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中國膠輥行業的現狀
編輯:2021-11-10 10:39:42
膠輥是橡膠工業制品的一個主要品種,廣 泛用于冶金、造紙、纖維紡織、印刷印染、木材加 工、塑料加工、辦公設備等行業,是重要的工業 配件。膠輥同工業連續化和省力化有著密切的 關系。因此,隨著工業現代化的進程,膠輥的重 要作用日趨顯現。
膠輥制造業在我國橡膠制品行業中,目前 仍處于弱勢,但同時又孕育著很大的發展潛力。 現在,很難說清楚,全國到底有多少家膠輥專業 生產企業。據估算,目前全國膠輥產量2001年 為3000 t噸左右,還不及日本的20%,全國還找 不出一家象德國的Boucher、日本的金陽社和橫 濱橡膠這樣規模的膠輥企業。近二年來,我國 膠輥行業也發生了很大變化。從企業產量來 看,工業用膠輥年產量超過300 t的企業,華北 有2家,西北1家,滬寧沿線2家,華南2家,再 加上星羅棋布的小型膠輥企業,估計全國工業 膠輥的產量2003年~ 2004年在6000-10000 t之 間,如果計入印刷等辦公用膠輥,年總產量約在 10000-15000 t以上。南京金三力橡塑公司 2003-2004年各類膠輥大幅度增長,年產量超過 400t,已成為全國較大的膠輥企業(內資)。進 入新的世紀,我國高級冷軋薄板生產機組,高品 質造紙成套設備等先進生產線的引進和技術改 造,給為其配套的膠輥行業帶來了難得的發展 契機。但由于無序競爭和缺乏宏觀引導,膠輥 加工制造發展不均,良莠不齊。一方面,有的廠 家致力于提升膠輥的工藝技術,引進先進的技 術設備,開發新產品,淘汰老產品;另一方面小 作坊式手工包膠小廠還在盲目上馬。高起點引 進和改造膠輥工藝設備,實現投料包膠機械化, 計量控制電腦化,表面加工數字化,以及通過技
術創新使膠輥增加品種,開拓功能,替代進口, 進而出口膠輥,已成為用高新技術改造膠輥行 業,跟上時代發展步伐的大趨勢。捆住膠輥企 業發展手腳的舊經濟機制,正面臨著重大改革。 國有資本退出,資本來源多元化,走向民營化股 份制的企業越來越多,應該說改制為膠輥企業 的未來帶來希望。另外,近幾年外資的引入也 比較引人注目,特別是超長大型膠輥的制造,已 有3?4家國外企業打入國內市場。
1市場需求和競爭
我國經濟的高速增長和加入WT0,經濟走 向全球化,刺激了市場對膠輥的需求,未來幾年 對膠輥需求量增長較快的當屬鋼鐵冶金行業。 我國冶金工業產量逐年增長,已成為產鋼大國,但國內迅猛發展的制造業所需的轎 車薄鋼板、家電彩涂面板、不銹鋼薄板等精品鋼 材和高附加值鋼材,因鋼鐵冶金技術升級緩慢, 仍然依靠進口。為擺脫這種落后局面,鋼鐵冶 金業已經展開了大規模的技術提升和技術改 造,如寶鋼、鞍鋼、武鋼、首鋼、馬鋼等大企業以 及德國的克虜伯、韓國浦項等外資企業都有大 的動作,紛紛引進和計改彩涂鋼板生產線、鍍鋅 線、鍍錫線、酸洗線,再加上家電行業的海爾公 司及各地自主計改建設的大大小小的不銹鋼薄 板和涂覆生產線,近幾年不下幾十條。每條生 產線安裝膠輥少則十幾根,多則上百根。另外, 它們投人運行后,還需相當數量的備件。由此 可見,鋼鐵冶金行業對膠輥的需求,不是簡單的 數量上的需求,其內涵應理解為對膠輥高技術 含量和高性能的需求。如,具有2000年技術水平的高級轎車用冷軋薄鋼板生產機組,要求裝 機膠輥線速達1000 m/min,表面無缺陷,粗糙度 Ra(0,8pni)。目前,普遍采用機械強度高、耐 磨易加工的聚氨酯膠輥。涂層用膠輥除對膠料 要求其耐溶劑外,對其表面加工工藝,如園柱 度、跳動度、直線度、粗糙度、同根硬度差等也都 提出了近似金屬加工件的車磨要求。
造紙膠輥的市場需求也占有一席之地。據 估計全國各式造紙生產線幾千條,每條線上都 配備有橡膠輥,從幾根到幾十根不等。因此,造 紙行業順理成章向膠輥提出了高硬度、高線速 度、高線壓要求?,有的還要求耐較高溫度,象造 紙機網部的毛布導輥,真空輥壓榨部的溝紋真 空輥,盲孔脫水輥,二壓溝紋輥、施膠涂布機的 上料輥、計量涂布輥、壓光機的軟壓質光輥、超 機壓光輥等已不僅僅是量的要求。這些新型膠- 輥都超出了我國傳統膠輥生產工藝的制造水 平,故對“質”的需求也很高。目前,不少國內造 紙企業還在靠進口解決問題,因此滿足國內這 部分需求,具有很高的經濟效益和社會效益。
印刷膠輥和辦公設備用膠輥是膠輥市場的 大戶和重要組成部分,印刷機械不斷地推陳出 新,以及傳真機、復印機、計算機等辦公設備大 量普及及花樣翻新,使膠輥需求應接不暇。一, 數量大,如為傳真機生產廠配套需求量一個品 種都在萬根以上;二,要求特殊,如要耐有機溶 劑、耐熱、加工尺寸準確等。
我國廉價的勞動力和良好的經濟發展氛 圍,都成了吸引外國成套設備制造企業在我國 采購各種配套膠輥的優選條件。目前已不限于 預測,日本有關企業已捷足先登,他們生產的冷 軋薄鋼板生產線、酸洗線、彩涂線都優先在中國 采購。歐盟向中國出口的大型機械中的配套膠 輥,也要求中國國內直供裝配使用??傊?,這種 出口膠輥的市場機遇非??少F,后勁和潛力是 很大的,發揮我們的優勢,保證髙品質和優質服 務,出口市場可以做的很大,甚至可以創品牌。 膠輥雖有良好的市場前景和較好的效益,但膠 輥企業面臨的競爭也是異常激烈的。機遇和挑 戰對每一個膠輥制造廠都是嚴峻的考驗。
2技術創新和技術改造
進人二十一世紀,國內外膠輥行業的技術 進步有目共睹。
2.1用于膠輥的膠種
2.1.1聚氨酯橡膠崛起。聚氨酯橡膠綜合性 能出眾,它具有硬度范圍廣(可以從邵爾A40- 邵爾D80)、機械強度高、耐磨(是普通橡膠的5 ?10倍)、耐油、吸振性能好,以及切削加工容 易等優點。上世紀七十年代以來,它用于膠輥 并相繼取代了不少傳統的普通橡膠,幾乎達到 了與普通橡膠平分秋色的地步,現在國外先進 的冷軋薄鋼板機組于線速度在1000 m/min 左右,線壓也要求80 kg/cm以上,普通天然橡 膠、丁腈橡膠已無法適應其要求。因此,裝機膠 輥66%以上,特別是張力輥、拉矯輥都改為澆 注型聚氨酯膠輥。有些鋼輥如測量輥,負重輥, 為了減少在鋼板上的印痕,而改為機械強度高, 又比鋼輥有柔韌性的聚氨酯膠輥。隨著造紙膠 輥的技術進步,要求線壓力超過150 kg/cm線速 度達1800 m/min,硬度達到邵爾D74-80。雖然, 將普通橡膠制成硬質橡膠可以達到這個檔次的 硬度,但韌性差、耐沖擊差、耐磨性不好、修磨周 期短,而直徑近1 m,長度為10 m左右的大型膠 輥,經常拆卸修磨,是件很麻煩的事。改用髙硬 度聚氨酯彈性體材料制造,壓榨輥的修磨期可 延長3個月,使用壽命是普通橡膠的4~5倍。
聚氨酯橡膠的另一項寶貴性能,即在有機 流體中和其他橡膠一樣會溶脹,但從流體中取 出,干燥,除去溶液后,能恢復到原來的尺寸,這 使得低硬度聚氨酯膠輥在有機涂層、涂料涂層 作業中得到了廣泛應用。
聚氨酯橡膠的不足之處是生熱大、耐熱性 特別是耐濕熱性能受到限制。但聚氨酯彈性體 種類很多,可根據加工要求進行合成,改性的余 地很大。因此配合材料、工藝選擇得當,耐熱、 耐水解、耐一定程度介質性能都會有很大改善。
2.1.2特種膠輥應運而生
由于技術進步和使用條件越來越苛刻,各 種特殊要求的特種膠輥應運而生。具有擠干功 能的酸堿洗膠輥,主要用在鋼鐵冶金業板材生 產線的脫脂、酸洗、化學涂層、擠干等各個階段如脫脂用堿液為25 g/L,溫度70尤?80^。酸 洗為稀硫酸;化學涂層為鉻酸;不銹鋼生產線還 要使用氫氟酸,能適應這些條件的優先選擇是 耐化學藥品、耐天候老化好的氯磺化聚乙烯(海 帕隆)橡膠。由于酸堿介質品種、濃度、溫度和 所有條件千差萬別,同是氯磺化聚乙烯橡膠配 方,可考慮并用,選用適當配合劑,配方膠料研 究開發的潛力很大。
至于彩色鋼板覆膜用膠輥及服裝、塑料工 業高溫條件下使用的膠輥,國內眾廠家都知道 可采用硅橡膠制造,但由于使用壽命短、易脫 殼、爆裂時有發生,因此,要求使用耐用溫度在 250尤以上,使用壽命半年以上的大型硅橡膠 輥,仍需組織攻關解決。特別是在高強度硅橡 膠的選擇,粘合體系,成型硫化工藝改進等方面 期待著突破。
至于造紙機用超級軟壓光輥和大型光澤 輥,硬質橡膠或橡膠與樹脂并用材料都在可選 之列,使用條件較大工作線壓300 KN/m以上, 車速1000 m/min左右,相鄰鋼輥溫度120尤~ 150^,包膠硬度邵爾D90以上,國外己有類似 產品,我國還在研究開發中。另外,一種通過油 壓調節輥面中拱度的高性能、高硬度造紙膠輥, 也跟隨引進的造紙機械進人我國。
2.2膠輥的結構
在橡膠制品中不起眼的膠輥,如果結構不 精心設計和沒有足夠的經驗來處理,使用時也 會功虧一簣,目前國內外的膠輥結構已有出新。 2.2.1輥芯的結構。輥芯除保證剛度支承外, 其結構和材質也相當重要,有條件的應考慮內 芯通冷卻水,減少橡膠內生熱帶來的負面影響, 由于膠粘劑及膠輥制造工藝的進步,已不再要 求輥芯表面車有螺紋。
2.2.2輥面二種橡膠硬度的結構。不少膠輥 輥面由內外不同硬度的膠層組成,有的相差邵 爾A15?20,還有的用二層不同的膠料,這種膠 輥多用在起緩沖作用的部位。
2.2.3混有碎膠粒的結構。為增加摩擦系數, 用于制動控制的膠輥在輥面膠層里摻入橡膠硬 度不同的膠粒。
2.2.4帶有纖維織物的結構。在輥面膠層中 部添加化學纖維織物,大大增加了膠層的整體 強度,是造紙行業較新的膠輥結構設計方案。
2.2.5各種表面形狀的膠輥。膠輥表面雖以 圓柱平滑型為主,根據不同的功能用途,也有凹 凸、螺旋、溝槽、花紋孔洞等多種表面形狀,但需 要切削工藝加以配合。
2.3膠輥的工藝裝備
2.3.1冷喂料纏繞熱貼成型機是膠輥成型的 核心設備,是目前替代手工包膠的優先選擇,具有擠 出膠片規整,包膠壓合力大,無氣泡缺膠等優 點。由于膠料通過擠出機連續擠出供應膠片, 并通過電子控制,將出片速度、纏繞速度協調一 致,提高了生產效率。這種設備目前國內已有 3?5臺。南京金三力橡塑公司近年從國外引 進的冷喂料纏繞機不僅具有先進的包貼功能, 還可加工直徑1.5 m,長度8 m的大型膠輥,是 國內較大規格的電子機械化膠輥成型設備。 2.3.2纏卷壓力包膠機是實用型的膠輥成型 機械。它利用多個工作輥加壓和膠片多層貼 膠,實現膠輥包膠成型作業,比較適合小規格多 批量的膠輥生產。
2.3.3澆注型聚氨酯膠輥生產線以液體澆注 機為核心,是生產無氣泡、硬度’均一的聚氨酯膠 輥的專用設備,有二組分、三組分、四組分,澆注 量從1 kg?30 kg/min都有,國內已有10臺之 多。南京金三力橡塑公司較新引進的澆注機為 4組分,澆注量為30 kg/min,有可編程序控制 器,對原材料配方及各工藝參數可進行全過程 調控,計量誤差低于1%,溫控±1尤,可以連續 生產1200 kg澆注產品,設備先進性和生產能力 現階段位居全國之首。
2.3.4旋轉澆注機聚氨酯膠輥設備的制造工 藝是,由混合頭澆出的液體聚氨酯膠料流淌到 旋轉的輥芯上,因其可快速固化(一般在20 s 之內),因而無需模具便可完成澆注型膠料的定 型作業。其優點是節省模具,生產周期短。
3對發展我國膠輾工業的建議
(2) 建立新機制、實現膠輥工業專業化生 產
生產膠輥企業大多是小型企業,企業數童 過多,布局分散,規模偏小。當前應乘改革開放 的東風,從產權制度這個根本環節入手,支持資 本多元化,把經營者和職工的利益與企業的命 運真正捆在一起,營造幾個象國外膠輥大企業 那樣的專業廠家,使膠輥整體生產技術水平接
近國外先進廠家,不僅在國內市場,也要在國外 市場上創造輝煌。
(3) 膠輥發展要走技術創新和技術改造的 康莊大道
技術創新是企業真正的生命力。膠輥也是 一樣,要走創新之路,要出自己的新產品,象高 強度硅膠輥、高耐有機溶劑低硬度涂料膠輥、低 生熱聚氨酯膠輥、油壓調控中高造紙輥、高硬度 耐磨超級壓光膠輥、新斷面結構的高性能膠輥 以及布有膠粒的高摩擦系數膠輥等等都是急需 科研攻關解決的課題。同時,膠輥行業還要勇 于淘汰效率低下,質量較差的老設備及過時工 藝,引進高新技術改造傳統膠輥工藝,如冷喂熱 貼、硅橡膠擠出整體成型、填補混人多組分常壓 澆注、無模旋轉澆注等等,做到技術創新改造起 點高,目標瞄準同年代的國際先進技術水平。
(4) 建立輥芯專業生產基地
輥芯是膠輥的支承,輥芯粗制濫造,就不可 能生產出合格的優質膠輥,國內很多膠輥比不 上國外先進廠家的膠輥,差距首先就是輥芯。 要減少這種差距,首先要從行業的角度挑選一 些具有高水平加工能力和質量意識,愿意為膠 輥行業服務的機械加工廠作為輥芯配套定點單 位。其次是重視材質的選用,應根據不同的使 用要求盡量選用機械強度高、焊接性能好,沒有 氣孔,與橡膠粘接良好的材料。另外,還應精心 設計和保證相當的加工精度,如輥芯的壁厚、軸 端熱處理、動平衡及靜平衡試驗等。
(5) 重視膠輥輥面的加工
膠輥行業自身因為熟悉橡膠的機械物理性 能,應具備表面加工能力。
磨削加工是保證高精度形狀尺寸及高光潔 度表面的重要手段,如中高尺寸等。因此,要提 高膠輥的檔次,開發膠輥的使用功能,磨削加工 必須得到長足的改進。目前磨削加工主要靠磨 床,大型數控磨床國內已能解決,但所需大氣孔 砂輪還不能系列配套供應。另外一種可裝在精 密車床上的可卸式磨頭裝置已經問世,精巧周 到的設計,可使膠輥表面加工的精度和均一性 得到很大的提高。
輥面幾何形狀加工,溝模、花紋等形狀需投 入必要的專用裝置,有條件可引入數控編程加 工,通過加工輥面幾何形狀,挖掘膠輥使用上的 潛力,可以收到意想不到的效果。
