第四章 废旧橡塑制品循环利用典型车间工艺设计与布置

徐州工业职业技术学院XUZHOUCOLLEGEOFINDUSTRYANDTECHNOLOGY橡塑制品厂工艺设计材料工程系朱信明张馨二○一○年一月化学工业出版社橡塑制品厂工艺设计旧橡塑制品主要来源于废轮胎、胶鞋、胶管、胶带等废旧橡胶制品，废塑料鞋、塑料薄膜、塑料管、塑胶箱、塑胶桶、塑胶盒等废旧塑料制品，其次来源于生产过程中的边角料及废品，内容导入橡塑制品厂工艺设计它们属于固体废弃物的一大类，作为可资源化高分子材料的循环利用，已引起世界各国的关注，为保护人类生存的环境，减少废旧橡塑制品对环境的污染，实现废旧橡塑制品综合利用是当务之急。内容导入橡塑制品厂工艺设计第一节废旧橡胶制品回收和循环利用典型车间工艺设计与布置正确处理废橡胶是循环经济、推进我国橡胶工业发展的必然选择。中国废橡胶资源循环利用的产业链在我国已经形成，主要由八个大的环节构成：橡胶资源开发—新橡胶制品制造—橡胶制品经销—橡胶制品使用—橡胶制品维修利用—橡胶制品报废—废橡胶回收—废橡胶再资源化等。其中废橡胶制品的综合利用主要有：旧轮胎翻新、生产再生橡胶、生产硫化胶粉、炼油或作为能源焚烧等。因硫化胶粉是制作再生胶的原料，即制作硫化胶粉是生产再生胶的前道工序，所以可以将其合并介绍。橡塑制品厂工艺设计一、轮胎翻新车间工艺设计与布置轮胎翻修包括轮胎翻新和修补两部分。翻新方法可采取顶翻、肩翻、全翻三种形式，视轮胎品种、损坏程度及用户要求而定。从节约原材料考虑，以顶翻最好；轮胎修补则分胶补及衬垫两种类型。橡塑制品厂工艺设计轮胎翻修方法主要有传统翻新法（也称热翻法）和预硫化胎面翻新法（也称冷翻法）。由于预硫化胎面翻新法具有翻新过的轮胎耐磨性及耐刺扎性好，对胎体损坏小，胎体的尺寸变化适应性强，这对子午线轮胎、钢丝胎的翻新很重要。一、轮胎翻新车间工艺设计与布置橡塑制品厂工艺设计（一）轮胎翻新方法1、生产工艺流程橡塑制品厂工艺设计2、清洗与干燥经初选认为可翻新的轮胎，检验前应经过清洗及干燥。清洗后应送入干燥室进行干燥。钢丝子午线轮胎应送入烘干房烘干，烘干温度可控制在50～80℃，烘干时间一般为l2～48h。在天气干燥地区，也可采取自然干燥，时间不少于4d。（一）轮胎翻新方法橡塑制品厂工艺设计3、检验选胎经过清洗烘干的轮胎，在翻新前必须进行仔细的检验。主要有手工检验和X光机检验，手工检验使用二爪式验胎机，撑开轮胎子口，由人工进行看、摸、撬、敲，以检验胎体是否脱空、胎圈钢丝是否断裂及变形。检出损伤部位和尺寸。对钢丝子午线轮胎的检验，比较理想的方法是采用X光机或全息照相装置，检验其钢丝圈及带束层是否断裂、脱层和损伤程度。较简单的方法是充入(轮胎使用压力l．5倍的)压缩空气进行检验，若轮胎有脱空或骨架材料损坏，就会在脱空及损坏处出现异常，即可检出。（一）轮胎翻新方法橡塑制品厂工艺设计4、削磨经过检验，确认有翻修价值的轮胎，则进入打磨工段。在打磨前仔细挑除扎入轮胎胎面和花纹内的石块、铁钉等杂物，以防打磨时损坏磨头、锯片。对有穿洞的损坏处，若用充气仿型磨胎机打磨时，应先用软胶做临时堵塞，打磨后再取出，以防漏补。（一）轮胎翻新方法橡塑制品厂工艺设计工艺注意点：⑴、轮胎在打磨前需确定磨后尺寸。⑵、清理干净磨面上的胶末，禁止使用未除净油和水的压缩空气吹拂已打磨好的胎体磨面。⑶、帘线头可用软轴磨胎机装上圆刀切除，钢丝头则可用高速风动或电动磨头(20000r／min)加以清理。⑷、对损伤胎体骨架层需配衬垫的轮胎，应先进行内磨，再打磨修补面。⑸、胎体修补面打磨后应立即涂上粘合胶浆，以防打磨的表面(特别是裸钢丝表面)吸潮及氧化，而导致翻修失败。（一）轮胎翻新方法橡塑制品厂工艺设计5、喷涂胶浆胎体打磨(包括大磨、内磨、清磨)后，应尽快喷涂胶浆(如有裸露的钢丝帘线部位，最好在磨后l5min内喷涂胶浆，以防钢丝吸潮生锈)。一般选用浓度为l：6～1：8的胶浆，用喷枪喷涂。喷浆应在有良好排风的条件下进行，喷一次即可。用运输链运送的轮胎也可采用自动连续喷浆。喷浆时，胶浆压送罐采用的压力为0．6～0．7MPa，可用洁净的压缩空气或机械办法作供压源。如用涂刷方法，易产生气泡和漏刷，因此以涂刷两次为宜。（一）轮胎翻新方法橡塑制品厂工艺设计喷涂胶浆的胎体，送干燥室进行烘干，干燥室内温度一般为45±5℃，烘干时间2～12h。（一）轮胎翻新方法橡塑制品厂工艺设计6、填补坑疤送翻修的轮胎，在胎体上多数有不同程度的损伤，伤口深至缓冲层或帘布层。因此在清磨及喷涂胶浆后，胎体上坑疤较多，载重轮胎的洞伤经割磨和涂胶浆干燥后，可用手提式补洞枪(螺杆式挤出机)予以热填补。对损伤深度小的洞疤，则用手工填补热胶片的办法加以修补。可在贴胶工段安装一台中小型炼胶机或一台φ230×635三辊压延机供热胶片。填补的胶片要压实，防止窝藏空气，必要时可埋设未经浸胶的棉帘线引出气体(主要用于补深洞眼)。（一）轮胎翻新方法橡塑制品厂工艺设计7、贴粘合胶预硫化胎面轮胎翻新，除了喷涂胶浆外，还必须贴上一层厚度为0.8-1mm特制的粘合胶，其宽度应比预硫化胎面底部大10－15mm。粘合胶片要粘贴平整，不能有皱褶和气泡，如有气泡应排除，最后用圆柱压滾压实。（一）轮胎翻新方法橡塑制品厂工艺设计8、贴胎面胶（1）预硫化胎面翻新法贴胎面胶条形预硫化胎面，按轮胎周长量取相应长度的胎条，贴于喷浆好的胎体上，胎条接头处应磨锉、涂胶浆，并贴上一层粘合胶，接头按坡度对接，胎面要贴正，胎面花纹周节要对好，然后用金属∏型钉子固定，再套上环形胎面，随后在胎面压合机上压实。一般环形胎面的周长应等于或略大干待翻新胎体的周长。（一）轮胎翻新方法橡塑制品厂工艺设计（2）传统翻新法贴胎面胶：其方法有三种方式：冷贴法、热贴法和缠绕法。①冷贴法——即用炼胶机或挤出机出型胎面胶片，经冷却、停放、收缩后使用。②热贴法——即用挤出机挤出胎面，直接热贴于已经打磨、涂胶浆、修补及贴有缓冲胶的胎体上。⑧缠绕法——是用挤出机挤出窄胶条，按给定的样板或数据缠绕于胎体上。（一）轮胎翻新方法橡塑制品厂工艺设计9、装包封套贴好预硫化胎面的轮胎，硫化前应先装包封套和钢圈，其作用是防止翻新轮胎在二次硫化时，空气或蒸汽从粘合界面串入胎体的胎面之间。为了排除包封套和轮胎之间的气体，包封套上安有排气嘴，采用抽真空的办法，使包封套和轮胎之间的气体排净。可以用人工或专用设备将包封套装在轮胎上或取下。（一）轮胎翻新方法橡塑制品厂工艺设计10、硫化（1）预硫化胎面(分条形及环形两类)翻新法硫化预硫化胎面是预先在模型中，在高压(4．5～7．5MPa)条件下硫化出来的，它是一种模压制品，因此质地密实。为防止在二次硫化时过硫，其预先硫化的程度一般控制在正硫化点的80％。预硫化胎面和胎体用粘合层粘合，经过压实后装上内胎及套上包封胶套，送入硫化罐内进行硫化。（一）轮胎翻新方法橡塑制品厂工艺设计（一）轮胎翻新方法橡塑制品厂工艺设计（2）传统翻新法硫化在硫化前必须仔细检查，有无漏补、污染或开脱现象，并测量经贴胶及修补后轮胎的断面周长及直径，以便选配硫化模型及硫化条件。钢丝子午线轮胎翻修硫化，可采取热模和加快充内压速度的硫化工艺。子午线轮胎及属于纵向花纹的轮胎，应使用活络模硫化。尼龙胎体轮胎可使用两半模硫化，硫化内压视帘布层数多少而定，一般在1．5～2．0MPa之间（一）轮胎翻新方法橡塑制品厂工艺设计（二）轮胎翻新车间工艺布置要点1.车间工艺布置的原则(1)设备的布置应尽量使轮胎翻新加工的工艺流向顺畅。．(2)采用先进的翻胎工艺和相应的工艺流程。(3)合理区划工序，有效的利用车间面积和空间，相近的工序可以合并。例如在车间入口处检验轮胎，确定为报废的轮胎就不用进入车间。(4)工人操作区有良好的工作环境。(5)要有劳动安全设施。橡塑制品厂工艺设计2.对各专业设计的要求（1）轮胎运搬轮胎从干燥室或贮存库运至检验打磨场地，可采取人工推送。打磨后的胎体若需修补者，可用手推车送至修补工段处理。只需翻新不用修补的可用输送带或运输链送至喷浆工段。（2）采暖、通风、照明、动力及安全要求翻胎各生产工段都应考虑以下的保障：①充分的通风；②良好的采光；③易于打扫及保持清洁；④有除烟尘装置；⑤有定时检修制度；⑥有防火设备和措施；⑦有专用工具存放柜；⑧有人员的保安与防护装置及器具；⑨有可靠的通道和出口，在设计中要考虑一些门窗或其它孔洞，以便在出事故时疏散物品及设备。（二）轮胎翻新车间工艺布置要点橡塑制品厂工艺设计（3）对建筑结构的要求从生产方便着想，以单层一字形生产厂房为宜；单层大跨度厂房，对车间管理、运输和动力供应较为方便。考虑用地问题，也可采用多层（一般为3层）厂房，但多层厂房内垂直运输不甚方便，车间布置也较复杂。图4-2为预硫化胎面翻胎车间平面布置方案，可供参考。（二）轮胎翻新车间工艺布置要点橡塑制品厂工艺设计（二）轮胎翻新车间工艺布置要点橡塑制品厂工艺设计二、再生胶车间工艺设计与布置再生胶是指废旧橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程，使其弹性状态变成具有塑性和黏性的、能够良硫化的橡胶。再生胶组分中除含有橡胶烃外，还含有像炭黑、软化剂和无机填料之类的配合剂，它的特点是具有高度分散和相互掺混性。再生胶有很多优点：1.有良好的塑性，易与生胶和配合剂混合，节省工时，降低动力消耗；2.收缩性好，能使制品有平滑的表面和准确的尺寸；3.流动性好，易于制作模型制品；4.耐老化性好，能改善橡胶制品耐自然老化性能；5.具有良好的耐热，耐油和耐酸碱性；6.硫化速度快，耐焦烧性好。由于再生胶的优点很多，所以一直以来，生产再生胶是利用废旧橡胶的主要方向。橡塑制品厂工艺设计生产再生胶的关键步骤为硫化胶的再生。硫化胶的再生习惯上称为“脱硫”，是一个与硫化相反的过程。硫化胶再生机理的实质为：硫化胶在热、氧、机械力和化学再生剂的综合作用下发生降解反应，破坏硫化胶的立体网状结构，从而使废旧橡胶的可塑性得到一定的恢复，达到再生目的。再生过程中硫化胶结构的变化为：交联键（S—S、S—C—S）和分子键（C—C）都部分断裂，再生胶处在生胶和硫化胶之间的结构状态。其结构的用以下假定反应式说明：(C5H8)3S(C5H8)6→(C5H8)3S(C5H8)6+(C5H8)3+(C5H8)3→(C5H8)3S(C5H8)6二、再生胶车间工艺设计与布置橡塑制品厂工艺设计废旧轮胎胶粉及再生胶的用途一、直接成型生产片材用于制造机器垫、路基垫、缓冲垫等各类垫片以及挡泥板、吸音材料等对力学性能要求不高的低档产品。二、彩色弹性地砖三、生产防水卷材、防水涂料、防水密封材料等防水建材产品四.道路铺设材料五、用于改性沥青六、用于改性塑料橡塑制品厂工艺设计废旧轮胎胶粉及再生胶的用途橡塑制品厂工艺设计七、用于建造塑胶运动场地、跑道，人造草坪。八、用于油田堵漏固壁在实用中，与其它粘结类、骨料类原料结合性能好九、用于铁道道轨添加十、高等级公路嵌缝膏十一、用于制鞋用橡胶粉制造鞋底时，按一定比例加入，直接混炼后用于压制各类鞋底。十二、废旧橡胶粉和废旧塑料粉混合制造新型环保热塑性弹性体。废旧轮胎胶粉及再生胶的用途橡塑制品厂工艺设计废旧轮胎胶粉及再生胶的用途橡塑制品厂工艺设计再生胶的生产工艺主要有油法（直接蒸汽静态法）、水油法（蒸煮法）、高温动态脱硫法、压出法、化学处理法、微波法等。但应用的原理基本上是水法和油法。我国现在主要应用的再生胶的制造方法有油法、水油法和高温动态脱硫法。目前，我国再生橡胶生产已有90％以上采用“动态脱硫”工艺，主要流程简述如下：二、再生胶车间工艺设计与布置橡塑制品厂工艺设计根据以上流程，再生胶的生产可以分为粉碎、脱硫、精炼三大工段。二、再生胶车间工艺设计与布置橡塑制品厂工艺设计粉碎工段也是硫化胶粉制作工段。废胶的粉碎有机械粉碎、冷冻粉碎、化学溶涨粉碎等，目前我国主要为机械粉碎。下面介绍最常用的废轮胎机械粉碎法。1．废胶分类将进厂的废旧橡胶按照外胎类、胶鞋类、杂胶类(包括胶管、胶带、内胎、皮鞋底等)进行分类，除去杂质后，分别堆放。外胎类废胶还要按纤维胎和钢丝胎分别堆放。㈠粉碎工段橡塑制品厂工艺设计㈠粉碎工段