“橡胶机械节能潜力巨大,研发节能环保型橡胶机械是行业发展方向。”10月21~22日在江西井冈山召开的2012年橡胶机械年会暨安全、环保、节能经验交流会上,行业资深专家、青岛科技大学教授吕柏源明确说。他指出,目前劳动力资源紧缺、环境保护压力、原材料价格上涨困扰着橡胶行业的发展,但这些问题也为橡胶机械企业的发展提供了明确的着力点,那就是研发和推广节能环保型橡胶机械势在必行。
方向一:
跟上新能源发展步伐
改变能源使用方式
“在使用过程中,能直接将电能转换为动能或热能的设备将是橡胶机械企业研发的方向之一。”吕柏源告诉记者,在新能源发展趋热的今天,终端用户的能源使用方式非常重要。
桂林橡胶机械厂研发的工程巨胎硫化机采用多项节能技术,成为我国工程胎制造装备新宠。(陈维芳 提供)
吕柏源口中所说的能源使用方式,具体到橡胶机械上,主要有两种方式:一种是电能由电机转变成动能,实现橡胶机械各种运动和功能;一种是锅炉产生蒸汽的热能加热各种橡胶机械和加热硫化设备,实现橡胶制品的硫化。
“但是,就太阳能、风能、潮汐能、地热能、生物能、核能等新能源来说,其绝大部分的能量都是转化成电能的形式供给终端用户的,随着新能源的不断发展,机械企业应考虑如何将使用蒸汽加热的橡胶机械转变成使用电能加热的橡胶机械。”吕柏源说。
那么目前,在橡胶机械中,有多少设备实现了直接使用电能呢?
吕柏源介绍说,目前,我国橡胶机械采用电能主要有两类:一类是电能通过中间变换器产生微波加热、电磁加热、工频加热、远红外加热和电阻丝等加热形式,这类加热形式主要考虑要求获得电能最大的转化率;另一类是通过电加热对被加热的设备进行循环恒温加热。但这些加热方式目前仅仅在局部得到应用,且处于起步阶段,有些应用仍是空白。
南京创博公司近年来着力于橡胶企业的实际需求,开发出以同向双螺杆造粒机和双转子连续混炼机为代表的高聚物配混改性成套装备。该装备将传统密炼机和螺杆式挤出机优异混炼能力和连续化挤出的特点相结合、适用于各类高填充或热敏、剪敏性物料混炼改性作业,受到国内外商家的重视。图为展会上,国外代表正在关注此设备。(本报记者 张育 摄)
那么为何这种能源使用方式还处于起步阶段呢?
吕柏源说,橡胶机械要适应新能源使用要求,还要做大量工作,如转化率问题、应用的可行性问题和现有的橡胶机械设备如何改造、设计和制造成使用新能源的橡胶机械等问题,在这过程中将会产生许多问题,都需要机械生产企业去一一克服。
同时,吕柏源给企业提出了6个具体的发展方向:热喂料挤出设备向冷喂料设备方向发展、蒸锅式轮胎定型硫化机向热板式轮胎定型硫化机方向发展、间歇的炼胶设备向连续的炼胶设备方向发展、单一作业的设备向机械化联动化自动化的组合设备方向发展、橡胶设备恒温控制方法向采用封闭式循环恒温控制方式发展。
中国化学工业桂林工程有限公司研发的四复合挤出机组实现同时挤出双条胎侧、双条胎面制品,生产效率高,橡胶材料损耗少。图为国外用户正在使用生产。(陈维芳 提供)
吕柏源还告诉记者,除了适应新能源使用方式,开发利用加工过程损耗热能的橡胶加工技术和设备很有必要。因为在传统的橡胶加工过程中,胶料一般经历二次降温和三次升温才能获得橡胶制品,由此损耗了大量能量。要解决上述问题,既要克服炼胶胶片的停放工艺问题和成型毛坯的停放工艺问题,还要克服制品连续成型和硫化的设备问题。
方向二:
克服劳动力紧张困难
研发智能化生产线
着力劳动力资源的紧缺对橡胶机械影响。
近年来,每逢岁末年初,总能听到不少橡胶企业的负责人大吐苦水:实在是缺人啊,炼胶、硫化等岗位即便开出高薪,也难以留人。
据介绍,目前橡胶企业中许多橡胶制品结构复杂,有多道繁复的工序,赘长的生产线。很多工人正是致力于工序与工序之间、车间与车间之间的搬运工作以及各种橡胶制品的成型工作。
“这部分人力开支十分庞大,人员流动性又强,当工人流失后,为保证生产连续,企业往往只好开出高薪急招员工,短暂培训后,就要上岗,十分不利于生产。”采访中,一位中型橡胶制品生产企业人事总监如是说。
“这种声音我们也经常听到,而这也将进一步刺激和强化橡胶机械的机械化、自动化、智能化的发展。”山东泰山轮胎有限公司副总经理王其营说,随着社会的发展和技术的进步,有关橡胶制品的结构将会不断简化,橡胶工厂需要实现最大限度的无人或少人操作的生产线,最终实现橡胶制品的连续化生产。这样实现连续化生产的橡胶机械也将应用而生,而且节省成本效果显著。
王其营所在公司对供胶及压出方式的改进证实了这一点。他说,以前公司在帘布压延供胶时,主要程序是采用开炼机粗炼、细炼、供胶;胎面压出、内胎胎筒及垫带胶条主要程序是采用开炼机供胶、热喂料挤出机进行挤出。这类生产方式虽然能比较直观地掌握胶料在每道工序时的状况,但是成品质量受人为操作因素的影响较大,需用的操作工较多,单位产品所需能耗较高。现在他们将压延供胶由开炼机改为冷喂料销钉机筒挤出机供胶进行改进,改进压延供胶方式后,每小时可以节电122千瓦时,节电率达到36.7%。同时可以节省2台开炼机的位置,并能少用2名操作工,减少了人为因素对压延质量的影响,也节省了成本。
方向三:
改变污染严重局面
设计环保型设备
在公众的传统观念中,不少人总是将橡胶企业和污染联系起来。记者在会议上随机采访的代表时发现,粉尘污染、噪音污染是出现频率最高的词。
“要解决这些明显的污染问题,橡胶机械行业首当其中。”橡胶机械行业专家杨顺根说。
一是逐渐淘汰蒸汽热源。杨顺根告诉记者,在环保的压力下,橡胶工厂淘汰使用锅炉已提到日程上来了,因此,橡胶机械企业应考虑在淘汰蒸汽作为热源后,橡胶企业可能采用加热热源的问题。由此,设计和制造生产出的橡胶机械不仅仅是适应新能源的需求也是环保压力的要求。如:使用热油(水)循环恒温控制的橡胶机械,使用微波、电磁和远红外等热源的橡胶机械等。
二是开发防止粉尘污染的技术与设备。据记者了解,在橡胶生产中,近代混炼工序嫁接使用了优良密封性能的上辅机,使橡胶厂的粉尘污染降到了最低的程度。但由于成本较高、占地面积大等原因,这种上辅机仅仅在大中型橡胶厂普及,在较小型的橡胶厂尚未得到推广。因此,研究、设计、制造出更具普及性、更简单的上辅机,成为了与会企业的共识。
三是开发降低噪音污染的技术与设备。橡胶工厂的噪音污染主要来自设备的传动系统,含电动机和减速箱以及设备的工作部分。杨顺根介绍,为了降低橡胶工厂的噪音污染,橡胶机械必须提高传动系统和设备工作部分的制造精度和动平衡性能,而橡胶机械企业的加工手段也要随之升级。同时,要开发橡胶机械防震的技术。
方向四:
面对原材料价格高涨
适应产品结构简化
橡胶工业的原材料包括天然橡胶、合成橡胶、炭黑等,近年来,原材料价格的高位震荡,让橡胶企业头疼不已。在这种情况下,橡胶企业在不断摸索新配方、新工艺以适应市场需要。
一位轮胎企业负责人告诉记者,轮胎制造是能耗大户,也是原材料消耗大户,轮胎企业若能节省材料,其效益将是巨大的。轮胎企业开展节能降耗、减少成本要从设备采购这个源头入手。今后设备采购会将能耗及效率放在优先考虑,特别若有能节省原材料的设备更是企业首选。
记者发现,橡胶机械企业也在密切关注这种变化,研发新设备。
“我们在尽力发展节省原材料的工艺技术和设备,旨在使橡胶生产企业采用较少的原材料生产出相同数量和质量橡胶制品,以降低成本,而随着技术的发展,橡胶制品和轮胎结构简化也是大势所趋,开发适应新结构的生产技术和设备是必然。”吕柏源告诉记者,高精度的压延机、高精度挤出机、高精度硫化机、注射机、冷流道注射技术都是研发的方向。
北京化工大学教授程源对此也表示赞同。他指出,目前橡胶企业为了降低成本、增强在国际市场的竞争力,都在研发新材料、新配方、新工艺。如碳纤维和聚氨酯等应用在橡胶制品能成倍地提高橡胶制品的使用寿命,受到了很多制品企业的青睐,所以橡胶机械企业要眼光长远,主动适应这种发展趋势,及时开发新设备,占领市场先机。
开发废旧橡胶制品的循环利用技术和设备近来也在业内兴起。据介绍,废旧橡胶制品的循环利用技术和设备主要包括废旧橡胶的再生技术和设备以及轮胎的翻新技术与设备。据程源介绍,我国是新胎生产大国,可我们翻胎却是落后“尾国”。翻胎需要新技术,更需要性价比适中的工艺装备,比如检测设备,包括激光、X光能否像超声波探伤那样,做成简易手提式,让中小型翻胎厂也能买得起、用得上。随着我国对环保投入越来越受到重视,循环利用技术和设备将是我国橡胶机械行业新的经济增长点。