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瓦楞紙板:質量的控制與節能降耗

  在紙箱包裝企業新的生產線設備中,瓦楞紙板生產線設備是其中最重要的設備,也是紙箱包裝企業最大的投資。

  目前,紙箱包裝市場的迅速發展加劇了企業間的競爭,實力較強的企業紛紛購進新的生產線,中小企業也不斷結合新的工藝技術對現有瓦線進行升級改造。在這種情況下,如何控制瓦線的生產工藝,如何利用瓦線的組合化多功能優勢在生產中節約能耗,降低成本,提升產能,為企業創造更多的利潤,都是紙箱生產企業在微利時代所面臨的題目。

  一、紙板的生產工藝

  瓦線是瓦楞紙板生產線的簡稱,主要由干部設備和濕部設備兩部分組成。生產時,首先將卷筒狀的原紙置于無軸支架上,并在張力控制下逐步放卷,紙幅經過預熱缸進進瓦楞機,由單面瓦楞機制成瓦楞并與里紙貼合,形成單面瓦楞紙板;其次,單面紙板經輸送過橋到上膠機涂膠,復合面紙,進進烘干機烘干;最后,紙板再按要求壓線、縱切、橫切而制成規格紙板,再經堆碼輸出完成生產。

  就紙箱企業而言,近幾年來競爭異常激烈且利潤微薄。由于原料的緊缺,上游造紙企業成本提升,瓦楞紙箱原紙的價格不斷上漲,2007年以來各種原紙的均勻漲幅已超過30%。而另一方面,下游用戶對紙箱質量的要求不斷進步,卻不愿價格上升,紙箱的價格除了部分進步外,其余基本維持在原來的水平。基于此,只有從紙板生產工藝流程的全過程考慮,充分發揮設備的生產能力,進步生產效率,從原紙等材料的消耗、電能熱能的節約、廢品減少幾個方面進手,才能降低生產成本,提升利潤。當然,運行狀態良好的設備是順利生產的基礎,對現有瓦線上落后的部分應及時的進行升級改造,提升瓦線功能和配置,才能使瓦線效率得到最大的發揮。

  二、原紙的正確使用

  瓦楞原紙是生產紙板的主要材料,其物理性能直接影響到紙板的性能,因此企業一定要做好原紙的采購及檢驗工作。合格的原紙要外觀良好,無破損;纖維分布及厚薄均勻,無褶皺;強度等物理性能符合要求。只有性能穩定的合格原紙,才能減少瓦線上因紙幅收縮、紙面破損等引起的質量題目。

  瓦楞原紙也是成本構成的主要部分,節約原紙可有效的降低成本。原紙的浪費、紙板廢品的產生主要出現在單面機、輸送過橋、上膠復合、烘干、壓線、縱切及橫切這幾道關鍵工序中,實際操縱中應當在這幾個部分格外留意。

  輸紙部分配備自動接紙機可以避免因換單和更換原紙紙卷造成的原紙浪費,還可減少換卷停機次數而進步效率。固然采用高檔原紙可以避免紙幅褶皺的產生,但因此也會進步紙板的本錢,降低產品的競爭力。自動接紙機上的紙幅展平技術,使紙幅經過每一個導紙輥時都會向兩邊展平,即使是低檔原紙也不會產生紙幅褶皺,進步了原紙的利用率。

  無軸支架上使用的六角錐形夾頭,在使用過程中會把原紙紙管及內紙邊撐破,使尾紙難以使用,造成較多的剩余浪費。使用自動內漲式夾頭是目前比較成熟的改進方案,它結構簡單,無須動力輔助,夾頭凸條隨著原紙架橫移收縮或放松,在紙筒內自動膨脹展開固定原紙,或自動收縮卸下原紙,完全避免了錐形夾頭會撐破尾紙的弊端,提高了原紙的利用率,從而節約了本錢。自動接紙機的使用可以保證尾紙剩余量最少,浪費減少。

  三、張力的控制

  生產中開機、忽然停機、更換原紙卷或紙幅放卷過程中紙卷直徑產生明顯變化時都會引起張力的明顯變化。而紙幅張力控制不當會造成廢品,如張力過大會引起碎瓦、塌瓦、爆裂、紙幅褶皺、荷葉邊、紙板彎曲等題目,若張力過小又會引起起泡、紙幅偏斜、紙板翹曲等題目。

  張力的變化可以通過安裝恒張力控制系統來解決,其原理是實時地檢測輸出紙幅張力的變化,并根據其變化實時調整原紙制動器的制動力,形成“檢測——反饋——制動”的閉環控制回路,讓紙幅始終保持在設定的張力水平上運行。假如需要非常小的張力水平,僅有恒張力控制系統是不夠的,還需要中高檔的制動器來配合。以常用的氣動制動器為例,常見的有碟式制動器、盤式制動器和梅花多點式制動器三種,其中碟式制動器無法適應小張力控制,而梅花式制動器適應范圍寬,無論小張力或大張力均能滿足要求,盤式制動器性能適中。

  更換紙卷時,還須自動接紙機與恒張力控制系統配合才能實現張力的基本恒定。接紙機多數具備恒張力控制功能,這樣,接紙功能和恒張力功能可以實現無縫結合,因此可以保持張力基本恒定。

  四、上膠與紙板粘合

  黏合劑是瓦線上的另一重要原料,特別是使用低克重、低等級的瓦楞原紙時,企業現有的紙板生產設備能否生產出高品質的紙板來,黏合劑的性能非常重要。

  黏合劑首先應保證能夠有效地粘合。生產中往往由于制膠的穩定性不好造成粘合不良,另外傳統的壓力輥因間隙調整、磨損等原因也會對紙板粘合產生明顯影響。低克重瓦楞紙板必須要用高黏合劑,這樣抗潮性才好。而制作黏合劑的工藝必須進行調整,一般粘合度控制在18秒——25秒(3號杯),而上膠量控制在0.15左釉定視各企業上膠輥間隙而定)。上膠時最好能使用25線——32線90度凹型上膠網紋輥,這樣能使整個上膠量均勻,又能降低膠水成本。

  其次,黏合劑用量越多,粘合強度并非越強,上膠量過大還會導致干燥時需要的熱量增加、紙板強度受損等很多題目的產生,理想的狀態是只在楞尖中心施膠。

  傳統的上膠機通過壓力輥來完成瓦楞紙的上膠工作,瓦楞紙在通過壓輥與上膠網輥的間隙時上膠,上膠量的多少由間隙的大小決定。這種方式會由于輥間隙小于瓦楞紙自由狀態下的高度,使上膠后的瓦楞變形,紙板抗壓、耐破強度受到影響。同時,由于膠線不正及過寬,使上膠位置除了瓦楞頂部外還有側楞有膠,這樣,粘合后的紙板存在不同程度的倒楞、露坑、彎曲等現象,嚴重影響了紙板的邊壓等強度及使用性能,同時也給后道工序的加工造成不便。再者,由于加工件(包括網紋輥、壓輥等)自身的徑向跳動,影響了瓦楞上膠的均勻性,輕易造成紙板起泡、粘合不良等現象。

  觸壓棒是由一片一片的耐磨不銹鋼材料組成(也可選用碳化鎢),利用彈簧驅動,在彈性狀態下壓制瓦楞紙上膠,保證了上膠位置的正確及瓦楞強度的良好。

  薄膜計量器(TFMTM)上膠技術能正確地減少膠膜厚度,使之低于0.01mm。這就消除了黏合劑的潑濺和浪費,減少了膠水用量,可有效進步瓦線速度,減少膠水用量,而每個蒸汽室里的蒸汽壓力也能有效減少。通過精確施膠和精確的膠量計量,能讓瓦楞在單面機上避免了楞尖的塌陷,提高了紙板性能。

  五、瓦楞輥的選擇使用

  對于瓦楞紙板生產線來說,瓦楞輥是最昂貴的易損部件之一,其經濟性能和使用壽命直接關系到紙板的生產。進步瓦楞輥的耐磨性能,延長瓦楞輥的使用壽命,是降低瓦楞紙板生產成本的有效方法。

  高質量的瓦楞輥保證了生產線的運行時間盡可能長,減少了停機換輥的時間,對于生產效率有極大的進步,并使得停機換紙次數比以往有所降低,減少了芯紙的浪費。瓦楞輥耐磨性的進步使芯紙的選擇范圍更加廣泛,可有效的降低本錢。

  目前所用的瓦楞輥在制造時主要有中頻淬火后鍍鉻、中頻淬火后噴涂碳化鎢和激光淬火后鍍鉻三種工藝,這也為紙箱廠家的選擇提供了多種方案。

  中頻淬火瓦楞輥具有強化層較厚的優點,其最大上風就是成本較低,但是中頻淬火瓦楞輥下輥如先淬火、后開槽,有變形大的題目。碳化鎢瓦楞輥屬于高端技術產品,近年來使用較多,其耐磨性較好,但制造成本較高,對使用環境要求嚴格,經不起砂礫碾壓,在紙質較差的條件下使用比較輕易出現麻坑和凹陷。激光淬火后鍍鉻工藝可以提升表面硬度、強度、耐磨性,同時又使心部仍保持較好的綜協力學性能。

  目前在瓦楞輥的選用上,中頻瓦楞輥應用于中、低速生產線為多;碳化鎢瓦楞輥的應用則多集中在高速生產線上,但由于成本較高,很難進進中、低速瓦楞輥市場。激光瓦楞輥應用領域相對較廣,在中、低速生產線方面,對比中頻瓦楞輥,具有更高更穩定的品質、更長的使用壽命;在高速生產線方面,激光瓦楞輥只需將極小的變形量精磨掉后,即可滿足高速生產線的要求。綜合來看,激光瓦楞輥和碳化鎢瓦楞輥都是高技術含量產品,在三種主流制輥工藝中,激光瓦楞輥具有最佳的性價比。

  生產中瓦楞輥使用不當會造成高低楞、塌楞、碎楞、斜楞等故障,使用前要檢查瓦楞輥的平行度和緊固情況,調整好輥間配合壓力。使用時要留意進行充分的潤滑,生產中在瓦楞輥表面噴灑少量油霧或減摩劑,會使瓦楞輥間磨損減少,也可減少瓦楞紙斷裂和起泡現象。生產小門幅紙板時可左右上紙,以減少瓦楞輥的不均勻磨損,對于砂礫含量較多的原紙,可在預熱器的前后加裝除塵刷,進步它們的使用壽命。使用后要清除配合壓力,清掃輥面,清掃時切忌用水沖洗高溫輥面,否則將會使瓦楞輥變形,加速磨損。

  六、瓦線改造與節能降耗

  目前諸多的紙箱企業希望從內部節能降耗著手,控制并提升效益,但在實際操縱中經常因措施不當,不但不能達到節能和降低成本的目的,甚至還影響了自身的產量。瓦線能源消耗是生產本錢的重要支出部分,主要包括了電能和熱能的供給,通過適當的改造,可有效的節約電能和熱能,提升其利用率。

  (一)蒸汽回收機的使用

  瓦楞紙板生產線蒸汽回收系統是瓦楞紙板生產企業節能改造最好的項目,其節能效率可高達25%。蒸汽回收機是一種新型的高效節能產品,其工作原理是通過復式壓縮缸把用汽部位的冷凝水及其所攜帶的蒸汽一起直接壓進鍋爐,使鍋爐、用汽部位及蒸汽回收機形成一個密閉的循環回路,從而達到節煤、省油、省水、省電的目的。同時,由于鍋爐因蒸發而補充冷水的次數減小,鍋爐壓力在設定的壓力范圍內更加穩定,既減少了重新起爐升溫的次數,也有利于生產線加熱部位的熱量恒定供給,改善了紙板成品質量,提升了車速。目前,企業蒸汽回收機的安裝使用,證實了該設備的高效節能性。安裝蒸汽回收機后,節約煤可達18%以上,每小時節約用水達兩噸以上,同時鍋爐上水泵的使用壽命也進步了60%以上。該系統應選擇有技術實力而且售后服務質量好的專業公司來進行設計、安裝工作,這樣才能達到最好的節能效果。

  (二)變頻改造

  另一項重要的節能措施是對瓦線設備變頻器進行節能改造,特別是功率非常大的主驅動馬達電機,使用變頻器進行驅動是必然趨勢。一條傳統紙板生產線的均勻裝機容量為50KVA,假如采用新的變頻技術,同樣的一條生產線,就能比以前節省50%——60%的電量。某紙箱企業通過設備改造,將瓦楞機及熱板部的VS調速馬達全部換為變頻馬達、變頻器調速以后,均勻每月可節省5——6萬度電能。目前國內生產線中使用電腦橫切刀的紙箱企業也很多,但電腦橫切刀的控制還大部分是采用傳統的可控直流馬達方式,這種控制方式固然穩定性、切紙精度較高,但存在電能損耗過大的缺點。將橫切刀電腦控制系統改良成伺服控制方式,其生產車速較SCR系統,均勻車速可進步10%,電能可節省80%。特別是對電腦橫切機的驅動使用交流伺服技術,既能夠節能省電,又能夠進步控制精度,減少裁切誤差引起的浪費。

  (三)熱力壓板的使用

  熱力壓板也是由一片一片耐磨不銹鋼板組成,工作原理同觸壓棒比較相近,在彈簧力驅動下,通過帆帶壓制瓦楞紙板與熱板接觸,能加快能量交換,最大限度地利用能源。熱力壓板用在瓦楞紙板生產線烘干部,取代傳統的壓輥,可大大進步紙板與熱板的接觸面積,保證紙板成型時所需熱量,特別是烘干部前部紙板定型急需的熱量,同時也能克服由于烘板的熱變形而導致的紙板局板與熱板接觸不良而影響熱量交換的缺點。由于熱力壓板的高度是通過自動控制來實現的,在生產不同厚度、不同層數的紙板時可人為自動控制,保證了紙板的厚度。

  另外,瓦線生產車間的照明設計可以學習國外采用節能燈照明,目前國內大部分使用的250W金屬鹵化物燈在功率耗電方面大大超過了節能照明設備。

  七、減少停機率

  瓦楞紙板生產線的非正常停機會產生大量的廢品,而且會造成生產效率降低,使生產成本增加。應從職員、設備、物料、方法、環境等控制要素進手,找出瓦線停機的主要原因,然后針對每一種原因進行解決。具體到瓦線來說,為了降低生產本錢,必須要保證生產公道排程、要盡量把不同客戶需要的同質量檔次的紙箱加工安排在一起生產。為更有效地降低生產本錢,這一原則或這樣的組合還要結合考慮紙箱的尺寸因素,以使紙板線所產生的廢物最少。另外,還要對紙板的面積進行專門的計算,使紙板的加工面積最優化,減少材料的不必要浪費。瓦楞機排程時需要遵循同紙質、同幅寬原紙放在一起的原則,而且幅寬由寬到窄,這樣來降低換紙、換單次數。而減少停機率就必須做好對瓦線設備的維護保養工作,充分發揮設備的性能,進步生產效率是變相降低生產本錢的有效措施。

  此外,生產中也要留意各單面機生產出的紙板在天橋上不宜過多堆積,避免復合機車速過快或加速拉斷,各機臺應時時觀察天橋堆積量,配合復合機生產速度。瓦楞紙板生產線使用之后,伴隨著設備零部件的磨損,生產速度和效率會大大降低,而瓦線上的能耗和本錢則不斷進步。這就需要操縱職員及時對設備進行保養和維護,減少設備故障產生的廢品和故障停機。

  八、小結

  瓦楞紙箱企業中的生產本錢是指原紙、淀粉等原材料經瓦楞制板、印刷開槽、折疊粘合等生產程序而成為紙箱成品時所發生的一切成本,包括直接材料、直接人工和制造成本。其中瓦楞紙板的成本占有最高的比例,合格的瓦楞紙板生產是企業設備、技術和治理水平的綜合體現,當中的任何一個環節出現題目都會給企業帶來不必要的損失。要進步生產效率和企業競爭力,首先需要企業根據自身情況對現有設備進行升級改造,并做好生產預備和直接預備工作,保證設備運行狀態良好,有充足的蒸汽壓力,這是提升效率的基礎和條件。其次要對生產任務進行公道的調整搭配和科學的安排,以保持瓦線的均衡生產,減少生產中的停機次數和因此造成的廢品數。瓦楞紙板生產線作為一個系統,必須有科學的操縱方法,嚴格的設備維護,操縱職員能迅速正確處理生產中的各種常見題目,而且還要各機臺達到高度同一協調,只有如此,才能減少成本支出,提高企業效益。

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