与中心机构中心的同轴度 ≤Φ1 mm；中心机构活塞杆升高到极限位置时的垂直度 ≤0.5 mm；上固定板安装模型用孔的中心与下热板T型槽中心的偏移量 ≤2 mm；合模力最大时进行压铅丝试验（每模型放置4段）的错片厚度差 ≤0.05 mm；底座水平度≤0.3×10-3mm·mm-1；中心机构与热板的同心度 ≤0.3 mm；中心机构活塞杆的直线度 ≤0.3 mm；上下热板模具安装平面的平面度 ≤0.5 mm；上下热板模具安装平面的平行度 ≤0.5 mm。

1.4 改造措施

（1）中心机构。拆除原中心机构及下蒸锅。配置中心机构，活塞杆拉直高度按技术参数要求设置。

（2）上热板。上热板圆周设置4个安装孔与蒸锅上固定板相连，中间加10 mm厚钢板（内外径与热板一致），钢板与热板间加10 mm厚隔热板，安装孔与蒸锅上固定板第3排过孔在同一圆周并偏移12°等分，上热板设置4均等分7排模具安装螺栓过孔。

（3）下热板。下热板固定在机座上，中间加10 mm厚隔热板；下热板设置T型槽，其两端与热板中心径向距离为690～1 550 mm；介质进出口均应设置在面对机台的正后方，即进出口设置在同一侧；下热板配置隔热护罩。上下热板承受蒸汽压力均不小于1.4 MPa，合模力为4 500 kN。

（4）外压蒸汽回管路系统。外压蒸汽回管路系统分为两路，设置冷凝桶，并采用定时排和小孔系统疏水。外压蒸汽回路为：上热板→活络模→下热板→出口管道。在外压蒸汽回管路设置外压压力表2只（左右各1只）。

（5）氮气管路系统。新增氮气管路系统，增加氮气进、进保压（两侧）、出保压、左右隔断等配套气动阀及配套管路。

（6）抽真空系统。抽真空系统改造为进、出同时进行。

（7）更换上蒸锅花盘导向卡环。

（8）外温管路的进汽点与冷凝水排出点要求设计合理，运动部分采用金属软管，采用新工艺、新结构，确保冷凝水便于排放，并设置定时排凝装置，由PLC（可编程控制器）定时控制。

2 改造效果

2.1 投资少

按照改造方案的要求，硫化机主体结构不变，只针对蒸锅及管路系统进行改造，单机投入费用约为15万元，新购单台1 651 mm双模硫化机价格为150 万元，可减少投资费用约135 万元。

2.2 能耗损失低

1 651 mm蒸锅式硫化机蒸锅容积约为4 m3，且需排放；改为热板式后，热板容积与模具模套容积约为0.25 m3，且无需排放，与蒸锅式硫化机相比，热板式硫化机可降低40%的外压蒸汽能耗损失。

2.3 产品质量提高

对蒸锅式硫化机进行热板式改造后，泄漏点减少，产品外观质量有较大提升，产品一次外观合格率由99.0%提升至99.2%。由于采用高温充氮硫化，硫化时间缩短，轮胎胎面过硫现象明显改善，试验结果及市场验证显示，轮胎耐磨性提高。

2.4 硫化效率提高

对蒸锅式硫化机进行热板式改造后，采用高温充氮硫化工艺，硫化时间缩短，硫化效率可提高约20%。

3 效益分析

对B型蒸锅机械式双模硫化机进行热板式改造，用于轮胎高温充氮硫化，投入费用较低，可显著降低蒸汽能耗，提升轮胎产品质量，提高硫化生产效率，且可兼容斜交轮胎、子午线轮胎、实心轮胎的生产应用，适用性广，设备利用率高。与蒸锅式硫化机相比，改造后每台硫化机每年可节约能耗和产品降级损失约10 万元。

4 结语

通过对B型蒸锅式双模硫化机结构分析，采取相对投入较低的改造方案实现热板式改造，改造后可大幅节约能耗，提升产品质量，提高生产效率，经济效益显著。