充氮硫化新工艺简介
% u) t" i3 y4 m7 j21世纪，要问中国发展迅速最快——当属汽车行业，随着汽车行业的发展，带动轮胎行业在迅猛的发展，全国各地都纷纷兴建轮胎厂和轮胎生产基地，市场竞争也愈演愈激烈。同时轮胎也由原来的斜胶尼龙胎向全钢丝子午胎方向发展。如何在如此激烈的竞争中占据一席之地，公司认为关键在轮胎的技术、轮胎的质量和轮胎的价格三方面。
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21世纪，要问中国发展迅速最快——当属汽车行业，随着汽车行业的发展，带动轮胎行业在迅猛的发展，全国各地都纷纷兴建轮胎厂和轮胎生产基地，市场竞争也愈演愈激烈。同时轮胎也由原来的斜胶尼龙胎向全钢丝子午胎方向发展。如何在如此激烈的竞争中占据一席之地，公司认为关键在轮胎的技术、轮胎的质量和轮胎的价格三方面。9 {* g, o4 t6 q; H+ _! s
轮胎的竞争主要表现为轮胎技术竞争和轮胎价格竞争方面，只有这两方面进行有效的控制，才能在竞争市场上占据优势。本公司——双钱载重轮胎公司是一个国内专业从事全钢丝载重子午胎生产的上市公司，公司的年产轮胎能力达到250万套，产品多达10系列350多种规格，是目前国内最大的生产全钢丝载重子午胎基地，轮胎出口美国、澳大利亚、东南亚等几十个国家和地区。
# [. D4 [; n/ f在国内轮胎硫化工艺中使用比较成熟和广泛的工艺为过热水硫化，而且国内绝大多数轮胎厂的轮胎硫化采用该硫化工艺，只有少数几家技术比较先进的轮胎合资公司采用充氮硫化，而且采用此类充氮硫化工艺的公司（如米其林回力公司、华南轮胎厂、韩泰轮胎厂等）均采用液氮硫化。过热水硫化即轮胎硫化过程中，轮胎的定型（即中心定位）使用低压蒸汽，轮胎的正硫化过程中，胶囊内充的介质为170℃以上高压热力除氧水，外温采用低压蒸汽，通过高温将天然橡胶链状的分子结构改变成网状结构，同时将一层层带束层紧密贴合起来，并在胎面形成花纹。充氮硫化即轮胎硫化过程中，轮胎的定型（即中心定位）使用低压（0.4—0.5MPa）的氮气，轮胎的正硫化过程中，胶囊内充的介质为高压蒸汽和高压（2.5 MPa以上）氮气的混合气体，外温采用低压蒸汽，通过高温将天然橡胶链状的分子结构改变成网状结构，同时将一层层带束层紧密贴合起来，并在胎面形成花纹。而液氮硫化也是氮气硫化的一种，只不过硫化中的氮气气源为液体氮气直接释放减压气化升华取得，轮胎生产厂家只要直接向液氮的生产厂家购买获得。它具有纯度高的优点，但是它也具有安全性差、不稳定、工艺难控制、费用昂贵等的缺点。) V/ e7 k- Q3 I, R, K
在充分考虑到液氮硫化的优点和缺点后，2003年双钱载重轮胎公司和温州瑞气空分设备有限公司共同开发研制了轮胎硫化的全新充氮装置和工艺。双钱载重轮胎公司在2003年新增30万套项目建设中果断采用该全新的充氮硫化技术——压缩空气分离（氧气—氮气分离）、净化制取高纯度（氮气纯度为99.9995%，500Nm3/h）的氮气，而放弃传统使用污染比较严重的过热水硫化工艺。第一套硫化充氮系统于2003年3月15日在双钱载重轮胎公司投入运行。经过一年多的使用，成品轮胎的质量有了很大提高，而且经济效益明显。公司在2004年新增60万套项目，再次和温州瑞气空分设备有限公司合作，购置了一套BGPN295-770的变压吸附制氮装置，用于轮胎的硫化，通过将近一年的使用，系统相当稳定，维修率低。, q& B! m, z+ _" s8 p! m* _% n
双钱载重轮胎公司是国内首家采用气体制取氮，并将制得的氮气经过增压后，应用于轮胎的硫化工艺，改变了以往过热水硫化的工艺，同时业改变了国内少数企业和国外企业采用液氮硫化工艺。填补了国内该技术的空白。同时也弥补了因液氮硫化工艺成本高、安全性差、泄漏多的不足。6 l* M/ S! y" R4 H
充氮硫化存在以下几方面的优点：4 z7 r: E$ I j5 T
1、使用充氮硫化，硫化工艺简化，改变了传统使用过热水硫化系统庞大、复杂，设备占用空间大的缺点，大大节约系统占用空间。
% k2 S* @+ [; J9 B2、使用充氮硫化，解决了以往蒸汽和过热水的压力温度难调节的工矿（主要是不稳定，压力随温度有变化），使得硫化的工艺稳定，明显降低了轮胎硫化中缺胶、脱层、气泡的现象。
- g9 N5 }, o6 B8 Z. H3、从氮气的分子式结构来看，氮气的性能比较稳定，隔热性能及佳，大大改善了原来使用过热水硫化热损失严重的现象，节约了能源。7 b* O8 W0 y9 M% H& |9 D$ J' Z
4、高纯度的氮气，气体的纯度达到无氧含量（氮气纯度<10ppm），消除了硫化胶囊早期硫化的现象，胶囊的平均寿命有原来的258次，增加到平均寿命286次，胶囊平均寿命提高了10%。! h; X& P1 @ L9 x
5、使用充氮硫化，取消原来使用过热水硫化工艺，取消原来要加热过热水使用的大量蒸汽，缓解了对蒸汽用量，减少为满足工艺所必需的公用工程的投资，节省了费用。! _' H# g# I4 G# v- o4 w
6、使用氮气硫化，降低了水、电的消耗，同时，因为没有过热水，消除了跑、冒、滴、漏的现象，达到环保运行的要求，使得厂区比较清洁，达到环保要求。# ^7 D2 C( v! ~+ F5 w- ]% c
以上是氮气硫化的优点，我们采用该硫化工艺，明显感觉到了氮气硫化工艺的先进性。而采用该工艺必要的前提要有高纯度的氮气，本公司采用了温州瑞气空分设备有限公司设计、制造的两套变压吸附制氮装置。从改系统一年多来的使用情况来看，其设备具有以下的优点：
3 d3 {. z& }; ?" q) s# q1、工艺简单：整个制氮系统的系统工艺非常简单，制氮所需的气源有空压站集中供压缩空气，无需独立的空压机提供气源，气源能保障，确保系统的稳定。
9 T( R: P' J9 j& s' b1 V8 n% V2、气体纯度高：通过冷冻干燥、压缩空气预处理和PSA技术变压吸附等步骤，就能制的高纯度的氮气（氧含量<10ppm ），满足用户的要求。) K" B* y; V! ~: f' W
3、满足不同工艺需要：可靠的增压设备，将氮气压力增到3.3MPa，满足不同工艺用气压力的要求，达到用户的需求。
4 \- v: `) |- f. }4 v4、先进的PLC控制技术：系统采用西门子PLC可编程序控制器自动控制，控制精度高，并完全实现自动化操作。6 G4 ^+ E; K/ a
5、设备可靠：氮气纯度、流量在线监测；产生不合格的氮气（低于设计要求<10ppm）自动排空；系统产生不合格氮气同时有声光报警。长时间产生不合格氮气，系统自动停机。8 C/ s$ C0 Y1 ^# O
6、设备安装方便：公司将制氮系统分成几个部件，设备到场后只要将模块拼接起来既可投入调试，设备结构紧凑，节约了设备的空间。
% d a3 l- J" R" z7、先进的配置：系统的核心部分吸附剂全部采用日本进口的岩谷分子筛；程控阀门采用具有国家专利的瑞气程控阀门；可编程序控制器采用德国SIEMENS，保证设备可靠；电磁阀采用德国FESTON；压力传感器采用德国HONEYWELL；微氧仪采用上海英盛（合资单位）；流量计采用承德克罗尼流量计（合资单位）。良好的配置保证设备性能的优良。
% d6 P: c$ o; a$ \% n0 [0 R8、人机界面：可视的人机界面，能显示系统的各种参数，同时也可根据用户的需求，可以进行相关的参数调整。: n" S, U0 H' ]! l/ Q
9、低维修率：设备稳定，确保了设备的低维修率。无需更换大部件，每年一次的设备保养，只要添加少量分子筛和更换管道过滤器等少量工作，即可保证设备全年的运行。( B* V$ k w N# v7 Z) b
10、全面的系统培训：瑞气公司对每套系统，组织专业培训人员为用户单位进行系统的培训，让用户知道如何使用设备、用好设备，以及进行故障处理、维修和日常维护。' E5 t" E& K: \* O) s
11、良好的售后服务：瑞气公司能在48小时内响应用户的要求，并协助客户解决系统上的相关技术问题，并经常性的进行设备回访，真的做到了让用户放心。; g6 C8 w) w& h
以上几点优点是本公司使用瑞气公司产品以来，认为该公司产品所具有的良好品质。使用瑞气公司的产品，真正做到了让用户放心和满意。3 A' i7 r) Q% R4 {- n4 _6 B' G+ H
在使用充氮硫化方面，轮胎的生产成本也有明显的降低。主要表现在以下几方面：
5 G! R7 t* }, S( I$ H1、先表现硫化使用的蒸汽：2002年（未使用氮气硫化前）平均每条轮胎硫化使用蒸汽0.145吨/条左右，2003年（使用氮气硫化）平均每条轮胎硫化使用蒸汽0.109吨/条左右，每条降低使用蒸汽36公斤，节省比率为33%。预计每年可节成本为0.036（吨/条）×2500000（条/年）×85（元/吨）÷10000=765万元/年7 ]2 z) _+ q; \, }- y0 b
2、其次表现在氮气的生产成本上：制氮设备的总装机容量小于30Kw,再加上增压机装机容量55Kw，加上空压站集中供压缩空气，通过计算每立方0.45元/M3，液氮（释放，折合成标准状况下的气体）1.5元/M3，这样要比购置液氮便宜230%。按硫化每条轮胎需要6 M3氮气计算，每年的使用成本为0.45（元/M3）×2500000（条/年）×6（M3）÷10000=675万元
# D$ L; l' _0 M3、还表现在消除过热水的使用上：虽然过热水是循环利用，但是冷却塔的2%漂水，要经常补充软化水；再加上过热水要每周添加杀菌剂、除垢剂等。使用了氮气硫化，此方面的费用可节省了，基本每年节省费用在25万元左右。$ E$ U/ Z( _( k( x# H' d- e
4、还表现设备的维修费用方面：传统工艺硫化维修表现在水泵、电气方面，维修保养劳动强度大，费用高，每年的费用在8-10万元左右；而氮气硫化维修保养费用在5-6万元左右。/ n6 N& n# r3 F. B c% y0 c) J
5、更主要的表现在轮胎产品的质量方面：使用氮气硫化，轮胎的性能指标如：在里程数、耐久性、均匀性、压穿能力试验中，都高于传统过热水硫化的性能指标。在这方面的经济价值是无法估算的。
Y5 L0 Z8 c; g1 x; Y& F+ J. j从以上的成本分析，使用氮气硫化每年可以节约成本118万元左右，制氮设备购置费用基本2年可以收回全部的投资。* N% X. V% m3 c7 c. \6 J
使用氮气硫化，从轮胎硫化后产品的质量和轮胎硫化的成本，都明显优于传统的过热水硫化的工艺，所以该工艺在双钱载重轮胎公司轮胎硫化过程中不断的被推广，在上海轮胎（集团）股份有限公司如皋公司再次订购了一套瑞气公司的BGPN49-500的制氮装置，以满足本公司发展的需要。公司也非常感谢瑞气公司能为我公司提供如此高性能的产品。
氮气硫化.doc
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本贴已被 作者 于 2008年03月13日 14时39分10秒 编辑过 | 
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发表于 2008-3-13 22:05:10
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