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轮胎循环利用装备亟需提升 |
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| http://cn.newmaker.com
2/15/2009 6:20:00 PM
中国轮胎翻修与循环利用协会副会长 程源
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按规划，2010年我国汽车产量将达1000万辆，保有量为6200万，相应的轮胎产量为5亿条，其中钢丝胎体的载重子午胎（可多次翻新的）就有4800多万条。届时，我国的翻胎规划产量仅为1500万条（现产量为1000万条/年，翻新率严重不足），翻胎发展，远远赶不上新胎，主要受翻胎机械的制约。
现实与差距
我国的翻胎产量，从2002年才开始增长并提速，年增产能200万条，同期，新胎产量还减去出口年增2000万条，相差10倍之多。为什么？国产胎体可翻性差，翻胎胎源不足，产能仅用到15%，每年可翻胎体增加还不足100万条。时至今日，国内还没有一家轮胎厂，敢于像米其林那样，公开承诺最少翻新3次。故翻胎上水平首先应从新胎抓起，也就是从源头做起。
近年来，由于冷翻法（预硫化胎面）与热翻法（模压硫化）相比，工艺装备简单价廉，且翻胎里程高于后者，大大吸引了国内外的个体投资者（包括已致富了的农民），纷杂无序的新建了诸多（上不了规模）翻胎厂，估计能有上千家，仅2005年就增加生产线不下200条。2006年超过250条，多数不带胎面生产。其中，国产化设备已占一半多，所需的预硫化胎面，2005年进口2200T，不包括外商在大陆生产的5000T，国产的大约8000T。国内的翻胎机械，不管是进口还是国产，均是上世纪八十年代末、九十年代初的水平，不仅生产效率低，技术水平不高，且人工控制，质量无法保障，尤其是检测手段，几乎等于零。如磨胎机，即便是现进口的电子仿行磨胎机，也无精确仿形和到位控制，致使对变了形的胎体靠磨削也无法矫正。况且，一旦磨到钢丝（破坏表面镀铜层），即造成后续无法粘接修补。再如，修补与成型机，包括上中垫胶和贴胎面，仍已手工为主。国外已上多年的自动挤出热贴，至今无一引进，更何谈消化吸收？再说胎面，国内只有矩形条状一种，且也只是单胶。其挤出成型，也简单地照搬斜交胎面生产。尤其是热板模压硫化，仿照新胎硫化体系，压力偏低，温度欠佳。最成问题的是胎面胶混炼，至今仍然沿用翻斗式捏炼机，对全钢子午胎来说，混炼胶硬度不达标，白碳黑及不溶性硫磺很少用到，碳黑及配合剂都分散不均匀，更缺乏质量检测与控制体系。难怪进口班达克的胎面卖28元/公斤，国产的才17元/公斤，差距就在技术与装备。
当前，一哄而上的预硫化翻胎，其生产装备主要分胎体打磨、修补成型与硫化3大块。若不包括胎面生产，其进口价格200万元左右一套，国产价格才约50万元。期间，最大的弊端，是没有翻前与翻后的检测手段，若如此继续放任发展，用不了多久，好不容易被用户认可的翻新胎，必然被重新打入冷宫，又会回到从前，频繁补胎，没人敢用。如此下去，翻胎业必死无疑。为此，建议对翻新胎也进行强制性3C认证。欧盟新出台的翻胎标准其质量指标与新胎相同或相近。起码应该要求任何大小翻胎厂，都必须进行翻后充压检测，以便消除炸胎隐患。检测压力不达标者不能出厂。至于翻前检测，上与不上，可由己自便。充压检测是不计过程，只看结果。翻前隐患漏检，翻后只能报废。损失当然自负，故翻新胎充压检测，必须如压力容器打压试验一样，一票否决权。
遗憾的是：翻胎充压检验机，至今国内无人生产，进口价格昂贵，没有几家拥有。其实，消化吸收并不难，创新设计也能干，能者一看便会，只差隔行隔山，没人介入而已。若把新胎动平衡机的冲压范围增大，加上压力显示与记录系统，还可一机两用，既测压又测动平衡。要抓市场先机，这才是机不可失。全国近千家翻胎厂，充压检测一旦被列为市场准入条件，淘汰一半厂家也有500台市场份额。那么，利润过亿绝对没问题。今年7月1日开始欧盟对其进口的产品，限制铝、汞、镉、六价铬超标，美国及时供应橡胶制品重金属检测仪，50万元一台，仅江浙地区就销售几百台。若翻新胎出口欧洲，亦需检测的。此外，为确保翻胎持续发展，笔者还建议：按全国布局，就近建立几个胎面生产厂，用上专用密炼机（包括上下辅机），如益阳橡机的90E或160E，再加上混连胶质量检测控制系统，并按所翻胎型专配混连胶，配上胎面专用挤出生产线，可按胎型设计机头口型，可单胶也可复合，可挤胎冠也可连带胎肩。配置两面同时操作的天平式专用平板（取代受力不平衡的鄂式平板），并可提温提压，按不同配方，寻求硫化最佳。预硫化翻胎，好坏关键在胎面。不要追求小而全，创品牌，上规模，可办连锁店。美国班达克的经验，可以借鉴。
研发与进展
◆ 再生机械
我国年耗生胶480多万吨，2005年废胶再生167万吨，均属全球之冠。但再生机械，进步缓慢。现广泛应用的脱硫装备，还是上世纪80年代，消化吸收德国的动态脱硫罐，它也不过是传统油法脱硫技术的改进，主要是减少油法水气污染。脱硫原理不变。目前国内已有十多家生产动态脱硫罐，其结构大同小异，加热方式有蒸汽、导热油和远红外。为了追求单机产量，罐体越做越大（2.5～7立方米），因长时间高温脱硫，必然造成热氧老化，加之，高聚物部分裂解，及大分子断链，致使再生胶强力严重下降。故目前的再生方法，不仅能耗高，质量低，经济上“划不来”，故国外很少发展。等于生产越多，越浪费资源（强力不抵新胶之半）。
近二年，国内开始用机械力化学方法生产再生胶，效果很好。再生胶强力最高可达17～18Mpa（已接近新胶），其他性能也基本达标。三明环科和宿迁强维用高温、高压、短时间脱硫新工艺、生产的高品质再生胶刚刚通过技术鉴定，强力均比原再生胶提高1倍。很值得推广。其中生产丁基胶的螺杆挤出法（南通已鉴定），密炼开炼法（宿迁已鉴定），说明其新技术已成熟，且生产装备已由内蒙和丹东小批量生产，用于丁基再生。螺杆剪切的瞬间生热温度最高可达320℃，压力可达110Mpa，螺杆直径120～150，L/D=25～30。密炼剪切生热脱硫温度可达210℃以上，压力高于1.8Mpa，转子提速，去掉水冷。靠强剪切自然升温，不用软化剂与再生剂，10分钟左右完成再生，（动态脱硫罐2.5小时，宿迁的新再生法，温度240℃，压力2.5Mpa，时间1小时）。用密炼法脱硫的外胎胶再生，也正在研究试验当中。现已在无锡万丰试投产。
近日四川和宿迁，分别中试快速脱硫新工艺，靠高速搅拌并摩擦生热脱硫（200℃左右）生产高强力再生胶，据说强力可达15～16Mpa甚至更高。此法的关键设备是高速搅拌脱硫罐。其技术难点是：胶粉被高速搅拌及碰撞摩擦升温急剧，很快达150～200℃，可使胶粉迅速塑化并脱硫，温度和工艺均不易控制，且局部高温可能表面碳化或焦化，造成质量和性能不稳定。宿迁项目已下马，造成80多万元损失。故应通过产学研的小试，再经中试，而后推广。
北京天中科技公司，正在建造新法快速搅拌加螺杆挤出脱硫自动化生产线，2006年9月份已在新疆吐鲁番负荷生产试车。此外，更先进的微波脱硫，也正在试验当中。若能把先行的双螺旋连续高温脱硫机，改为陶瓷材质并配上微波加热，则可实现工业化。由上可见，再生胶生产动态脱硫罐，已不能继续独占垄断，新法再生，不断涌现，谁能抓住产学研，适时生产新的高效的再生机械与设备，尽快投放市场，谁就抢先抓住了高利润。普通甲胎再生胶3600元/吨，高强力再生胶6500～7500元/吨。经济效益非常明显。
◆ 胶粉机械
我国的胶粉机械，自己与自己比，也可谓世界先进水平，若与国外冷冻法比，也还算经济实惠。出口了几套不等于就没问题。当前，最大的缺陷是不耐磨，连续生产寿命短，且刀具不易更换。此必须跳出行业外，在钻机和地铁盾构机上借鉴，或从行业外移植刀具技术。原胶粉生产，一味追求吃整胎并自动化生产，致使造价太高（近千万元），受力过大，发热并刀具亦损，推广费用也过贵。现已在用的废胎切条再切块值得推广。此外，成团的钢丝易堵问题，振动噪音及环保问题，也急待解决。
当前，胶粉生产，缺的不是粉碎机械或磨粉机械，而是胶粉后加工机械。胶粉派上多用途，制成多品种，粉碎机械才能多推广。胶粉的后加工机械，包括胶粉（加上回收塑料粉）挤出微孔胶板或胶管，胶粉注塑模压屋面瓦和人行道地砖，胶粉压延成型运动场所的地板或地毯，胶粉防震轨枕和防震垫等。尤其是胶粉和废塑料粉多层复合共挤建筑微发泡型材，它可做隔音板、保温板、隔音管、保温管，可成为房屋和卫生间隔板及下水道管，还可做运输包装材料，具有高韧性，高力学强度，高减震性能并可具有阻燃性。当前，这类多层共挤型材我国尚属空白。就连单挤（发泡或不发泡）共混型材，也是空白。值得相关机械厂研究开发。
近几年，国外的粒子复合化技术发展很快。粒子复合化，即在粉碎的同时，进行几种粒子组合，实现其复合功能，如表面改性 — 粒子包覆、表面吸附，表面反应及加调色剂等。日本德寿工作所用于聚甲基丙烯酸粒子（5微米）与二氧化钛（0.015微米）或与四氧化三铁（0.17微米）的复合，是用椭圆形转子研磨复合器。它是由低速回转的圆形容器内装有高速逆回转的椭圆形转子，其与容器之间形成极小的间隙，微粒子受到瞬间压缩，并受到巨大的剪切力。其特点是温升小，所需动力少。且结构简单，易于操作。该装置还可以用于粒子着色等。当前，我国的胶粉机械，大多是复制的产品趋同。创新的不多。应当借鉴日本的新结构。
此外，胶粉改性船用防生物结礁涂料和胶粉改性沥青的相应生产设备，也需加紧研制并推广应用，这都是胶粉后市场的关键加工设备，推广开了，胶粉即可扩大应用。后者，天津已制成样机，并有相应标准制定，希望能推广全国。
◆ 裂解机械
裂解工艺是将废轮胎送入热解反应器，密闭加热进行热解反应。气体产物可通过冷凝器实现油气分离。油品可作为燃料油或从中提取化工品。气体可作为加热燃料使用。固体产物经磁选分出钢丝和粗碳黑。此处设备均为常规化工机械，但需选型设计并组成生产流程。问题需寻求最佳热解条件。如热解温度、催化温度，催化剂/橡胶比和升温速率等。尚包括碳黑提纯或制取活性炭及炭粉的设备与添加剂等。对此，上海绿人公司已制成全套裂解设备并卖到台湾省。近日已通过鉴定，正向国内外推广应用。
结语
2006年我国生胶，耗量预计480万吨，到2010年可达660万吨。现70%用于生产再生胶，10%供应翻胎。其中再生胶占世界产量的85%，2006年产量约达180万吨，胶粉仅27万吨（美国120万吨），再加上刚刚起步的裂解回收（取代±炼油），机械装备市场广阔。
设备更新是关键。近几年我国橡胶、机械迅猛崛起，就是因不断开发新品，现90%已国产化生产，且由进口大国变为出口国。世界市场份额已由2000年的13%跃升到2005年的23%，销售额由2000年的22亿到2005年的65亿。在世界橡机前10强中，已有4家进入。为何没有谁在轮胎循环利用领域大显身手？
近年来，大连和鹏橡胶机械有限公司生产再生胶用密炼机，原料采用内胎再生胶和外胎再生胶，已推广应用，取得明显的社会经济效益，很值得中小橡机厂学习。我们期待着有更多的机械厂开创出更科学、更高效、更长寿的橡胶器械。
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