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一次法炼胶可行性报告

一次法炼胶可行性报告

随着汽车工业和高速公路的快速发展，对于轮胎新技术的应用和发展提出了很高的要求，为了进一步改进胶料炼胶质量和克服高白炭黑 (尤其胎面胶加大白炭黑的用量是发展趋势，它能降低轮胎的滚动阻力，增强干、湿路面的抓着力，节能、减排降低油耗，增强胶料的抗撕裂性，降低胶料生热，减少肩空等。)含量炼胶硅烷化反应和混炼胶温度高易产生凝胶的技术难题，世界轮胎巨头纷纷不断研究和发展一次法炼胶技术。其中米其林公司成功开发的OMS炼胶，又称“一次法连续炼胶系统”是米其林等公司成功开发的低温混炼系统。
随着一次法连续炼胶新技术进入中国的外资轮胎工厂推广使用，新技术使用对轮胎质量与性能的提高和生产成本的降低起到了决定性的作用。一次法连续炼胶新技术在激烈的市场竞争中，为轮胎企业提供了提高炼胶质量和降低生产成本的技术平台，在保证胶料质量的前提下提高生产效率，并做到节能和环保，成了各大轮胎企业研究与追求的目标。如三角集团上了3套、赛轮1套、三东聚源轮胎厂1套、杭橡2套本月交货、金宇7月交货、红豆1套明年初交货、盛泰和万达也准备上。软控简绍上轮如皋、贵州轮胎、河南好友很快就要上。
一次法炼胶统工艺炼胶优、劣比较如下。
一、炼胶工艺比较：
传统炼胶工艺：采用密炼机多段混炼，这种加工方法目的是实现橡胶分子链的断裂，主要采用高温氧化裂解，机械剪切为辅。
缺点：分子链分布范围较宽，容易生成大量的炭黑凝胶，影响各种配合剂的分散和物理性能。
一次法炼胶工艺：
采用密炼机一段混炼，在开炼机上加硫磺，这种加工方法大大加强了胶料的机械剪切，弱化了高温氧化裂解的作用。
优点：炭黑及配合剂的分散更加均匀，避免炭黑凝胶的产生，提高了胶料的扯断强度、耐磨性和耐疲劳性，减少了粘合胶料的喷霜，提高了粘合胶料的粘性。
一次法炼胶对密炼机的选型与传统的不一样，传统密炼机（如F370/270、GK-400/255）转子一般都是四棱切线型，填充系数0.75。而一次法炼胶密炼机一般选GE320 带有PES3转子，填充系数0.65时的有效容量约208立升与GE590T带有PES5转子串联，填充系数0.36时的有效容量约208立升。
二、胶料性能比较：
序号
对比项目
传统混炼
低温一次法
1
混炼温度
高160-165℃
低140-145℃
2
分子量分布
50-75
57-65
3
炭黑分散性
5.85
6.52
4
炭黑分散性均值σ
0.88
0.33
5
炭黑凝胶含量
46%
44%
6
配合剂均匀性
0.2
0.04
7
胎面耐磨性
-
+10-12%
8
抗拉强度
11.4
12.3（300%）
9
硫磺分散
-
+70%
10

门尼松弛
5.26
3.12
采用低温一次法生产全钢胶料时，由于其设备特点，为了保证硫化剂等的分散效果，必须对硫化剂进行造粒或者加工成母炼胶形式，否则的话就会造成硫化剂分散不均匀或者生产效率降低（即添加硫化剂后需要延长捣胶时间）。例如，目前贵州前进全部外购造粒硫化剂（从现场看均为广东泰信公司的产品），但造粒产品与不造粒产品相比，价格要贵1万元/吨左右，扣除造粒用橡胶的影响，原材料价格也要贵2000元/吨左右。也就是说，一次法低温密炼机混炼一车胎冠胶胶料（其硫黄、促进剂至少需要3kg以上），配方成本会增加6元左右，如其它配方也在一次法低温混炼密炼机上生产，则配方成本增加更多（因为大部分配方的硫黄、促进剂用量比胎冠胶配方多）。以胎冠胶生产为例，一次法混炼每天产量360车，则每天配方成本增加2000多元。所以，如购置一次法低温密炼机，最好同时增加硫化剂造粒设备，以降低轮胎成本。
三、产能比较：
一次法产能简述： 胶料在密炼机内混炼时间以3.5分钟、220公斤/车计算，单日炼胶量为70-80吨终炼胶；按照现行全钢胶料平均段数2.7段计算：一次法单日产能折合为： 终炼胶80吨，母炼胶136吨； 合计：216吨；
现行F270终炼机台产能88吨，F370母炼机台产能140吨；合计：228吨，概括为：一次法工艺的一条生产线单日产能是一条F270终炼，一条F370母炼的总产能的92%。
四、电能消耗比较：
胶料按照传统工艺分析，按照胶料不同，工艺路线如下：胎面胶 ： 1段，2段，加硫粘合胶料：母胶、1段、2段、加硫以胎面胶为例：1、2段在370，加硫在270，370每车胶料330KG，270每车胶料220KG。 1段 3分钟，2段2.5分钟，加硫2.5分钟，则1吨胶料耗时：1段 3*（1000/330）=9分钟2段2.5*（1000/330）=8.25分钟 加硫2.5*（1000/220）=11.4分钟合计：9+8.25+11.4=28.65分钟

采用低温一次法：采用270密炼机，单车胶料220KG，生产1吨胶料为15.9分钟。
机台装机容量：
项目
F270（Kw）
F370（Kw）
低温一次法（Kw）
主电机功率
1250*1
1250*2
1500*1
挤出机
-------
280*1
-------
压片机
-------
280*1
-------
开炼机1
240*3
-----
315*7
开炼机2

90*1
冷却架
30*1
30*1
30*1
风机
30*1
30*1
30*1
除尘器
30*1+151
30*1+15*2
30*1+15*1
传送带
2.2*3
2.2*1
2.2*15
合计
2081
3182
3933
采用传统工艺:
生产一吨胶料耗电量：
9*3182/60+8.25*3182/60+11.4*2081/60=1310KWH
采用低温线：
15.9*3933/60=1042KW
综上：生产1吨终炼胎面胶，电能消耗节约268KWH ，电能节约比率：（1310-1042）/1310=20% 。（这是按装机容量计算）；
实际全年节约电费=80*310*330*20%=94万元/年。（全钢胶料段数多，而整体线都采用变频调速，节约电耗应大于这个数，最高可达25%）。
五、人员配置比较：
采用传统工艺，1台255+1台400每班共需要操作人员10人；
采用低温一次法，1条生产线需要操作人员4人；
每天3班，可节约操作人员6*3=18人；
六、物流比较：
6.1、胶料停放周期
传统炼胶工艺从原材料库到终炼胶产成，至少需要两次停放时间，总计需要至少10小时，加上物流周转和加工时间，理论上至少在12小时。
一次法工艺母炼终炼在一条生产线上完成，没有中间的停放，减少了至少两次的胶料周转运输。理论上30分钟可以完成终炼胶产成品。
概括为：采用低温线可使原材料缩短至少11小时变为胶料成品。
6.2、周转库区
由于低温线没有中间停放，省掉了大量的周转厂房，以及周转用车和人。

厂房面积

宽（m）
长(m)
面积m2
传统炼胶线
58
64
3712
低温一次法线
58
36
2088
节约用地面积40%
二楼可节约1300 m2和大量存胶板。
七、隔离剂用量比较：
一次法炼胶与传统的炼胶，隔离剂用量可节约60%。
八、投资比较：
序号
传统工艺炼胶
单位（万元）
一次法炼胶方案1
单位（万元）
备注
1
370/400上辅机
130
270上辅机
130

270/255上辅机
2
1台370/400密炼机
520
1台270密炼机
350

3
1台270/255密炼机
320
1台660电动调距变频调速开炼机（炼胶出片）
126

4
370/400下辅机450双螺杆挤出机
140
6台660液压调距变频调速开炼机(加硫)
732

5
370/400下辅机710压片机
170
1台660（550）电动调距变频调速开炼机(出片）
68

6
270/255下辅机3台660压片机
270
开炼机配套部分：含开炼机变频柜，控制系统等
（7套）
1148

7
370/400下辅机900胶片冷却
60
温控装置（7套）
50

8
270/255下辅机800胶片冷却
65
所有开炼机胶片自动输送线及控制，　
135　

9

一套小小料自动称量及输送
278
设备安装材料、安装、调试、运保费共114万元　
10

一套胶片冷却装置　
128　
11
小计
1675

3145（2665）
差距1470万元
总之，一次法炼胶新技术，不但可以降低产品制造成本提高生产效率，而且能保证炼胶产品质量的一致性。因此一次法连续炼胶新技术是节能环保型的混炼技术，项目具有十分显著的经济效益和社会效益。但是，采用一次法连续炼胶新技术，前期设备投资要大得多。

2012-4-20