半钢子午线轮胎硫化取消内喷涂工序及配套国产隔离剂的开发应用

2017-07-25王风涛赵启伟

轮胎工业 2017年9期

王风涛，李杨，宋浩，赵启伟，杨璐

（山东丰源轮胎制造股份有限公司，山东枣庄 277300）

目前行业内半钢子午线轮胎硫化均采用内喷涂生产工艺，内喷涂应用于胎坯气密层，利于胎坯与胶囊间润滑、定位、排气及成品轮胎脱模，缺点在于污染环境、占地面积大、成本高、操作不当时会造成批量杂质废品。综合考虑利弊，我公司决定取消半钢子午线轮胎硫化内喷涂工序。为了更进一步保证质量并降低生产成本，我公司联合青岛福诺化工科技有限公司开发了新型隔离剂，以替代进口隔离剂，并且新型隔离剂与水1∶1掺用，以降低运输成本，真正实现节能降耗、技术创新。

1 取消内喷涂工序

通过采用进口胶囊隔离剂，对生产工艺进行优化，对胶囊隔离剂操作进行标准化规范以及工艺调整，在保证质量稳定的前提下逐步取消内喷涂工序。

取消内喷涂工序前的工艺流程为：胎坯→内喷涂→胶囊涂隔离剂→硫化→后充气→运输。

取消内喷涂工序后的生产工艺流程为：胎坯→胶囊涂隔离剂→硫化→后充气→运输。

1.1 工艺规范

1.1.1 隔离剂质量要求

取消内喷涂工序后对隔离剂要求较高，需使用隔离效果好、高润滑的优质隔离剂。隔离剂涂抹至胶囊表面，不仅起到有利于胎坯与胶囊间隔离、排气、定中和脱模的作用，而且涂抹隔离剂后在胶囊表面形成一层保护膜，使胶囊与轮胎间不易氧化及发生化学反应，减缓胶囊的老化，同时便于胶囊的舒展，保证胶囊的使用寿命。

1.1.2 现场工艺优化

（1）确保涂抹隔离剂均匀无遗漏。

（2）连续生产，每班每3～4 h喷涂隔离剂1次，防止胶囊老化和胶囊打褶。

（3）更换新胶囊后，手动膨胀实施定型（3 min左右），胶囊膨胀大小以胎坯大小的100%～150%实施。

（4）涂抹完隔离剂后须手动膨胀胶囊，待胶囊表面隔离剂完全干时方可生产。

（5）使用喷枪喷涂隔离剂，以确保喷涂效果更佳，喷涂均匀。此外，使用喷枪比使用抹布涂抹每个机台每次可节省操作时间2 min。

1.2 效果

取消内喷涂工序前，产品月平均合格率约为99.51%，胶囊平均使用次数约为300.8，产品隔离剂杂质平均返修率约为0.88%。取消内喷涂工序后，产品月平均合格率约为99.64%，比取消内喷涂工序前提高了0.13%，且轮胎外观质量良好，胎里表面无色差、杂物等缺陷；胶囊平均使用次数约为313，比取消内喷涂工序前增加了12.2次，且胶囊使用次数稳定；产品隔离剂杂质平均返修率为0.68%，比取消内喷涂工序前下降了0.2%，喷涂隔离剂杂质得到了很好的控制。

1.3 生产运营成本

取消内喷涂后对企业生产运营、节能降耗有较大改进，虽然进口隔离剂成本有所增加，但总成本下降。以1 000万套项目生产为例：（1）共可节省6台喷涂机及设备运行所需的费用；（2）每年可节省12名工人的薪酬；（3）节省空间，解决胎坯存放难题；（4）对周围环境有较大改善，减少了对胎坯、设备、地面等环境的污染，更绿色环保，有利于企业职业健康管理；（5）提高了生产效率，减少了胎坯的二次流转，胎坯检验合格后可直接拉到硫化机台使用；（6）产品合格率提高，因喷涂液结块、喷涂不均造成的废品和返修品减少；（7）更有利于安全及人员的管理，降低管理成本；（8）精简流程，有利于工业4.0的推进。

2 国产隔离剂开发应用

为了更好地降低隔离剂成本，我公司联合青岛福诺化工科技有限公司共同开发新型国产隔离剂，用于取消内喷涂工序后的生产工艺，同时解决隔离剂杂质问题，通过调整隔离剂配方实现了隔离剂与水1∶1比例掺用，在生产中对工艺进行规范，保证质量的稳定性，从而大幅降低成本。

2.1 性能指标

经多次进行隔离剂配方调整试验，确定国产隔离剂主要性能指标为：外观乳白色至淡黄色液体，特殊物质添加量 1%，固形物质量分数0.25±0.02，pH值 7～9，稳定性无沉淀、结块、分层。

2.2 生产工艺规范

（1）严格控制兑水比例，为保证兑水均匀，搅拌时间不短于1 h。

（2）隔离剂使用频率为：每班喷涂2～3次，新胶囊前50次使用期间每班至少喷涂3次（按班产65条计算）。

（3）隔离剂使用喷枪喷涂。

（4）制作隔离剂垫板（见图1），并严格使用和清洗要求。

图1 隔离剂垫板

（5）制定相关标准化工艺规范要求。

2.3 效果

（1）使用国产隔离剂后，产品平均合格率达到99.66%。可见使用国产隔离剂后未出现异常缺陷废品，平均产品合格率维持在99.60%以上。

（2）使用国产隔离剂后，胶囊月平均使用次数为319，除去模具下机的胶囊平均寿命在360次以上。

（3）使用国产隔离剂后，并对现场工艺进行严格管控，产品隔离剂杂质平均返修率为0.28%。可见，隔离剂杂质返修率明显减小。

2.4 生产运营成本

取消内喷涂工序，使用国产隔离剂替代进口隔离剂后，使用效果相同，成本大幅降低，胶囊使用次数稳定，以1 000万套半钢子午线轮胎规模取消内喷涂工序并使用国产隔离剂为例，平均每年至少节约成本460万资金。其中，国产隔离剂比进口隔离剂便宜22元·kg-1，按每条轮胎使用喷涂液7 g计算，则每年节省喷涂液费用约154万元；取消6台喷涂设备年可节省设备资金约200万元；年可节省12名工人费用约57.6万元；年可节省设备所用的电费约30.89万元。