韓幫闊 ，李建星 ，劉金一 ，楊菲

(1. 大連橡膠塑料機(jī)械有限公司，遼寧 大連 116036 ；2. 山東玲瓏輪胎股份有限公司，山東 招遠(yuǎn) 265406 ；3. 青島群金恒智能裝備科技有限公司，山東 青島 266000)

混煉，是以輪胎為典型代表的橡膠制品生產(chǎn)的源頭工序，也是核心工序。對(duì)比其他工序，混煉有如下特點(diǎn)：

（1）電能消耗大

混煉，是將電能轉(zhuǎn)化成膠料內(nèi)能的過(guò)程，起到剪切、分散和分布等作用。混煉設(shè)備的驅(qū)動(dòng)功率較大，尤其是輪胎廠使用的大規(guī)格密煉機(jī)，所配套主電機(jī)的功率動(dòng)輒 1250 kW 、2500 kW 甚至更大。估算一臺(tái)430 L 密煉機(jī)，一天消耗的電能就可達(dá)3 萬(wàn)kW.h。從實(shí)踐來(lái)看，以輪胎生產(chǎn)制作為例，混煉設(shè)備所消耗的電能往往占到整個(gè)工廠的40% 以上；

（2）廠房造價(jià)高

根據(jù)下落式密煉機(jī)的工作特點(diǎn)，以及發(fā)揮上輔機(jī)的優(yōu)勢(shì)考慮，混煉車間的廠房高度一般都在20 多m，最常見為4 層、24 m 設(shè)計(jì)。對(duì)比后端的其他生產(chǎn)工序，混煉的廠房建設(shè)成本較高；

（3）環(huán)保要求高

典型的橡膠混煉過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生大量的煙氣、粉塵、異味等，需要對(duì)其進(jìn)行充分的收集和處理。

另外，混煉還決定了最終橡膠制品的品質(zhì)、精度以及整個(gè)公司的生產(chǎn)效率和產(chǎn)能。所以，對(duì)混煉生產(chǎn)線進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，對(duì)混煉設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的選型，是很有必要的工作。

自2017年起，筆者主要負(fù)責(zé)公司成套總包項(xiàng)目的規(guī)劃、技術(shù)方案制定和執(zhí)行工作，先后實(shí)施了陜西科隆、廈門正新、中山日豐、中山日豐、來(lái)安亨通、河北萬(wàn)達(dá)等多個(gè)重大橡膠混煉生產(chǎn)線的成套總包項(xiàng)目，對(duì)混煉線生產(chǎn)線的規(guī)劃與選型積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)本文與行業(yè)分享，以期為民族橡膠工業(yè)的進(jìn)步出一份力。

混煉生產(chǎn)線的整體規(guī)劃、設(shè)備的選型，與很多因素有關(guān)系。要因地制宜，才能制定出最優(yōu)化的技術(shù)方案見圖1。

圖1 典型的混煉生產(chǎn)線設(shè)備流程、廠房規(guī)劃圖

1 密煉機(jī)的選定

密煉機(jī)是橡膠混煉生產(chǎn)線的核心設(shè)備，其余設(shè)備以密煉機(jī)為基準(zhǔn)進(jìn)行選型。

1.1 轉(zhuǎn)子形式

自1916年標(biāo)準(zhǔn)意義上的密煉機(jī)誕生至今，其技術(shù)進(jìn)行了多次的升級(jí)和優(yōu)化。但密煉機(jī)的基本理論沒變：兩個(gè)帶有螺旋棱的轉(zhuǎn)子，以相同或者不同的速度進(jìn)行相向旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生對(duì)膠料的剪切、攪拌、折卷和切割等作用。所以，轉(zhuǎn)子是密煉機(jī)的核心零部件，決定了整臺(tái)密煉機(jī)也即是整條混煉生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率、品質(zhì)和能耗等。

從大類來(lái)分，轉(zhuǎn)子分嚙合型和非嚙合型兩種。在這兩個(gè)大的分類下，又細(xì)分了很多種不同類型的轉(zhuǎn)子，以滿足不同工況的需要：

1.1.1 嚙合型轉(zhuǎn)子

圖2 嚙合型轉(zhuǎn)子，綜合了切線型轉(zhuǎn)子（即非嚙合型轉(zhuǎn)子）與開煉機(jī)的特點(diǎn)在一起。設(shè)計(jì)、制作難度大，采購(gòu)成本高，生產(chǎn)效率相對(duì)低（典型意義上講，吃料慢、溫升慢、排料慢）。

圖2 嚙合型轉(zhuǎn)子

目前主流的有PES-3 和PES-5 兩種型式，PES-5 相對(duì)更先進(jìn)，溫度控制能力更好，混煉品質(zhì)和效率更高，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮。

另外，近年來(lái)串聯(lián)密煉機(jī)組深受市場(chǎng)歡迎。串聯(lián)密煉機(jī)機(jī)組主要用于生產(chǎn)白炭黑高填充的配方，亦可用于傳統(tǒng)膠料的減段。因?yàn)橄挛粰C(jī)沒有上頂栓，為了提升吃料能力，現(xiàn)在還出現(xiàn)了PES-6 結(jié)構(gòu)的嚙合型轉(zhuǎn)子。

1.1.2 非嚙合型轉(zhuǎn)子

也就是常說(shuō)的切線型轉(zhuǎn)子，一般以每根轉(zhuǎn)子上的螺旋棱數(shù)量進(jìn)行分類，見圖3。

圖3 典型非嚙合型轉(zhuǎn)子之四棱高效型

（1）兩棱：目前主要應(yīng)用在50 L 等小規(guī)格密煉機(jī)上，生產(chǎn)效率相對(duì)較低。

（2）四棱：有四棱高效（長(zhǎng)棱、短棱的軸向長(zhǎng)度比為4:1）、四棱標(biāo)準(zhǔn)（長(zhǎng)棱、短棱的軸向長(zhǎng)度比為2:1）、同步技術(shù)和ZZ2 多種型式。

（3）六棱：變間隙混煉技術(shù)轉(zhuǎn)子，目前主要應(yīng)用在370 L 等大規(guī)格密煉機(jī)的塑煉、混煉工況。

總體來(lái)說(shuō)，嚙合型轉(zhuǎn)子是質(zhì)量型轉(zhuǎn)子，非嚙合型轉(zhuǎn)子是產(chǎn)量型轉(zhuǎn)子。以前，非輪胎橡膠制品工況，應(yīng)用嚙合型轉(zhuǎn)子比較多。近幾年來(lái)，隨著高檔輪胎配方中的白炭黑填充份數(shù)越來(lái)越高，硅烷化反應(yīng)等需求使得輪胎企業(yè)大量采購(gòu)嚙合型轉(zhuǎn)子密煉機(jī)使用，其中各規(guī)格串聯(lián)密煉機(jī)機(jī)組以及大規(guī)格的320 E 單機(jī)、440 E單機(jī)、580 E 單機(jī)等產(chǎn)品為主流。

從密煉機(jī)的工作特點(diǎn)來(lái)看，在做方案設(shè)計(jì)時(shí)，優(yōu)先考慮切線型轉(zhuǎn)子。當(dāng)切線型轉(zhuǎn)子實(shí)在不能滿足工況要求時(shí)（如白炭黑硅烷化反應(yīng)要求的恒溫、高檔剎車片物料混煉等），才考慮嚙合型轉(zhuǎn)子，以提高設(shè)備生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性。

1.2 容積

密煉機(jī)的容積，決定了單條混煉線的產(chǎn)能（圖4）?？筛鶕?jù)項(xiàng)目的計(jì)劃年產(chǎn)能，綜合330 個(gè)工作日/年、24 h 工作/ 天的給定前提推薦下進(jìn)行計(jì)算。

圖4 密煉機(jī)總?cè)莘e（被封閉的白色區(qū)域）示意

切線型密煉機(jī)打膠快，可按3～4 min/ 車進(jìn)行計(jì)算。嚙合型型密煉機(jī)打膠相對(duì)慢一些（吃料慢，排料慢。剪切力小、冷卻能力強(qiáng)，溫升慢），可按4～5 min/ 車進(jìn)行計(jì)算。

例如，規(guī)劃年產(chǎn)1 萬(wàn)t 的混煉膠項(xiàng)目（只打加炭黑的A 膠，不打加硫磺的B 膠），兼顧設(shè)備的停機(jī)檢修等因素，則應(yīng)該考慮切線型四棱轉(zhuǎn)子的110 L 密煉機(jī)。名義產(chǎn)量計(jì)算：108 L（總?cè)莘e）×0.75（經(jīng)驗(yàn)填充系數(shù)）×1.15（膠料比重）×60/4×24≈33.5 t/ 天。

目前，“ 大橡塑” 已批量生產(chǎn)的密煉機(jī)規(guī)格系列如下:

（1）嚙合型轉(zhuǎn)子密煉機(jī)

90 E、135 E、160 E（全世界首創(chuàng)）、190 E、270 E、320 E、440 E、580 E ；

（2）切線型轉(zhuǎn)子密煉機(jī)

50 L、80 L、110 L、160 L、270 L、330 L、370 L、430 L、650 L ；

（3）串聯(lián)密煉機(jī)組

320 E/580 ET、440 E/800 ET、580 E/1000 E。

1.3 其余配置

1.3.1 上頂栓

液壓式，對(duì)比氣動(dòng)式，具有動(dòng)作快、精度高、壓力高、節(jié)能等突出的優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)效率快，煉膠品質(zhì)高。目前，配置氣動(dòng)上頂栓的新制作密煉機(jī)，基本已徹底消失。80 L 等小規(guī)格密煉機(jī)，標(biāo)配也已經(jīng)是液壓上頂栓結(jié)構(gòu)。

1.3.2 主電機(jī)

優(yōu)先推薦目前最節(jié)能的永磁同步電機(jī)。從目前的數(shù)據(jù)看，在同等煉膠工藝條件下，永磁同步電機(jī)比普通變頻電機(jī)節(jié)能6%～10% 左右（綜合永磁電機(jī)采用水冷，沒有冷卻風(fēng)機(jī)的因素），對(duì)比直流電機(jī)則節(jié)能更明顯。而對(duì)永磁電機(jī)的消磁擔(dān)憂，從目前的技術(shù)來(lái)看是大可放心的，因?yàn)楦邷?、震?dòng)在實(shí)踐中是可以做到避免的；

永磁電機(jī)除了原理性的節(jié)能，還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)是可以做成低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩輸出。像密煉機(jī)的下輔機(jī)開煉機(jī)或者擠出壓片機(jī)，理論上都可以做成永磁電機(jī)直驅(qū)，取消減速器。按照常規(guī)3 級(jí)減速配置考慮，至少可以節(jié)能6% 以上。而且，設(shè)備占地空間、運(yùn)行維護(hù)成本等都有很大的優(yōu)化、提升。而對(duì)于密煉機(jī)來(lái)說(shuō)，綜合考慮各種因素，永磁半直驅(qū)是最好的方案（圖5）。即設(shè)置一級(jí)減速的過(guò)渡減速器，這樣永磁同步電機(jī)尺寸、質(zhì)量和成本都可以得到優(yōu)化，即適合新項(xiàng)目，也適合既有老密煉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)改造。

圖5 密煉機(jī)永磁半直驅(qū)方案圖

1.3.3 水溫控制裝置TCU

理論上說(shuō)，進(jìn)入密煉室、轉(zhuǎn)子、卸料門的冷卻水溫度，是很重要的工藝參數(shù)。所以，為了用好密煉機(jī)，應(yīng)該為其配置水溫控制裝置?？紤]到密煉機(jī)的工藝精度、對(duì)水源的要求及設(shè)備運(yùn)行可靠性等各種因素，推薦電加熱、管式直冷的溫控結(jié)構(gòu)。

1.3.4 轉(zhuǎn)子端面密封裝置

常規(guī)工況，推薦成熟穩(wěn)定的液壓外壓式密封結(jié)構(gòu)。剎車片、醫(yī)藥制品等對(duì)轉(zhuǎn)子密封潤(rùn)滑油進(jìn)入密煉室比較敏感的工況，可以采用內(nèi)壓式密封+ 無(wú)油潤(rùn)滑摩擦副的方案。目前，“ 大橡塑” 已進(jìn)行過(guò)成功應(yīng)用，達(dá)到了預(yù)期目的。

1.3.5 耐磨合金

常規(guī)工況，堆焊?jìng)鹘y(tǒng)的合金也能滿足要求，但是會(huì)產(chǎn)生裂紋（必須控制裂紋寬度≤0.4 mm）。特殊工況下，則需要選擇無(wú)裂紋耐磨合金（圖6）。使用壽命更長(zhǎng)，可靠性更高。但是因?yàn)樗煤覆牡奶厥庑?，成本?huì)有不小幅度的增加。

圖6 堆焊無(wú)裂紋合金的轉(zhuǎn)子實(shí)物

2 上輔機(jī)的選定

密煉機(jī)上輔機(jī)系統(tǒng)主要用于煉膠工序，其功能是使密煉機(jī)混煉所需物料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、稱量、投料等環(huán)節(jié)實(shí)施機(jī)械化和自動(dòng)化。該設(shè)備具有提高密煉機(jī)混煉效率、降低環(huán)境污染、提高混煉膠質(zhì)量，保持煉膠質(zhì)量穩(wěn)定、減輕密煉機(jī)操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度、防錯(cuò)功能等特點(diǎn)。該設(shè)備配置上位機(jī)計(jì)算機(jī)管理軟件，采用WINDOWS 操作系統(tǒng)，畫面為中文顯示，操作簡(jiǎn)便、界面友好，實(shí)現(xiàn)煉膠過(guò)程智能化，并為用戶的全廠信息化管理預(yù)留了遠(yuǎn)程控制和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理接口。

上輔機(jī)的選型由多個(gè)因素決定，前期以客戶需求為出發(fā)點(diǎn)，綜合主要有以下幾點(diǎn)：

2.1 客戶需求

根據(jù)客戶產(chǎn)品類別，分為輪胎和橡膠制品兩大類，制品又分為膠管、膠帶、汽車零部件、電纜電線、密封件、鞋材、混煉膠等，根據(jù)密煉機(jī)和產(chǎn)品特性選擇上輔機(jī)。

2.2 物料特性

粉料特性（形狀、粒度、流動(dòng)性、密度、熔點(diǎn)、爆炸性、積聚性、腐蝕性等）、油料特性（溫度、黏度、密度、熔點(diǎn)、比熱容、腐蝕性等）、膠料特性（密度、硬度、形狀、含水率、黏性等）。

2.3 生產(chǎn)工藝

與具體配方有關(guān)，是配方的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，主要涵括各種原料配比、自動(dòng)稱量與手動(dòng)、多次稱量投料、多種物料攙混、粉膠油的投料順序節(jié)拍等，具體生產(chǎn)工藝和配方一般都是保密的，在書面文件中以代號(hào)表示。

2.4 產(chǎn)能和效率、精度

上輔機(jī)產(chǎn)能以密煉機(jī)煉膠產(chǎn)能為基本依據(jù)，上輔機(jī)供料效率為密煉機(jī)煉膠效率的1.2～2 倍為宜。一車混料膠中粉、膠、油的配比含量即是上輔機(jī)一手料（一個(gè)配料周期）的總量，單位時(shí)間內(nèi)一手料的重量就是上輔機(jī)的效率。根據(jù)配方要求，確定好各原料的稱量范圍（最小稱量值～ 最大稱量值），再者確定配料周期和時(shí)間，配料周期一般包含稱量時(shí)間、投料時(shí)間、運(yùn)輸過(guò)程以及投料、落料等，嚴(yán)格意義上包含設(shè)備臨時(shí)故障、處理和短時(shí)間恢復(fù)等。精度或者誤差是在進(jìn)入密煉機(jī)投料口處實(shí)際測(cè)量與理論設(shè)定對(duì)比而得出的，實(shí)測(cè)精度是物料物理狀態(tài)、稱重傳感器、稱重?cái)?shù)顯儀表、給料裝置、外界環(huán)境條件、管道殘留消耗、磨損等綜合因素決定，并非僅僅是電子秤本身的檢定分度值和儀表分辨率。市面上絕大數(shù)稱重傳感器都是應(yīng)變片式，其誤差值隨著量程增大而逐漸增大，所以上輔機(jī)稱量精度和誤差是以全量程的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示比較合理，例如：0.1%～0.2% F/S。

2.5 功能結(jié)構(gòu)配置

上輔機(jī)核心功能是給密煉機(jī)供料，將混料原料按時(shí)定量的供入密煉機(jī)中。主要配置:日儲(chǔ)倉(cāng)、粉料輸送機(jī)、粉體料斗秤、后加料裝置、儲(chǔ)油罐、液體油料秤、真空抓膠機(jī)械手、切膠機(jī)（膠塊）、膠片導(dǎo)開輸送機(jī)、膠片導(dǎo)開裁切機(jī)、膠料秤、投料皮帶輸送機(jī)、小料校核秤、氣力輸送系統(tǒng)、密煉機(jī)除塵系統(tǒng)等。

2.6 廠房及布局

新建廠房、改造、擴(kuò)建、多層、單層、鋼混、簡(jiǎn)易房等，設(shè)備分為整體一條線布局、單機(jī)臺(tái)布局、重力下落多層布局、平面單層布局等。上輔機(jī)及密煉線的整體布局要與廠房土建設(shè)計(jì)、公用工程相匹配。

2.7 上下游設(shè)備的對(duì)接和聯(lián)動(dòng)

密煉機(jī)對(duì)接（混煉、終煉、一次法等），主要包括投料門的寬度、開度、高度位置，投粉口的尺寸和定位，注油口的尺寸、壓力、注油閥電控柜和位置檢測(cè)等，密煉線外圍零部件、管路、運(yùn)動(dòng)部套等是否與上輔機(jī)干涉等，上輔機(jī)與密煉機(jī)、下輔機(jī)信號(hào)對(duì)接、PLC 通訊、軟件配方管理等。

2.8 環(huán)保

當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求、粉塵排方濃度、車間粉塵濃度、粉塵產(chǎn)生點(diǎn)和吸塵點(diǎn)、粉塵防爆要求、廢氣治理、異味處理、噪音和振動(dòng)、對(duì)周圍環(huán)境影響、擾民等因素。

2.9 其他

不同國(guó)家、地區(qū)的特殊要求，包括法律、法規(guī)、技術(shù)規(guī)范、電壓等級(jí)、進(jìn)入許可、認(rèn)證準(zhǔn)則等。

上輔機(jī)處理的物料對(duì)象是炭黑粉料、液體油料和固體膠料等，根據(jù)不同情況上輔機(jī)方案有多種。以下幾種常規(guī)上輔機(jī)結(jié)構(gòu)形式和創(chuàng)新結(jié)構(gòu)形式：

2.1 0 重力式立體上輔機(jī)

最經(jīng)典、最常見也是技術(shù)最成熟的布局形式。主要依靠物料自身重力下落流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)稱量和投料。結(jié)構(gòu)布局自上而下與密煉機(jī)對(duì)接，一般高度為3～4 個(gè)樓層，以輪胎廠為典型代表。對(duì)廠房要求高，一般270 L 及其以下規(guī)格的密煉機(jī)，廠房高度24 m。270 L 以上規(guī)格的密煉機(jī)，廠房高度26.5 m（消防成本大幅提升），如圖7 所示。

圖7 重力式立體上輔機(jī)方案示意圖

2.1 1 平面式上輔機(jī)

依靠機(jī)械或者氣力（正壓或者負(fù)壓）進(jìn)行物料輸送，實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)稱量和投料?？梢詽M足廠房低、產(chǎn)能不大、下落密煉機(jī)或翻斗捏煉機(jī)的情況。一般高度為1～2 個(gè)樓層，以中小制品廠為典型代表，如圖8所示。

圖8 平面式上輔機(jī)方案示意圖

2.1 2 離線多功能上輔機(jī)

與密煉線分開工作，采用多秤、多桶同時(shí)配料，AGV 小車或者自動(dòng)物流線往復(fù)循環(huán)工作，提前將批量配料準(zhǔn)備好，一套上輔機(jī)可以供料多臺(tái)密煉機(jī)，適用于各種粉體企業(yè)，如圖9 所示。

圖9 離線多功能上輔機(jī)方案示意圖

圖10 全自動(dòng)開煉機(jī)簡(jiǎn)圖

以上，主要介紹的是上輔機(jī)的核心部分，即炭黑等大料的在線稱量和輸送。完整意義上的上輔機(jī)，還應(yīng)包括在線的膠料系統(tǒng)、油料系統(tǒng)、密煉機(jī)投料口的粉塵處理系統(tǒng)、配方管理、電氣控制系統(tǒng)以及離線的小料系統(tǒng)（又有手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)等多種不同的形式）等。

因?yàn)檎嬲绊憦S房布局、上輔機(jī)結(jié)構(gòu)以及成本的，就是大料部分。上輔機(jī)的其它部分，相對(duì)不受廠房土建的限制，各種方案差異不大。所以，其他部分在此不做過(guò)多的闡述。

3 下輔機(jī)的選定

從工作原理看，典型密煉機(jī)下輔機(jī)的主要作用是：

（1）將密煉機(jī)排出的團(tuán)狀膠料轉(zhuǎn)變成片狀。

（2）涂抹隔離劑。

（3）冷卻降溫。

（4）進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充混煉。

通過(guò)以上，可便于膠料的儲(chǔ)存、周轉(zhuǎn)等后續(xù)工作。

3.1 開煉機(jī)、擠出壓片機(jī)

開煉機(jī)或者擠出壓片機(jī)，是最常見的密煉機(jī)下輔機(jī)。

從設(shè)備特點(diǎn)看，無(wú)論開煉機(jī)還是擠出壓片機(jī)都可以完成對(duì)密煉機(jī)所排膠料的形狀改變。開煉機(jī)，是比密煉機(jī)應(yīng)用早了接近100年的典型橡膠機(jī)械。擠出壓片機(jī)，大規(guī)模推廣應(yīng)用的時(shí)間則要晚很多。兩種設(shè)備的主要對(duì)比見表1。

表1 兩種設(shè)備主要對(duì)比表

3.1.1 開煉機(jī)

開煉機(jī)，因操作靈活等優(yōu)勢(shì)被廣泛采用。以前，密煉機(jī)的下方往往配置三臺(tái)開煉機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充混煉、冷卻和下片。目前，主流的配置是2 臺(tái)開煉機(jī)，1#開煉機(jī)接取密煉機(jī)排出的團(tuán)狀膠料，不帶翻料裝置，主電機(jī)定速；2#開煉機(jī)接取1#開煉機(jī)輸送來(lái)的膠片，帶翻料裝置，主電機(jī)變頻調(diào)速，并通過(guò)可調(diào)寬度的切刀下滿足下游工藝需要寬度的膠片。

不過(guò)，上述這種傳統(tǒng)的設(shè)備配置，需要2 名操作工，人力成本和操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度都高，而且質(zhì)量波動(dòng)大。近幾年，從低溫一次法簡(jiǎn)化而來(lái)的全自動(dòng)開煉機(jī)被大量選擇如圖1，全自動(dòng)開煉機(jī)，通過(guò)擺料小車、大循環(huán)皮帶實(shí)現(xiàn)膠料的自動(dòng)翻煉、下料，自動(dòng)化程度高，質(zhì)量均勻。

應(yīng)用全自動(dòng)開煉機(jī)有三種常見的流程選擇：

（1）配置2 臺(tái)開煉機(jī)

1#開煉機(jī)為全自動(dòng)開煉機(jī)，2#開煉機(jī)為常規(guī)開煉機(jī)，不過(guò)在2#開煉機(jī)的上方設(shè)置料槽。1#開煉機(jī)全自動(dòng)生產(chǎn)，不用人工干預(yù)，包括自動(dòng)下片給2#開煉機(jī)。第一車膠料生產(chǎn)時(shí)，2#開煉機(jī)下片需要人工輔助下，連續(xù)生產(chǎn)后，兩臺(tái)開煉機(jī)均不需要人工操作。該流程，適合母煉和終煉膠的生產(chǎn)；

（2）配置3 臺(tái)開煉機(jī)

1#開煉機(jī)、2#開煉機(jī)均為全自動(dòng)開煉機(jī)，3#開煉機(jī)為常規(guī)開煉機(jī)，在3# 開煉機(jī)的上方設(shè)置料槽。相關(guān)生產(chǎn)動(dòng)作，與配置2 臺(tái)開煉機(jī)的一樣。該流程，既適合傳統(tǒng)母煉和終煉膠的生產(chǎn)，也可以在個(gè)別工藝條件下實(shí)現(xiàn)一步混煉。1#開煉機(jī)降溫后，往2#開煉機(jī)送片時(shí)補(bǔ)充硫磺母膠，在2#全自動(dòng)開煉機(jī)上進(jìn)行硫磺的分布混煉；

（3）配置4 臺(tái)開煉機(jī)

1#開煉機(jī)、2#開煉機(jī)、3#開煉機(jī)均為全自動(dòng)開煉機(jī)，4#開煉機(jī)為常規(guī)開煉機(jī)，在4#開煉機(jī)的上方設(shè)置料槽。相關(guān)生產(chǎn)動(dòng)作，與配置2 臺(tái)、3 條開煉機(jī)的一樣。該流程，主要用于一步混煉。

需要注意的是，全自動(dòng)開煉機(jī)配置的流程，密煉機(jī)下方的排料斗要帶氣缸驅(qū)動(dòng)的門，萬(wàn)一開煉機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以將密煉機(jī)排出的膠料進(jìn)行緩存。

目前，“ 大橡塑” 生產(chǎn)的開煉機(jī)主要有如下規(guī)格：

Φ360×800（900）（14"）、Φ400×1000（16"）、Φ450×1200（18"）、Φ480×Φ610×800（ 精煉機(jī)）、Φ550×1500（22"）、Φ560×Φ510×1500（1530）、Φ560×Φ510×800（ 破膠機(jī)）、Φ610×2000（24"）、Φ660×2130（26"）、Φ710×2200（28"）、Φ760×2340（30"）、Φ810×2540（32"）。

3.1.2 擠出壓片機(jī)

雖然沒有開煉機(jī)良好的補(bǔ)充混煉和冷卻能力，但是擠出壓片機(jī)因?yàn)槠渥詣?dòng)化程度高、均一性好等優(yōu)點(diǎn)，也被輪胎廠等企業(yè)大量采用。

傳統(tǒng)的輪胎膠料生產(chǎn)，母煉流程是密煉機(jī)- 擠出壓片機(jī)- 膠冷，終煉流程是密煉機(jī)- 開煉機(jī)- 開煉機(jī)- 膠冷。從近幾年國(guó)內(nèi)外新建輪胎項(xiàng)目看，終煉流程的主流配置是：密煉機(jī)- 擠出壓片機(jī)- 開煉機(jī)- 膠冷。2014年，廣州萬(wàn)力實(shí)施過(guò)“ 將8#GK270 下輔機(jī)原Φ660 開煉機(jī)1 更換為雙螺桿擠出壓片機(jī)的改造”，其結(jié)論是“ 終煉密煉機(jī)下輔機(jī)采用雙螺桿擠出壓片機(jī)后相對(duì)于采用開煉機(jī)，硫磺分散效果得到大幅提升，提高了膠料混煉質(zhì)量；同時(shí)也提高了全線自動(dòng)化水平，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度；另外，封閉式雙螺桿擠出壓片機(jī)杜絕了散膠浪費(fèi)，也更有利于現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生和定置管理”。另外，日系的輪胎制造廠，密煉車間是沒有開煉機(jī)的，無(wú)論母煉還是終煉，均是使用擠出壓片機(jī)。

當(dāng)然，設(shè)備最終是要為工藝服務(wù)的。設(shè)備流程的選擇，也依賴于工藝條件。

目前，“ 大橡塑” 生產(chǎn)的雙螺桿擠出壓片機(jī)主要有如下規(guī)格：

（1）XJY-SZ 602×250，配套160 L 或者190 E密煉機(jī)使用；

（2）XJY-SZ 743×330，配套270 L 或者320 E密煉機(jī)使用；

（3）XJY-SZ 936×416，配套430 L 或者580 E密煉機(jī)使用，也可配套320E ；

（4）XJY-SZ 1093×486，配套650 L 密煉機(jī)使用。

3.2 在線濾膠

對(duì)于橡膠原材料純度不高或者對(duì)膠料要求比較嚴(yán)格的工況，會(huì)選擇在密煉機(jī)的下輔機(jī)里進(jìn)行在線濾膠。

目前，濾膠機(jī)主要分螺桿式和泵式機(jī)頭兩種。正常情況下，加硫磺后的膠料在線過(guò)濾需要使用泵式機(jī)頭結(jié)構(gòu)。市場(chǎng)常見有德國(guó)UTH 或者西班牙KCM 的泵式機(jī)頭濾膠機(jī)和螺桿式濾膠機(jī)。

“ 大橡塑” 研發(fā)制作的國(guó)內(nèi)最大規(guī)格350 濾膠機(jī)（螺桿式），產(chǎn)量可達(dá)到3～4 t/h，可適合配套270 L 密煉機(jī)，亦可兩臺(tái)并聯(lián)配套430 L 密煉機(jī)使用。

根據(jù)輸入膠料的特性和形狀，濾膠機(jī)有三種常見的結(jié)構(gòu)：

（1）傳統(tǒng)式，帶旁壓輥，適合喂入片狀膠料。

（2）雙挽式，也叫雙轉(zhuǎn)子式，主螺桿上方設(shè)置有兩根轉(zhuǎn)子，適合團(tuán)狀膠料。

（3）雙錐喂料式，適合上述兩種結(jié)構(gòu)濾膠機(jī)不好喂入的膠料。

濾膠機(jī)最常見安裝在2 臺(tái)開煉機(jī)之間，亦可在密煉機(jī)平臺(tái)下直接接取密煉機(jī)排出的團(tuán)狀膠料，替代開煉機(jī)、擠出壓片機(jī)使用（此應(yīng)用有局限性，一定要充分評(píng)估工藝特點(diǎn)）。

濾膠機(jī)出片，常見為粉條狀、麻花狀，亦可在機(jī)頭設(shè)置切刀和展開裝置，以片狀的形式出片，直接進(jìn)膠冷，省去1 臺(tái)開煉機(jī)。

3.3 膠冷

膠冷是混煉生產(chǎn)線的收官設(shè)備，主要考核指標(biāo)是出片溫度滿足“ 室溫+5 ℃” 的要求，防止疊放好的膠料發(fā)生焦燒等問(wèn)題。

膠冷主要分掛桿式和網(wǎng)帶層鋪式兩種結(jié)構(gòu)，掛桿式為最常見，網(wǎng)帶式適合薄膠片以及多條窄膠片同時(shí)冷卻的情況。膠冷又有落地式和架空式可供選擇，標(biāo)準(zhǔn)廠房情況下，推薦架空式，下方可以通行叉車等，不影響物流。

資金允許的話，膠冷推薦采用自動(dòng)收片裝置，自動(dòng)稱量、裁斷、碼齊，配上三工位的膠盤裝置，一個(gè)操作工就可以同時(shí)看幾條生產(chǎn)線，大大降低人力成本。

4 其他

除了前文所述的生產(chǎn)設(shè)備，橡膠混煉生產(chǎn)線還需要輔助的環(huán)保處理裝置、水電風(fēng)等動(dòng)力的供應(yīng)。設(shè)備制作商可以與業(yè)主、設(shè)計(jì)院一起商討確定實(shí)施方案。

4.1 冷卻水

除了濾膠機(jī)等可能會(huì)有冰水的特殊需要外，混煉生產(chǎn)線的冷卻水溫度25° 左右可以。另外，最好是將冷卻水進(jìn)行軟化處理，以防止結(jié)垢影響傳熱效率；

4.2 電源

目前，800 kW 以下的小規(guī)格密煉機(jī)的主電機(jī)都可以使用AC380 的電源。功率大的，需要AC10 kV或6 kV 的高壓電。需要注意的是，高壓變頻器的尺寸很大（一組的長(zhǎng)度在8 m 左右），配電室的空間要規(guī)劃夠；

4.3 壓縮空氣

主要是上輔機(jī)消耗量大，密煉機(jī)及下輔機(jī)消耗量比較少，其量相對(duì)上輔機(jī)來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)。

4.4 蒸汽

用戶單位有蒸汽資源的話，上輔機(jī)部分的油料加熱可以使用。正常情況下，都采用電加熱，不用額外準(zhǔn)備蒸汽。

5 結(jié)語(yǔ)

混煉，是橡膠制品生產(chǎn)重要的工段。以滿足工藝需要為前提，對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的選型，是很有意義的。

近些年來(lái)，密煉機(jī)、上輔機(jī)、開煉機(jī)、擠出壓片機(jī)和膠冷等傳統(tǒng)混煉設(shè)備，都有明顯的技術(shù)提升和進(jìn)步，整條生產(chǎn)線的規(guī)劃可供選擇也比較多。因地制宜，統(tǒng)籌兼顧，是可以規(guī)劃出最佳的方案的。尤其是對(duì)翻斗生產(chǎn)線進(jìn)行升級(jí)改造，因在用的廠房往往都比較矮，需要新的布局方案才能滿足要求。但是無(wú)論是挖地坑式、水泥墩式還是標(biāo)準(zhǔn)的一層半式，都有很多成功實(shí)施的案例。

“ 大橡塑” 近年來(lái)已成功實(shí)施了多個(gè)重大成套總包項(xiàng)目，本文與行業(yè)分享，以期共同促進(jìn)民族橡膠工業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。