[发明专利]一种农用轮胎充氮硫化技术

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种农用轮胎充氮硫化技术。

本技术是将充氮硫化技术应用于以水胎为内系统工具的农用轮胎生产，从而提高水胎使用寿命，同时大幅降低农用轮胎硫化过程中水、电、汽等能源的消耗。这种硫化技术适用于采用四柱式热板硫化机生产的7.50-16-16PR以下规格的人字齿拖拉机轮胎、山地专用轮胎和三轮车专用轮胎等斜交农用轮胎。

背景技术

为了在竞争激烈的轮胎市场上获得成功，世界各大轮胎厂都在尽可能的建立最大的技术和经济优势，同时要保持最低的生产成本。充氮硫化工艺一方面使轮胎硫化的工艺得以改变，提高能源的利用率，从而降低成本，降低能源的消耗，最终减少CO2、SO2等有害气体的排放，改善环境；另一方面提高了硫化质量，进而提升轮胎的整体性能。随着轮胎厂对这项技术的许多优点越来越熟悉, 几乎所有新建厂和新建流水线都采用氮气作为硫化介质。采用氮气硫化工艺最主要的优点是可降低生产成本。过热水硫化需要大量高压热水不断地在厂内循环，与之相比，氮气硫化仅需要少量密闭的气体向胶囊或水胎提供高压，生产成本大幅降低。目前我公司子午胎均全部采用充氮硫化技术，在理论和实践两方面均已十分成熟，通过借鉴已有技术和利用已有资源，将其推广应用在农用轮胎硫化中，具有较强的可操作性，易于实现。

如前文所述，氮气作为一种惰性气体，性质稳定，隔热性能极佳，在硫化过程中能更好的保持硫化温度和压力，减少热损失，提高硫化质量和硫化效率；高纯度的氮气能消除内系统介质对水胎的侵蚀，提高水胎寿命，同时减少水胎氧蚀胶对模具和轮胎外观的污染；氮气硫化仅需少量气体向水胎提供压力，相对于过热水硫化生产成本大幅降低；另外，使用氮气更加清洁、安全和简便，能显著降低劳动强度，提高环保水平。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮胎充氮硫化工艺技术，这种工艺适用于生产装配在农用车辆上的充气式轮胎。

本发明具有以下技术特征：

一、本发明提供的硫化工艺所涉及的产品为斜交结构的农用轮胎，这在国内外相关领域未有先例。

二、本发明提供的硫化工艺所使用的内温、内压工具为水胎，这在充氮硫化技术的相关研究中未有先例。

三、本发明利用原有过热水硫化系统的四柱式热板硫化机，经改造而研发出一种适用于农用轮胎生产的充氮硫化控制系统和非标设备。

四、本发明在设备改造的基础上，研发出一套适合四柱式热板硫化机手动操作的水胎充氮硫化工艺，成功实现了农用轮胎转变为充氮硫化生产。

五、受限于原有设备条件及综合改造成本，本发明提供的硫化工艺在自动化程度上有所欠缺，导致硫化过程中上下模温差难以完全消除，但根据硫化测温的结果，该种程度的温差完全在可以接受的范围内。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

农用轮胎充氮硫化技术，其特征为由以下技术方法实现：

1、充氮硫化控制系统和非标设备改造：利用公司现有农用轮胎过热水硫化设备，研制出了适合的充氮硫化控制系统和非标设备。我公司使用四柱式热板硫化机，经新增氮气、内压蒸汽管道和设置各类相关阀门，通过线路优化设计和布局，完成充氮硫化控制系统和非标设备改造。

2、硫化工艺设计：研发出适合四柱式农用硫化机手动操作的蒸汽充氮硫化工艺。通过借鉴子午胎充氮硫化技术以及国内外先进经验，结合现有农用轮胎硫化设备配置条件，经步序优化-测温-简化流程，研发出适合农用轮胎四柱式硫化机手动控制的充氮硫化工艺，在保证硫化质量的同时，尽量降低手动操作难度。为消除氮气泄漏隐患，保持水胎内压力稳定，采用“双进工艺”，即内压蒸汽和氮气均采用在水胎进、出口同时充入内腔，除泄漏检查步序外，其余时间均处于开放状态，使其内压与主管压力始终保持一致，提高了硫化均一性和稳定性。由于农用轮胎规格较小，硫化总时间较短，且使用的水胎厚度大，传热慢，内温对硫化作用的影响较小，根据对代表规格的测温结果，上、下模间最高温度之差不超过2.6℃，能满足工艺要求。

本发明的技术原理是：首先通过设备改造将硫化机原有过热水硫化系统按设计方案转换为充氮硫化系统，其内系统热压工具为水胎。硫化时，先对水胎充入高温蒸汽至设定压力，以加热水胎并提供硫化内温；之后关闭蒸汽，通入高压氮气以提供硫化所需内压，期间进行一次泄漏检查。蒸汽、氮气充入皆采用“双进式”，使硫化内压始终保持与主管压力一致。

具体实施方式：

1、设备改造主要内容包括：