橡膠的微波硫化技術簡介

1、橡膠的微波硫化技術簡介中國工業(yè)設備網(wǎng)發(fā)表時間：2006-3-18應用行業(yè)：塑膠一、微波橡膠硫化技術原理及優(yōu)點：1 .橡膠硫化的原理及微波橡膠硫化的優(yōu)點生橡膠受熱變軟，遇冷變硬、發(fā)脆，不易成型，容易磨損，易溶于汽油等有機溶劑，分子內(nèi)具有雙鍵，易起加成反應,容易老化。為改善橡膠制品的性能，生產(chǎn)上要對生橡膠進行一系列加工過程，在一定條件下，使膠料中的生膠與硫化劑發(fā)生化學反應，使其由線型結構的大分子交聯(lián)成為立體網(wǎng)狀結構的大分子，使從而使膠料具備高強度、高彈性、高耐磨、抗腐蝕等等優(yōu)良性能。這個過程稱為橡膠硫化。一般將硫化過程分為四個階段，誘導-預硫-正硫化-過硫。為實現(xiàn)這一反應，必須外加能量使之達到一定

2、的硫化溫度，然后讓橡膠保溫在該硫化溫度范圍內(nèi)完成全部硫化反應。橡膠硫化可以采用各種方法。傳統(tǒng)方法是將膠料采用蒸汽或遠紅外加熱等硫化工藝。但由于加熱溫度是由介質外部向內(nèi)部慢慢地熱傳導，因為橡膠物料是不良導熱材料，對橡膠來說加熱依靠物料表面向里層其傳熱速率是很慢的，大部分時間耗費在讓橡膠達到硫化溫度上。所以加熱時間長、效率低、硫化均勻性不好。尤其舊工藝為消除橡膠粘連而使用硅酸鎂（滑石粉），致使橡膠生產(chǎn)車間中粉塵彌漫，空氣中粉塵含量遠超過國家環(huán)保部門規(guī)定的標準。而且橡膠整體硫化狀態(tài)并不理想，這是因為，常規(guī)熱傳導情況下，被硫化膠料表面升溫與里層的時間不一，出現(xiàn)硫化不均勻的現(xiàn)象。微波加熱與傳統(tǒng)加熱方式完

3、全不同，是將微波能量穿透到被加熱介質內(nèi)部直接進行整體加熱，因此加熱迅速，高效節(jié)能，大大縮短了橡膠硫化時間，使其加熱均勻性更好，硫化質量較高?？梢栽谳^短的時間內(nèi)越過橡膠極易發(fā)生粘連的誘導階段進入預硫階段，革除了舊工藝過程中使用滑石粉的操作，達到環(huán)保要求，該生產(chǎn)工藝可使大多數(shù)生產(chǎn)工序集中在一條生產(chǎn)線上完成，自動化程度高，能耗低，節(jié)省人力，生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)品質量均勻等，大大改善了生產(chǎn)勞動條件。2 .微波橡膠硫化技術的應用現(xiàn)狀：微波橡膠硫化技術自20世紀70年代問世以來得到迅速推廣，特別是橡膠微波連續(xù)硫化生產(chǎn)線在橡膠擠出制品生產(chǎn)中的推廣應用，其發(fā)展之迅速是史無前例的。日本是微波連續(xù)硫化技術發(fā)展較快的國家，

4、至今已累計生產(chǎn)450多條微波連續(xù)硫化生產(chǎn)線，并向世界各國出口100余條。微波硫化技術在國外工業(yè)化國家已成為普遍的生產(chǎn)方式。不僅廣泛用于各種擠壓膠條、膠管的硫化預熱，而且已用于各類輪胎的硫化預熱。我國已從德國、日本、西班牙、英國等國家引進了幾十條微波密封條連續(xù)硫化生產(chǎn)線。但進口的微波硫化生產(chǎn)線也存在很多問題，如價格高、維修成本高，微波箱體設計不合理、微波效率低，控制的自動化程度不夠。隨著國內(nèi)微波能應用技術的發(fā)展，國內(nèi)相繼仿造和改造了多條采用微波硫化橡膠工藝的設備，有些引進設備的廠家與微波能應用廠家合作，開始著手對進口橡膠硫化設備所存在的問題進行改造，使其產(chǎn)品質量和產(chǎn)量有了較大提高。2000年以來

5、隨著多管型微波硫化設備的開發(fā)成功，使得設備成本及維修難度降低，目前橡膠的微波硫化技術已日益走向成熟，設備不斷完善，向著高度自動化、省能源、減少環(huán)境污染方向努力，以滿足廣大用戶不斷提高的需求，有著巨大潛力和廣闊的市場。二、微波橡膠硫化設備及生產(chǎn)工藝：目前微波橡膠硫化最實用的基本工藝流程為：從擠出機擠出的成型品通過輸送帶或輻道傳送，進入微波硫化裝置，在此處橡膠迅速升溫到硫化溫度，然后進入二次硫化的熱風梢，橡膠在熱風梢內(nèi)一定溫度下，保持一定時間，即完成該產(chǎn)品的發(fā)泡及硫化過程。此時如果不用熱風梢，硫化全在微波梢中進行，則太浪費能量，而與熱風梢結合起來，就比較經(jīng)濟。微波橡膠硫化生產(chǎn)線的組成包括擠出機、高

6、溫定型設備、微波硫化設備、熱風硫化設備、冷卻段、牽引機、裁斷機、打孔機等組成。擠出機：用來把橡膠原料擠壓成需要的形狀和結構，擠壓成型的橡膠分為單層橡膠（海綿或實芯膠）、二層復合橡膠（海綿和實芯膠）、三層復合橡膠（鋼芯、海綿和實芯膠）、四層復合橡膠等，對應不同的橡膠種類和規(guī)格所使用擠出機的結構和性能也有所不同。高溫定型設備：主要用來把剛擠壓成型的橡膠采用高溫迅速將其表面硫化定型，防止其變形或與輸送帶粘連而破壞其表面。微波硫化設備：利用微波加熱速度整體加熱到硫化所需要的溫度，這一過程只需要幾十秒到一兩分鐘的時間。熱風硫化設備：使橡膠條保持在硫化所需要的溫度范圍內(nèi)繼續(xù)硫化。冷卻段：用來把橡膠條冷卻到

7、可進行裁斷收集等操作的溫度。牽引機：提供橡膠條前進的動力。以上只是硫化一般橡膠條的基本配置。當硫化帶骨架的橡膠條時，在擠出機的前段還配有鋼芯供給設備，在后段根據(jù)需要有時還配有打孔機、鋼芯成型機等設備；當硫化非條狀連續(xù)式產(chǎn)品時不需要裁斷機。微波加熱設備是整個微波硫化工藝的核心環(huán)節(jié)。微波加熱設備的均勻熱設計顯得特別重要，微波加熱器加熱均勻性設計是橡膠均勻硫化的前提，此外膠料的成分組成比例、色澤深淺和表面的光潔度都會對微波吸收性能產(chǎn)生影響，都需要加以考慮在微波加熱工藝中做適當?shù)膮f(xié)調，以適應工藝的要求。三、微波橡膠硫化生產(chǎn)線實例介紹：現(xiàn)以南京匯研微波系統(tǒng)工程有限公司的HMXJ10盟微波橡膠硫化生產(chǎn)線為

8、例，介紹一下該生產(chǎn)設備。工藝流程如下：擠出機做破破化國熟區(qū)臻化區(qū)熱風航優(yōu)區(qū)葷引機冷卻裝置奉引機該生產(chǎn)線采用國外專用微波磁控管多管饋能技術，電磁均勻性好；在微波功率分配上采用上位觸摸屏控制和可編程控制器（PL。進行全自動控制。采取多種微波抑制技術，防止微波泄漏；運用風道提高熱風效果；整條生產(chǎn)線經(jīng)過相關部門測試性能和技術指標都達到并優(yōu)于和超過了國家最新標準，為我國微波技術在橡膠硫化中的應用開辟了一條新途徑，達到了國內(nèi)先進水平?？筛鶕?jù)用戶要求進行特殊設計。設備主要技術說明：全套生產(chǎn)線由一個控制臺控制，遠程計算機+PLC工業(yè)控制器進行狀態(tài)控制、狀態(tài)顯示。全部采用變頻控制調速，保證每臺設備傳送帶速度一致

9、，亦可單獨控制每一臺設備?？刂葡到y(tǒng)由上位計算機（工控機）和可編程控制器（PL。組成的控制系統(tǒng)對全線生產(chǎn)過程進行控制，人機界面采用觸摸屏控制。其中上位計算機用于建立、修改橡膠制品的硫化工藝參數(shù)，數(shù)據(jù)及參數(shù)可存取?？删幊绦蚩刂破鲗嵤Ω髟O備的工作狀態(tài)控制?？刂婆_包括該系統(tǒng)的操作所有的控制器和狀態(tài)指示器。連鎖狀態(tài)控制盤提供每個微波發(fā)生器、冷卻水流量和檢修門連鎖狀態(tài)的參數(shù)情況。控制盤的指示器提供能量發(fā)生情況、連鎖狀態(tài)以及它在進行和備用狀態(tài)下的性能資料。工控機對微波系統(tǒng)、熱風系統(tǒng)進行全過程控制，全面的數(shù)據(jù)、歷史曲線圖存儲，可調用各種橡膠制品的處理數(shù)據(jù)及參數(shù)，任意設置微波功率及溫度，進行動態(tài)控制，完善的人

10、機畫面。根據(jù)物料溫度控制微波功率大小或控制傳輸速度快慢；當加熱器門動作、物料斷料時自動切斷微波；冷卻水流量變小時報警，一定時間后自動關微波。測溫系統(tǒng)為遠紅外非接觸式，測溫范圍0C500C,智能調節(jié)，自動溫度顯示。紅外溫控儀監(jiān)控被硫化物，防止過硫化。磁控管裝有熱開關保護以防止過熱燒毀，可在130c160c進行10萬次啟動與關停。急停開關安裝在操作盤、進出口處及設備每兩米處一個，以在設備非正常情況下及時關閉系統(tǒng)。設備進出口處裝有微波測能儀器測量電磁泄漏，泄漏超標時發(fā)出警報。腔體外部加載微波抑制器，控制微波漏能。加熱腔有隔熱保溫層，微波腔具有波形攪拌器，以保證均勻加熱。1 .控制臺配有Advante

11、ch（研華）工控機，鍵盤或鼠標操作；2 .性能穩(wěn)定可靠的iFIX組態(tài)軟件；畫面清晰，功能強大。3 .觸摸屏為用戶控制界面，采用日本三菱公司A970系列10”屏；（在觸摸屏內(nèi)設置設備相關控制參數(shù)）4 .PLC采用三菱FX2n系列，同時采用三菱AD>DA轉換模塊多塊，實現(xiàn)設備相關的自動控制功能；5 .采用RS-485通訊方式與多臺變頻器進行1:N的通訊控制；6 .采用PID算法控制三段溫度的熱風；7 .工控機與PLC（三菱）用RS-485進行多點通訊；8 .工控機儲存實時控制信息和曲線，可隨時調用；9 .PLC具用獨立操作和工控機控制操作功能，可以切換;10 .控制系統(tǒng)可對每一個部件進行控制

12、和監(jiān)視，在線檢測設備工作狀態(tài)，如遇突發(fā)事件及時報警；狀態(tài)指示器有：a) .門狀態(tài)：微波設備工作時，門啟動可自動停機;b) .冷卻水流量：用于冷卻的冷卻水流量減少或斷水，自動停機；c) .溫度檢測，顯示：橡膠制品過硫，溫度超高，可自動停機；d) .斷料檢測：橡膠制品缺料，可自動停機；e) .速度檢測等：自動檢測全條生產(chǎn)線輸送帶的速度。f) .微波泄漏測量：設備進出口處裝有在線微波泄漏測量裝置，泄漏超標時發(fā)出警報。11 .每個操作人員具有專用密碼；可以和上一級DCS聯(lián)網(wǎng)12 .進、出口均采用先進的抑止微波能技術設計，控制微波漏能。13 .全新的熱風風道設計，大大降低了風阻，同時提高了效率；設備主要技術參數(shù):播入電源電壓底流）36OK±1O%50Hi三相總輸入視在功率<i5omr微波頻率2450i50NIHE微波輸出功率<10kW連續(xù)可調熱熱輸出功率30W>3KLD控制