Page 127 - 《橡塑技术与装备》2024年7期

产品与设计 丁振堂 等·轮胎电加热硫化机研发简介

变这种现状，用其他优质能源取代热能，取消蒸汽锅 套电加热指标，见表 2。
炉，成了硫化系统厂家争相研发的课题重点。我司有 表 2 硫化外温模套电加热指标
雄厚的技术团队做支撑，经过与多所高校院所联合调 技术指标 达标标准
电热效率 预热时间 ：1 h/(10~200)℃
研，最终决定用电能取代蒸汽，改变硫化机的相应结 单模温差 ±2 ℃
构，改变轮胎的相关硫化工艺，设计出原型机后在内
采用电加热技术取代传统的蒸汽加热技术，外温
部轮胎实验基地实验，几经团队综合改进改善，已经
模套电加热要实现的突破点需要解决以下关键技术问
顺利研发成功。
题：
（1）与现有活络模模具的匹配性。
2 项目研发方向、指标、突破点
（2）加热元件的寿命、后期维护措施、电磁干涉
温度是满足轮胎硫化的三大要素之一，给硫化机
与辐射问题。
提供温度的介质都是蒸汽。蒸汽加热过程中的热量损
（3）大功率配电设施匹配。
耗问题、泄露问题、内 / 外温不均匀的问题一直困扰
2.3 内温电加热
着主机厂和终端用户。且在硫化生产过程中，需要对
2.3.1 氮气电加热循环技术
蒸汽加压，形成高温高压蒸汽，而高温蒸汽对管道、
氮气循环电加热泵将电加热的循环氮气输送到中
阀门、密封件等影响较大，设备部需准备大量的备品
心机构。中心机构电热元件继续加热氮气以符合工艺
配件，更换过程处于高温环境下，极其辛苦。对此，
的热能传导到轮胎胎胚。
用电能替代蒸汽给硫化机提供合适的温度，即可减少
2.3.2 中心机构电加热技术
轮胎建厂项目的前期投资，减低设备维保难度，同时
在中心机构环座缸内嵌入一定形式的电热元件，
内外温均匀性控制良好，可以有效提升轮胎制品质量。
直接产生热能，用于取代硫化机热板传统通蒸汽加热
从 3 个方面入手用电能取代蒸汽热能。
的形式，取消蒸汽发生装置、输送管路、动力等附属
2.1 硫化外温热板电加热
结构。硫化内温电加热指标，见表 3。
通过在上、下热板内嵌入一定形式的电热元件，
表 3 硫化内温电加热指标
直接产生热能，用于取代硫化机热板传统通蒸汽加热 技术指标 达标标准
的形式，取消蒸汽发生装置、输送管路、动力等附属 电热效率 胶囊内温 200 ℃，可调控
定型 / 硫化切换温降 满足硫化曲线要求
结构。硫化外温电加热指标，见表 1。 内压、内温 内压 2.8 Pa、内温 200 ℃，可调控
表 1 硫化外温热板电加热指标
采用电加热技术取代传统的蒸汽加热技术，内温
技术指标 达标标准
电热效率 预热时间 ：1 h/(10~200)℃ 电加热要实现的突破点需要解决以下关键技术问题 ：
单热板温差 ±1.5 ℃
上下热板温差 ±1.5 ℃ （1）加热元件功率需求与空间受限的矛盾。
（2）加热元件的位置与加热效率的匹配性。
采用电加热技术取代传统的蒸汽加热技术，外温
（3）改进后环座体积需满足现有硫化机机构要求。
热板电加热要实现的突破点需要解决以下关键技术问
（4）加热元件的寿命、后期维护措施、电磁干涉
题：
与辐射问题。
（1）上、下热板加热温度及均匀性。
（5）大功率配电设施匹配。
（2）加热元件体积与功率匹配的合理性。
（3）加热源的功率、温控系统设置。
3 蒸汽加热与电加热结构的比对，电加
（4）加热元件的寿命、后期维护措施、电磁干涉
热主要部件结构的介绍
与辐射问题。
3.1 取消了锅炉和辅助设备及热工阀组
（5）大功率配电设施匹配设计。
以电加热方式取代蒸汽加热结构，最直接的就是
2.2 硫化外温模套电加热
取消了锅炉和辅助设备以及热工阀组系统。锅炉和辅
通过改进现有模具结构，将模具外包的蒸汽通道
助设备属于外围设备，这里不单独介绍，而热工阀组
层改为环绕型电加热外壳 ：电热管 + 绝缘隔热层 + 不
系统是每台蒸汽热能硫化机的必备，现在可以直接取
锈钢外壳，实现对活络模块的直接加热。硫化外温模

年
2024 第 50 卷 ·71·