降低SD EVO 型切絲機切后細絨絲量的研究

伍 勇，夏 祥，羅婉青，汪 鑫，陳 曦

（湖北中煙工業(yè)有限責任公司，湖北武漢 430040）

0 引言

為貫徹推進降本控費工作，湖北中煙工業(yè)有限責任公司積極開展降本提質增效活動，針對精品制絲線切后細絨絲造成的原料消耗問題展開探究。對所有生產線物料損耗點位展開摸排，分析各崗位生產流程中可能產生成本浪費的工序，抓住研究改進的關鍵痛點。調查研究發(fā)現(xiàn)，切絲工序停機既會影響生產線的連續(xù)加工性，而且在頻繁啟停過程中SD EVO型切絲機會產生一定量細絨絲，造成物料損耗加大、成本上升，煙絲質量下降，因此將其作為本次研究的課題。

1 背景技術

1.1 切絲工序基本工藝

切絲工序是制絲工藝中一個重要生產環(huán)節(jié)，其任務是把回潮、加料后煙葉切成符合工藝要求寬度的葉絲，便于后續(xù)加工。在制絲工藝規(guī)范中，SD EVO 型切絲機切絲工藝要求為“切絲寬度在0.7～1.1 mm 和寬度允差范圍±0.1 mm，切絲后葉絲松散，無粘連、并條、跑片等”。

1.2 煙草細絨絲的弊端

煙草細絨絲是指煙葉經切絲工序后產生的寬度遠遠小于標準寬度的煙絲，其外觀呈絲絨狀，在后續(xù)加工過程中耐加工性差，形成造碎。在切絲機生產過程中會產生一定量的細絨絲，既影響切絲質量，也會造成物料損耗加大。

本研究選取黃鶴樓5 號精品制絲線切后煙絲產生的細絨絲重量進行數(shù)據統(tǒng)計分析，結果顯示單次停機造成的細絨絲量均值在0.2 kg/次（圖1）。

圖1 SD EVO 型切絲機停機細絨絲重量均值統(tǒng)計

經過持續(xù)調查，統(tǒng)計了5 號線生產30 個批次的切后煙絲細絨絲量（圖2）。

圖2 單批次切后煙絲細絨絲重量統(tǒng)計

由圖2 可知，這30 個批次的切后煙絲中細絨絲量都在0.8 kg/次以上，平均值在0.91 kg/次，造成煙絲物料損耗嚴重。

1.3 煙草細絨絲產生的原因

當切絲機出現(xiàn)故障、供料不足或切絲后喂料機內物料過多時，會造成其停機。刀輥為高速運行零部件，其減速停機至完全靜止需要一個過程，此過程中銅排鏈也會在停止過程中在慣性作用下繼續(xù)產生輸送動作，該過程持續(xù)時間很短，但此過程中刀輥轉速與銅排鏈之間的速比發(fā)生了變化，因此會產生不合格的細絨絲，導致物料損耗。

針對切后煙絲批次生產細絨絲量過多的情況，通過頭腦風暴法進行研究討論，基于5M1E 法，在人、機、料、法、環(huán)等方面可能導致細絨絲量過多的原因進行分析，首先找出以下8 個末端原因：

（1）切絲機上、下游流量控制不當導致的停機。

（2）切絲前金屬探測器頻繁打料，導致流量達不到進料要求引起的停機。

（3）產品牌號批次不同的影響。

（4）SD EVO 型切絲機生產時刀輥速度過快，導致輸出流量較大，切后喂料機料倉滿倉引起的停機。

（5）切絲機生產時的物料進料，導致刀門較高輸出流量較大。

（6）生產環(huán)境溫度、濕度不同的影響。

（7）切絲機保養(yǎng)不徹底，導致上、下銅排鏈表面積垢摩擦力下降，物料輸送時打滑造成的細絲。

（8）切絲機操作工培訓不夠，導致操作不規(guī)范，隨意調整各種設定參數(shù)等。

經過調查分析、模擬實驗、現(xiàn)場測量等方式，抽絲剝繭找出問題關鍵癥結在于：①切絲機上、下游流量控制不當導致的停機；②切絲機生產時刀輥轉速過快；③物料進料高度過高。

1.3.1 切絲機上、下游流量控制不當導致的停機

統(tǒng)計了這30 個批次切后煙絲的細絨絲量，觀察發(fā)現(xiàn)停機次數(shù)越多，切后煙絲中的細絨絲量越多。在現(xiàn)場跟蹤切絲機生產，發(fā)現(xiàn)其上、下游流量控制不當導致造成切后喂料機料倉內物料較多，造成的頻繁啟停的次數(shù)較多為主要原因之一。向切絲機供料的上游設備主要有貯葉柜、切絲前喂料機、電子皮帶秤及輔聯(lián)輸送設備，既要保證切絲機供料充足，又要注意各設備輸送能力間的匹配，防止因供料流量大引起堵料現(xiàn)象，造成切絲機供料不足的停機。其中貯葉柜底帶運行速度（即出料量）與電子皮帶秤流量為重要控制參數(shù)。因此切絲機上游的進料流量控制與切絲機輸出流量、喂料機料倉內物料存量控制必須匹配。

1.3.2 刀輥轉速對細絨絲量的影響

刀輥轉速是切絲過程中的一個重要運行參數(shù)。刀輥電機轉速與銅排鏈電機轉速始終保持固定速比，SD EVO 型切絲機通過刀輥轉動以及銅排鏈進行物料輸送，持續(xù)切割“煙餅”，進而獲得均勻的切絲寬度。如果刀輥轉速設置不合理，導致下游流量過大，切絲機就會產生頻繁啟停。

跟蹤統(tǒng)計上述生產批次切絲機的刀輥轉速，結果如表1 所示。當?shù)遁佫D速設置在220～240 r/min 時，切絲機的停機頻次居高不下，此時切后煙絲的細絨絲量增多，因此切絲機生產時刀輥轉速較高是造成切絲機切后產生細絨絲的重要原因之一。刀輥轉速高、切絲機輸出流量大，而下游切后喂料機的容量是一定的，較大的流量會導致料倉滿倉的時間縮短，而滿倉情況下就會造成上游設備停機。隨著料倉內物料陸續(xù)輸送至下游HT 及烘絲機，料位減少，此時切絲機啟動，向喂料機供料。這也是切絲機頻繁啟停的主要原因之一。

表1 SD EVO 型切絲機刀輥轉速統(tǒng)計

1.3.3 物料進料高度對細絨絲量的影響

切絲機中物料進料高度的穩(wěn)定性會影響切絲流量（表2）。料位過高則進入上、下銅排鏈之間通道內的物料過多，容易造成刀門較高，導致進行切絲的物料多、流量大；而料位過低則會造成缺料停機。當料位高度偏高時，操作工會提高刀輥轉速，避免刀門超高報警；刀輥轉速提高后，通道的輸送速度也會相應變快，從而使得進入切絲機的料位高度下降。同理，當料位高度過低時，操作工會降低刀輥轉速，相應地通道的輸送速度也將減慢，從而切絲機的通道內料位緩慢升高，即刀門上升。

表2 SD EVO 型切絲機物料進料高度統(tǒng)計

經過跟蹤統(tǒng)計切絲機的物料進料高度發(fā)現(xiàn)，當切絲機的物料進料高度設置400～420 mm 時，切絲機的停機頻次也較多。造成切后煙絲的細絨絲量增多，因此生產時物料進料高度過高也是造成切絲機切后產生細絨絲的原因之一。

2 切絲工序設備及操控方法優(yōu)化

2.1 喂料機料倉料位檢測及報警裝置研制

針對切后喂料機料倉內物料控制的問題，設計一種料位檢測及報警裝置，通過漫反射光電管控制子站CPU 再控制報警器的控制思路進行穩(wěn)定切絲機流量。其控制思路邏輯如圖3 所示，光電管用于檢測料倉中料位情況，當料位較高時觸發(fā)報警裝置，此時料位未達到最高停機料位，不會造成設備停機，只作為提示預警。現(xiàn)場操作工在收到報警信息后及時處理，調整控制切絲機輸出流量，從而避免停機（圖4）。

圖3 漫反射光電管檢測裝置及報警器邏輯控制

圖4 檢測及報警裝置

2.2 切絲機刀輥轉速控制切絲流量的方法

在工廠工藝質量要求中增加刀輥轉速指標，指導操作工合理控制刀輥轉速，要求在切絲機穩(wěn)定運行過程中，將刀輥轉速控制于200～216 r/min（圖5），并且關注切后喂料倉儲料情況，避免倉中物料較少引起的斷流及物料滿倉引起的切絲機停機。

圖5 工藝指導卡

2.3 優(yōu)化切前喂料機提升帶頻率及物料進料高度

通過對刀輥轉速、切前電子秤設定流量、葉柜底帶頻率3 項參數(shù)優(yōu)化，將物料進給高度進行調整，避免倉中因物料較少引起的斷流及物料滿倉引起的切絲機停機（表3）。其中，切前電子秤設定流量、葉柜底帶出柜頻率兩個參數(shù)需要根據煙葉生產情況實際調整頻率，滿足切絲供料不間斷生產需要。

表3 切絲工序參數(shù)修改前后對比（精品制絲線）

如表4 所示，通過最佳SD EVO 切絲機穩(wěn)流量測試，找出最佳底帶頻率、切絲機進料高度、刀輥轉速范圍。并且由切絲機前電子稱流量趨勢圖可發(fā)現(xiàn)，切絲機停機次數(shù)由原來的5 次下降為1 次（圖6）。成功降低了切后煙絲細絨絲量的產生。

表4 5 號生產線SD EVO 型切絲機穩(wěn)流量測試

圖6 改進前后切絲前電子秤5208 的流量趨勢

3 實驗驗證

上述切絲工序喂料機料倉料位檢測及報警裝置和刀輥轉速、物料進料高度操控方法實施后，經過連續(xù)跟蹤統(tǒng)計2 個月中每批次SD EVO 型切絲機停機次數(shù)以及細絨絲量，對切絲機運行過程隨機抽檢了20 批次的數(shù)據，發(fā)現(xiàn)細絨絲量整體均值大幅下降，每批次的細絨絲量均值為0.18 kg，成功將切后煙絲細絨絲量由之前的0.91 kg/批次降低至0.18 kg/批次。

在制絲車間5 號生產線上實施項目改進，通過提升切后煙絲質量，減少跑片量及細絨絲量，提高煙絲產出量。經連續(xù)統(tǒng)計，5 個月內5 號線共生產成品煙絲3 208 777 kg，按減少跑片量及細絨絲量3 kg/10 000 kg計算，共增產962.63 kg，其中生產牌號共9 個。按相應牌號煙絲單價計算共增效約99 143 元，預計推廣到其他生產線后每年可節(jié)約130 余萬元。

4 結束語

降低SD EVO 型切絲機切后產生細絨絲量是迫在眉睫的問題，本文通過對倉式喂料設備進行料位控制方式改進設計，優(yōu)化切前電子秤設定流量、切絲機進料高度、刀輥轉速范圍等參數(shù)，解決了切后煙絲細絨絲量多現(xiàn)象的同時，減少設備非異常停機次數(shù)，提升切絲工序的質量，減少能源消耗，為成品煙支的生產質量保駕護航。本次改造也證明，創(chuàng)新設備改進及優(yōu)化崗位操作雙管齊下活動，成功達成預期效果，助力推動公司、工廠降本提質增效工作在車間生產一線落實展開。