硫化機在輪胎和橡膠制品行業當中應用非常廣泛！其中橡膠制品包括：橡膠板、橡膠管、電纜、膠輥、輸送帶、傳動帶、橡膠鞋、密封件等；汽車行業以輪胎硫化和空氣彈簧硫化應用最廣。

一、硫化工藝

1、硫化是輪胎生產中最后一道工序，是將成型的胎坯變成輪胎成品；對于橡膠制品，硫化是膠料在一定條件下，橡膠大分子由線型結構轉變為網狀結構的交聯過程。通常將胎坯放在模具內，一方面讓蒸汽通過熱板和模型，一方面讓過熱水或氮氣進入膠囊內，使輪胎內外同時受熱硫化。  

2、硫化方式：

A、過熱水硫化：內溫由過熱水提供，外溫由蒸汽提供，一般用于載重斜交輪胎和全鋼載重子午線輪胎；（傳統方式）

B、高溫蒸汽和過熱水硫化：膠囊內先充入1.5MPa的高溫蒸汽，一定時間后再充入壓力較高的過熱水，一般用于轎車子午線輪胎；（能耗很大，正逐步被氮氣硫化替代）

C、全蒸汽硫化：膠囊內壓不好控制，一般用于乘用子午線輪胎和輕載子午線輪胎；（很少用）

D、充氮氣硫化：膠囊內壓可控且穩定，需要增加放氣和抽真空系統，用于半鋼轎車子午線輪胎。（是目前最先進的方式，可以顯著提高輪胎質量，縮短硫化時間，提高效率，節能，延長硫化機膠囊的壽命，因此，我們今天主要來探討氮氣硫化工藝設備及其閥門配置選型）  

3、氮氣硫化工藝步驟：

生胎入模后，先用低壓蒸汽(0.03MPa~0.3MPa)充入定型并合模，接著以高壓蒸汽(1.4MPa~1.7 MPa)吹入膠囊，吹入時間一般持續2min～8min，待蒸汽充入量可確保硫化周期結束前膠囊內溫度不低于150℃即可；然后再切換通入氮氣（2.0-2.8MPa），利用充氮硫化的“保壓保溫”工藝硫化至結束，期間要經過幾次排凝；硫化結束后將混合氣體排出、開模、卸胎。

由此可見，所謂“氮氣硫化”實際上并非純氮硫化，而是先由飽和蒸汽完成升溫，然后充入純氮升壓、保壓，待硫化結束后，將氮氣，蒸汽混合氣體一起排放出來。 

二、硫化機及熱工管路系統

熱硫化的設備主要有硫化罐和平板硫化機等，子午胎硫化主要采用雙模定型硫化機，也稱熱板硫化機，其中熱工管路是硫化機的重要組成部分。這些管路控制硫化介質進入膠囊、蒸汽室（熱板和模套），實現抽真空控制、定型控制、膠囊內壓控制以及蒸汽室溫度控制的動作，管路中的執行元件主要有氣動切斷閥、氣動控制閥（調節閥）、平衡閥、疏水閥、止回閥、截止閥等閥門。

氣動切斷閥：主要用于內溫控制，控制內壓蒸汽管路、內壓氮氣管路、排氣管路的開關切斷（通斷）；

氣動控制閥：主要用于外溫控制，即加熱外模的蒸汽流量調節，以控制硫化模的溫度。

疏水閥組：主要用于外溫冷凝水排放。

三、硫化機的外溫蒸汽控制系統和疏水系統

眾所周知，溫度、壓力、時間被稱為硫化的三要素， 其中尤以溫度控制為關鍵且較復雜。衡量溫控好壞主要看恒溫特性和追從特性(實時性)。恒溫特性：硫化過程通常要求熱板和膠囊保持170℃左右的高溫，誤差要求在±2℃內。溫度過高會“烤糊”輪胎, 溫度過低則會發生欠硫。假如使用溫控精度不足, 會造成實際溫度超過范圍而不被控制, 從而影響輪胎質量。追從特性：硫化過程需要在啟動加熱和發生溫度偏差時能以最短時間達到170℃的恒溫狀態。溫控性能不足會使響應變慢, 延長升溫時間, 同時在溫度出現擾動時不能及時調整造成輪胎質量不穩定。

因此，硫化機使用的蒸汽壓力一般為7~8barg，對應的飽和溫度為170-175℃，所以需要使用減壓閥和氣動控制閥。為了確保溫度穩定，必須使用疏水閥及時將冷凝水排放干凈。

1、汽水分離器+減壓站系統：

我們都知道，硫化機的蒸汽和冷凝水回收的管道都布置在地面，用金屬軟管連接上升到熱板和模具，為了盡量保證熱板和模具表面的溫度均勻并穩定，這里利用了飽和蒸汽的壓力和溫度是一一對應的物理特性，所以要求蒸汽壓力非常穩定，且蒸汽品質要極高，也就是說要求蒸汽很干燥，不含水，因此，強烈建議在外溫蒸汽主管道上安裝way’s二合一高效汽水分離器SP25（回旋式+擋板式，分離效率到達98%以上），還有way’s先導式蒸汽減壓閥PR16或DPR16，這將是最為完善的閥門配置。

2、氣動控制閥系統（比例調節閥）

硫化機的外壓蒸汽是通過氣動薄膜調節閥進入蒸汽室，而使外溫穩定在工藝所要求的溫度上。

強烈建議選用way’s波紋管密封氣動控制閥，型號PCV3000-B1，等百分比自動調節，波紋管結構保證閥桿快速準確動作，零外漏，確保精確的控制溫度。

3、疏水系統：

上面我們提到了，硫化過程通常要求熱板和膠囊保持170℃±2℃的溫度，很多用戶明明用了最好最精確的氣動控制閥，卻還是普遍出現了一個共同的問題：

A、硫化機上下模的溫度總是不一致，都存在不同程度的溫差，溫差大于±2℃；

B、有時溫度也升不到所需的硫化溫度，這將直接導致橡膠制品的硫化質量不合格，即“欠硫”現象。

C、能源損耗過大。

那這到底是什么原因造成的呢？這很可能是因為冷凝水排水不及時造成的，我們這里不得不再次強調一個概念，“蒸汽綁”，硫化機是一種極易產生蒸汽綁的設備。

因為熱板和模具的蒸汽室空間很小，蒸汽從地面通過很小的軟管（一般是DN20或25）先進到上模，然后一路串聯到下模，這樣上模的冷凝水將伴隨著蒸汽一起進到下模，最終從下模出來的很可能就是一股水一股汽這樣交替流動，一旦蒸汽進入疏水閥，因為疏水閥具有“阻汽排水”功能，蒸汽被鎖閉在疏水閥閥體內，造成冷凝水無法排出，這就是“蒸汽綁”現象，最終導致模具內積水，下模的溫度比上模溫度低，有時溫差達3℃以上，嚴重時，模具不熱，達不到工藝要求的溫度等問題。

解決方案：

1）選用能破除“蒸汽綁”的專用疏水閥，如way′s帶有破除“蒸汽綁”裝置的B系列自由浮球疏水閥，型號WY42FB/BFT18F/BFT45F（法蘭連接），WY42SB（螺紋連接）。

2）建議上下模具分開單獨進汽、單獨疏水，也就是采取并聯的方式，不要采取串聯的方式。

Tips：為什么不建議采用氣動閥定時排水？

有一部分用戶，因為選用了不合適或質量一般的疏水閥，經常出現堵水，以為就是硫化機不適合裝疏水閥，轉而改用氣動切斷閥或電磁閥定時排水的方式，比如切斷閥每關閉30~40s就開啟0.5s定時排放冷凝水，如果硫化機溫差或者溫度波動超出要求，就縮短間隔時間，延長排放時間，看起來這辦法很好，可是這會造成嚴重的蒸汽損耗，損耗比例高達5~10%！更有甚者，個別用戶甚至不用氣動閥，直接用受到閥門打開一點點開度直排，這樣會浪費更多的蒸汽，即使增加了熱水罐，也還是會存在很大浪費。

四、硫化機的內溫控制系統

從前面的硫化工藝得知，硫化時需要先分兩次通低壓蒸汽定型和定位，合模后再通高壓蒸汽對膠囊加熱定溫、通高壓氮氣定壓硫化，等硫化完成后需要排氣、氮氣回收 (5bar排放)、抽真空等一系列動作，將硫化介質排放到相應的主管路中，均由時間程序控制器(TIMER)或可編程序控制器(PLC)自動打開或關閉閥門，這就需要用到氣動切斷閥。如果切斷閥泄漏關不死，會造成如下惡果:

①內壓泄漏;

②切斷閥開關動作混亂;

③無法抽真空造成膠囊爆炸等。 

由于硫化機群是共用一個熱工系統的，如果不能及時找到內泄漏位置并加以維修改善，單機臺的失控將會引起車間的熱工系統的失控，就會使正在硫化階段的輪胎因脫壓而報廢，甚至發生停產事故。這對硫化機群的連續正常生產將構成相當大的威脅，尤其在硫化機臺數較多的情況下更為嚴重。

鑒于以上原因，極力推薦選用廣州維遠way’s氣動波紋管截止閥，尤其是蒸汽管道上，可快速自動切斷介質，密封面的司太立合金材質耐高溫、耐沖蝕，閥桿處波紋管密封零外漏。