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。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,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**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****,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,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。