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瓦线产生废品的常见原因及技术改进措施

2021-08-18 来源:开封机械信息网

瓦线产生废品的常见原因及技术改进措施

我国瓦楞纸箱产业发展迅猛,但效益并未有明显的增长,原因在于产值的增长来自于大量资金、设备和劳动力的投入,而不是靠技术来提升效益。就纸箱企业而言,在竞争异常激烈的市场面前,提高产品的成品率,或称降低产品的废品率是产生效益的关键。降低废品率应从纸板生产工艺流程的全过程考虑

纸板生产线的原料输入是原纸,输出是瓦楞纸板,因此成品率应是输出与输入的比值,而输入与输出之间产生的所有废料废品与输入的比值称之为废品率。明确了废品率的概念,就可以从输入和输出之间所有的工艺工序环节着手来分析废品废料产生的成因,及降低废品率的技术措施。

瓦楞纸板的生产工艺流程如下:

首先将原纸置于无轴支架上,在控制张力的前提下逐步放卷,纸幅经过预热缸进入瓦楞机,由单面瓦楞机制成瓦楞并与里纸贴合,形成单面瓦楞纸板,再经输送过桥到上胶机涂胶,复合面纸,进入烘干机烘干,按要求压线、纵切、横切而制成纸板,最后经堆码机收纸,完成整个从原纸到瓦楞纸板的生产过程。以上每个工艺环节都和废品率息息相关,本文从每一个环节入手分析造成废品的常见原因(每一个现象都有多种原因,在假设设备基本调整到位的前提下,分析常见原因,并给出相应的技术创新或技术改造的方案。

尾纸的浪费

尾纸的浪费来源于无轴支架上国内普遍使用的六角锥形夹头,它在使用过程中会把原纸纸管及内纸边撑破,使尾纸难以使用,尾纸报废率据统计至少超过5%。

使用自动内涨式夹头是目前比较成熟的改进方案,它结构简单,无须动力辅助,夹头凸条随着原纸架横移收缩或放松,在纸筒内自动膨胀展开固定原纸,或自动收缩卸下原纸,完全解决了锥形夹头会撑破尾纸的弊端,提高了原纸的利用率,从而降低了废品率。

除了因锥形夹头撑破纸边造成的尾纸的浪费之外,还有一种可能就是虽然没有破边,但因尾纸未能全部用尽而造成尾纸的浪费,其原因多数在于使用人工接纸造成。国内纸板生产线多数没有安装自动接纸机,使用人工接纸为保证接纸成功保留一定长度的纸尾是必然的,每天因为保留的纸尾而造成的浪费至少会超过50kg,最大甚至会超过300kg,一年下来会给企业带来几万至几十万的损失。

进口纸板生产线普遍配置自动接纸机来解决此问题,使用自动接纸完全用尽尾纸成为可能,需要指出的是因接纸机性能的差异,有些低档接纸机仍然不能用尽尾纸,原因在于低档接纸机接纸动作所耗用的时间过长,如用尽尾纸会造成接纸失败,只有高档的高速接纸机才能彻底避免尾纸的浪费。

纸幅接头造成的废品

每条纸板生产线原纸部位每个班至少会换原纸卷20次~ 50次,如使用人工接纸每次平均接头长度为3m~5m,以五层纸板生产线为例每个班因接头造成的浪费至少400m以上,加上多层纸板造成的连带纸幅浪费会超过1000m,因此接头造成的纸幅浪费非常严重。

使用自动接纸机可以圆满的解决此问题,因自动接纸机的接头长度仅有60mm~ 80mm,和人工接纸接头长度3m~5m相比,其浪费微乎其微,若接头不在面纸和底纸上甚至不影响瓦楞纸板的正常使用。

张力变化引起的废品

因纸幅放卷时张力变化引起的废品是多方面的,若张力过大会引起碎瓦、塌瓦、爆裂,纸幅褶皱、荷叶边、纸板弯曲等问题,若张力过小会引起起泡、纸幅偏斜、纸板翘曲等问题,造成瓦楞纸板的直接废品,若操作工经验丰富此项废品会有所降低,但张力变化是纸板直接产生废品的最常见原因之一,其所占的比例至少10%以上。

以下几种情况易引起张力产生明显的变化:在纸幅放卷过程中纸卷直径产生明显变化时;开机时或突然停机时;更换原纸卷时。

前两种情况可以通过安装恒张力控制系统来解决,其原理是实时地检测输出的纸幅张力(即纸幅松紧度)的变化,并根据其变化实时调整原纸制动器的制动力,形成检测-反馈-制动的闭环控制回路,让纸幅始终保持在设定的张力水平上运行。需要特别指出的是若需要非常小的张力水平(使用低档原纸时可能会用到),如小于0.05MPa,仅有恒张力控制系统是不够的,还需要中高档的制动器来配合,以常用的气动制动器为例,常见的有碟式制动器、盘式制动器和梅花多点式制动器三种,其中碟式制动器无法适应小张力控制,而梅花式制动器适应范围宽,无论小张力或大张力均能满足要求,盘式制动器性能适中。

最后一种情况(即更换纸卷时)还须自动接纸机与恒张力控制系统配合才能实现张力的基本恒定,原因在于采用人工接纸时是无法实现恒张力的,这时出现纸幅松弛、纸幅偏斜是必然的,而接纸机多数具备恒张力功能,这样接纸功能和恒张力功能可以实现无缝结合,因此自动接纸可以保持张力基本恒定。

纸幅褶皱引起的纸板废品

随着国内企业普遍使用低档原纸来降低成本,因纸幅褶皱产生的废品呈明显增长趋势。其产生的原因是原纸的整个宽幅上纸的纤维分布和厚薄明显不均,或在宽度方向上纤维强度太低,造成纸幅受力后自然向中间收缩而形成褶皱,因此在低档原纸上容易出现。

虽然采用高档原纸可以避免纸幅褶皱的产生,但因此会提高纸板的成本,降低产品的竞争力。采用美光自动接纸机上创新设计的纸幅展平技术,即使是低档原纸也不会产生纸幅褶皱,纸幅经过每一个导纸辊时都会产生向两边展平的效果。

楞形缺陷造成的纸板废品

楞形缺陷主要表现为高低楞、塌楞、碎楞、斜楞等现象,这些现象自然和瓦楞辊直接相关,首先应考虑瓦楞辊的安装与调整,若上下瓦楞辊不平行,会出现纸板一头打折一头破裂的现象;若上下瓦楞辊啮合位置有问题,会出现高低楞、碎楞等现象,可以通过松开上瓦楞辊两头的调节块螺栓来反复调整试验;瓦楞辊磨损后也会出现高低楞、塌楞等现象,目前在提高瓦楞辊耐磨性方面有多项技术可供选择,如碳化钨喷涂技术、TC涂层技术、纳米表面处理技术等,用户可根据投资回报状况及资金状况综合考虑来选择。

另外,铜刀对纸板的楞形缺陷也起着重要的作用,通过它对已成型的瓦楞纸进行导向并保证在离心力的作用下正确地涂胶,如果铜刀调整不到位,或与下瓦楞辊间隙过大,或磨损,都会出现瓦楞不规整等楞形缺陷。采用真空吸附改造可以彻底克服铜刀带来的问题,它是通过吸风以及风压的作用来对纸板进行导向,其均匀度大大高于铜刀,可以明显提高纸板的质量,但改造时应注意密封问题和风机的功率,否则可能会无法达到预计的效果。

粘合不良引起的纸板废品

在涂胶辊等结构调整已到位的前提下,粘合不良与胶水及压力辊的关系最密切,胶粘剂首先应保证能够有效地粘合,往往因为制胶的稳定性不好造成反复出现粘合不良现象,另外传统的压力辊因间隙调整、磨损等原因也会对纸板粘合不良产生明显影响,改装成弹性触压棒可以保证瓦楞芯纸均匀地贴合在糊辊上,无论是纸的厚薄或楞型的变化均可自动进行调节,可以保证上胶的均匀度,其结构是一片片板状的压块,其上有波浪形凹槽,并装有精密的弹簧,可自动调节不规则压力所产生的跳动,在保证不把楞型压扁的前提下达到均匀着糊的目的。

因物理强度不达标导致的纸板废品

依据GB/T 6544《包装材料瓦楞纸板》的规定,瓦楞纸板需要检测的物理指标有:边压强度、耐破强度和粘合强度,纸板的物理强度当然和瓦楞原纸的物理指标如环压指数、裂断长等直接相关,但通过使用优质的高档原纸来提高瓦楞纸板的物理强度却并不是纸箱企业所期望的途径,因此以下着重探讨在同样瓦楞原纸的前提下提高纸板物理强度的方法和技术。

影响纸板强度的主要因素有:瓦楞原纸的物理强度、瓦楞的成型温度、粘合强度、纸板的水份含量、胶膜硬度等,其中瓦楞原纸的物理强度和瓦楞的成型温度这两项因素以下不再探讨。纸板的粘合强度需要考虑胶粘剂的质量及工艺、原纸的特性、有效粘合面积等几项因素,因瓦楞纸板的结合主要是依靠淀粉胶粘剂对纸张表面的渗透然后扩散吸附等作用形成表面结膜凝胶达到对纸张两个表面的粘合目的,因此胶与纸之间的渗透作用至关重要,如果原纸的吸水性能好、紧度适中,加上质量稳定的胶粘剂,粘合强度自然有保障。纸板的水分含量高其物理强度会直线下降,可通过以下途径降低纸板水分:控制胶水的浓度和涂胶量、控制原纸水份含量、提高蒸汽压力、提高干部的烘干能力,若上述条件无达到则需要降低车速。胶膜硬度是胶粘剂的重要特性之一,对纸板强度影响很大,国内普遍使用的胶粘剂是玉米淀粉加烧碱和硼砂,这类胶粘剂的胶膜硬度不够,需要选用纸板生产线专用的增强型胶粉。

非正常停机产生的废品

瓦楞纸板生产线的非正常停机会产生大量的废品,而且会造成生产效率低下,非正常停机产生废品的工位主要有:预热缸会造成原纸过热;瓦楞成型部会造成愣型缺陷;涂胶辊部位会造成糊胶;烘干部会造成纸板过于干燥等等。造成非正常停机的因素主要有:换单和更换原纸卷、设备故障等,若配备自动接纸机可以避免因换单和更换原纸卷停机,注意日常的设备维护保养、按计划及时大修可减少因设备故障停机。

换单造成的纸板废品

目前在纸板生产线上每天生产几十至几百个订单是很常见的,换单造成的常见问题如下:停机造成的废品、接头造成的废品、张力突变造成的废品、各层原纸错位造成的废品,其中前三项前文已作说明,而各层原纸错位造成的废品因操作者能力和经验会有较大的差别,经验丰富的操作者可以将此项废品控制在3m~5m内,若有生管控制系统则可控制在1m以内,一些高档接纸机附带的小生管系统也能达到同样的效果,这样节约的纸板每天至少有300m以上。

转载自:全球彩盒工业

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