杭州朝阳橡胶有限公司 浙江杭州 310000
摘要：橡胶工业在节省能源和减少排放方面具有巨大潜力，橡胶机械的技术创新至关重要。科学技术创新领域密炼机的不断发展为利用橡胶混合工艺的节能减排潜力创造了条件。笔者所在橡胶有限公司为实现低碳发展，坚持技术创新，注重空间效率、一体化效率和规模效益，推出大型精炼机，紧跟低温胶新技术，开发新型精炼机得到了一次粘结剂搅拌设备的研发成果、叠加熔炼机组的研发成果、新型转子等熔炼机组组成部分。
关键词：密炼机；节能减排；技术创新；工艺；
前言
轮胎生产消耗了大量能源。一家每年生产6万吨粗橡胶的公司消耗1.3亿千瓦小时的电力，其中约三分之一用于生产橡胶，主要是用于制革机。因此，橡胶共混机理的研究和工艺条件的优化与机器的节能相关。
一、密炼机在橡胶混炼中的应用概述
在精炼单元中，由于机械力和压力复杂，粗橡胶和其他调整材料在转子、精炼单元室壁、压载物和出口门形成的空间中被剪切变形，温度相应升高。经过一段时间的混合后，粗胶的大型分子链在机械剪切作用下断裂，分子量相对减少，塑性增强，最终达到了零件加工过程所需的粘度范围。熔化过程可被视为与橡胶胶（与空气作用）的机械相互作用过程，机械力在运动过程中扭曲生胶、挤压和摩擦以及高分子材料切割产生的热量是能量输入和吸收过程。橡胶混合物上的机械作用是消耗电能和传递转矩的作用。混合过程中能量转换和吸收效率越高，转矩转移过程中能量损失越小。因此，机组节能思想可归纳如下：跟踪高分子材料的加工特点，优化工艺条件和混合设备结构，提高混合过程中的能量转换和吸收效率；最大限度地减少机械传动损失。
二、大型密炼机系统的优点
高度自动化。目前，大型密炼机都相应实现了自动称重、自动加注、自动混合控制、自动脱胶、自动脱胶、自动除尘和返料等功能。技术人员确定了各种胶料的技术参数和生产工艺参数后，整个生产工艺由计算机完全控制，消除了人工操作对称重、搅拌工艺和搅拌质量的影响，操作人员的劳动强度相当大混合过程控制多样性。混合过程通常由时间、温度、能量和瞬时功率以及一个、两个或三个参数控制。每个工厂都可以根据设备条件采用多种控制方法，确定适当的技术参数，并不断提高橡胶质量。采用瞬时功率控制方法，根据瞬时功率曲线，实时掌握共混橡胶的混合情况和密炼机装置其他控制参数的变化，确定更好的电源输出点，便于优化混合过程，进一步提高质量生产性工人的数量减少了。随着自动化和持续的生产以及生产能力的提高，生产性工人的数量和劳动力成本可以大大减少。改善生产环境。由于大型密炼机系统中的炭黑使用自动减压和进料，一些制造商甚至使用自动空运以及自动称重和进料，从而大大减少了手动制备炭黑、添加炭黑和包装炭黑对环境造成的污染大型密炼机厂的密封能力得到了显着提高，混合过程中的粉尘泄漏减少了，并建立了自动除尘和返回系统，从而减少了混合过程中的环境污染。
三、推进节能减排，密炼机在科技创新中不断发展
1.推进落实低碳承诺必须坚持技术理念创新
节能环保是建设资源节约型环保社会，确保中国工业化和可持续发展的基本国策。因此，我们的技术和概念创新还必须考虑到基于全球低碳需求的一体化带来的好处。一系列配备高压交流变频机组的密炼机厂的开发工作现已完成。小功率交流变频驱动技术得到广泛应用，其节能、安全性、简便性和易维护性等优点受到业界好评。伴随着橡胶搅拌技术、主电机制造技术和驱动技术的发展，大型密炼机装置的主电机经历了单高压（或带有减速器）、双速电机和直流电机电压调节速度的变化。试验表明，在相同的混合质量条件下，无级调速直流精制机的生产效率比单速精制机高20％以上，节能近8％。
2.低温炼胶新工艺催生新型炼胶装备
（1）一次炼胶法装备的配套研发
橡胶混炼的主要方法已逐渐成为国内外橡胶混炼过程中的气候。
它使用带有几个开放式混合机的内部混合机，一个自动进料系统和一条传送带来形成橡胶混合生产线，以一次性完成橡胶的塑化，混合和最终混合。除了内部混合机，自动上料系统和特殊的支撑输送带外，主要的橡胶混合方法和设备的核心是可满足工艺要求的自动控制系统和高性能研磨机。这是平面铣刀应用领域的一次革命。在新轧机及配套辅助设备的配合下，采用了新的工艺流程和辅料加料方式，实现了自动开胶和低温胶的混合，并实现了对温度的完全控制。将传统的间歇式多级橡胶混合料转化为单一的连续橡胶混合料，周期短，效率高；低温橡胶共混物，质地均匀，质量好；省力，省人工，自动化程度高，显着节能环保。
（2）叠加式（串联式）密炼机
堆叠式（串联）内部混合器也诞生于实现高效的低温橡胶混合，并已得到国内外轮胎工厂的认可。它由两个内部混音器组成，这些混音器具有重叠的组合，匹配功能和一套智能计算机控制系统。放置在上层平台上的上层计算机是一个完整的内部混音器。通过液压螺栓对添加的橡胶，炭黑和各种辅助材料进行压力混合，这些材料可以通过时间控制或温度控制获得。达到预期的混合度后，打开卸料门，然后将物料通过接收管直接排放到下一级的下部机器中。在下部计算器中，可以通过调节转子速度和控制冷却温度在低温下连续混合物料，从而获得性能稳定的高性能橡胶混合物。
3.高效节能的新技术汇集出密炼机低碳精品
（1）新型节能无导向杆式液压压料装置
传统的密炼机压料装置的上顶栓的上下运行采用气动结构，工作介质为压缩空气。由于需要产生具有一定能量的压缩空气，轮胎厂要根据该密炼机压缩空气的耗量及压力配备空气压缩机、干燥机、冷却器及气罐等一系列气源设备。仅一台270L密炼机每小时就需要消耗0.6～0.8MPa的压缩空气160～200m³。橡胶厂的空压站供应多台用气设备，压力的波动在所难免，直接影响了炼胶质量。且空压站建设成本和运行成本均很高，成为橡胶厂耗能重点之一。
（2）新型水温控制系统的研制
在塑炼过程中温度过高将会导致橡胶分子的分解和焦烧；在混炼过程中温度过高将会导致胶料的早期硫化，因此炼胶过程中对温度的控制至关重要。传统的密炼机只是一味强调冷却，采取直接将冷却水通到各冷却通道，带走炼胶过程中的热量，耗水耗能。现代炼胶工艺则要求按胶料质量需求匹配适宜的炼胶温度，既满足了炼胶质量要求，又达到了提高炼胶效率和热能循环再利用的目的。研制的新型水温控制系统具有高的控制精度及自动化程度。这种全封闭式温控系统，采用软化水全封闭循环，运用PID技术实现精准的水温自控，控制精度可达±1℃。
结束语
综上所述，混合橡胶是进入和吸收能量的过程。注意聚合物的加工特性，并根据不同的配方优化加工工艺。提高内部混合器的热交换能力并提供稳定可靠的变速传动和控制系统是实现有效混合的前提。提高内部混频器的设计和制造精度以及传输效率将有助于减少无功功率损耗。
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