第四章 瓦楞纸板生产
第一节 瓦楞纸板生产线
要想用瓦楞纸板自动线生产出好瓦楞纸板,首先要抓住五个要素,即设备、原纸、黏合剂、温度及人员素质。其中,设备是首要因素。这方面先要抓住各台设备的相关间隙及间隙的调节和压力调节,使设备发挥出正常水平,尤其对自动线的相关间隙要有所了解。下面简要介绍间隙的调节方法与要求。
一、单面机瓦楞辊平行度调整
瓦楞辊的平行度分齿向平行度和轴向平行度。所谓平行度,是指上、下瓦楞辊轴的同心度和瓦楞齿间的平行程度,瓦楞辊平行度如果没有调好,就会导致压出的瓦楞出现瓦纸两边的收缩率不一致,瓦楞纸板两边的厚度不一致或出现瓦楞被压破、倒楞、荷叶边等毛病。瓦楞辊平行度不好,一是因设备在安装时调整不到位;二是生产一段时间后,由于受高温、高压及运行磨损而导致瓦楞辊的平行度发生变化,所以要定期对瓦楞辊的平行度进行检查和校准。
如果瓦楞辊平行度不好,可通过调整上瓦楞辊的偏心轮慢慢进行校准,试验方法可采用复印法进行压痕验证,即将一张复写纸夹在两张白纸之间,然后分别在操作侧、传动侧及瓦楞辊中央三处,将其放入缓缓转动的两瓦楞辊之间,选用的两张白纸总厚度应与实际生产的瓦楞原纸厚度大致相同,一般为25~30丝。通过上、下瓦楞辊的相互啮合转动,将楞痕由复写纸复印在白纸上,通过对比三处压痕宽度及颜色深浅来判断瓦楞辊的平行程度,直到三处压痕相同为止。在进行压痕试验时,需适当减轻瓦楞辊间的压力,切断蒸汽,使瓦楞辊温度消失后方可试验,以保证压痕试验效果。用此种方法调瓦楞辊的平行度虽然耗时,但原纸浪费少。
如果是有经验的机械师,也可在开机状态下,通过直接调整上瓦楞辊的偏心轮,来校正上下瓦楞辊的平行度,见图4-1。
图4-1 瓦楞辊平行度的调整
二、匀胶辊与施胶辊的间隙调节
匀胶辊与施胶辊的间隙决定着施胶量的大小,间隙小上胶量小。反之则大。该间隙一般控制在0.2~0.4mm,施胶量的大小将直接影响瓦楞纸板的质量。施胶量小时可能引起纸板黏合不好,或出现假黏;但当施胶量过大时,则易引起胶料难以糊化,导致纸板黏合不良和纸板水分含量高,另外也易导致纸板出现翘曲,纸板与纸箱的强度下降。当胶量太大时还会引起生产机速跑不起来,增加电能和蒸汽的消耗,降低劳动生产率。因此对这一间隙一定要按要求调整到最佳位置。
三、双面机的两个重要间隙
1.浮动辊与上胶辊的间隙调节
这一间隙既要保证瓦楞纸板能通过,又要保证瓦楞纸板正确施胶(间隙是相对所通过纸板厚度而言的)。如果间隙调得太小,易造成瓦楞压扁,施胶面增大,纸板水分含量增高,机速提不起来,并产生一些其他质量毛病。因此,在调节这一间隙时,一定要以瓦楞纸板的实际高度为依据来调节。一般来说,合格瓦楞纸板的高度是,A楞的楞高4.5~5.0mm,C楞的楞高3.5~4.0mm,B楞的楞高2.5~3.0mm。但是当施胶间隙调得过大时,易引起瓦楞峰上施不到胶,或施胶不均匀而导致瓦楞纸板黏合不良。
2.匀胶辊与上胶辊的间隙调节
该间隙与单面机的原理相同,也决定着上胶量的大小,不同的地方在A楞、C楞、B楞的楞高及楞宽是不一样的,所以施胶的间隙也不能调节成一样大小,要各有不同。一般来说,紧贴热板的瓦楞可稍微多施一点胶,而处在夹芯层的瓦楞施胶量则以少为佳,因为夹芯层受热能力比紧贴热板的面纸受热差,如果施胶量过大易导致胶料难以糊化,从而引起瓦楞纸板黏合不好或瓦楞纸板含水量较大。
四、几个用压缩空气产生压力的调节
1.上下瓦楞辊间的压力调节
这一压力是瓦楞成型的重要因素,气缸的气流来自空压机,要想在压力控制上取得一个稳定值,首先应保证空压机的输送量达到最大,在操作台上的气阀旋钮,是供操作工在所需的压力范围内选择相应压力值用的,这个压力值一般为4~8kgf(1kgf≈9.8N),对于进口纸、厚纸板,则该压力值要取大一点;而对薄纸,则可适当将压力值减小一点。如果气缸压力小或无压力,可进行相应检查——先检查进气的气管是否有气,如果有气,则再检查进气缸处的气管接头处是否有气,如果没有,可能是气压调节阀有问题;如果有,而气缸仍无压力,可能是气缸有问题,应对气缸作进一步的排查,看是否有问题。需要强调的是,开机前切记,在瓦楞辊空转时,不要对其施加压力。因为空转时加压,易造成瓦楞辊不必要的快速磨损。而且一对新瓦楞辊价值为6万~8万元,如果减少了瓦楞辊的磨损,实际上就是延长了瓦楞辊的使用寿命,降低了瓦楞辊的更换频率和维修费用。
2.瓦楞纸压力辊的压力调节
瓦楞纸在瓦楞辊上成型后,由施胶辊在瓦楞峰上迅速施胶,并经压力辊的快速压合,使瓦楞纸板迅速形成黏结。此处的压力也要适中,过小易造成黏合不好,压力过大易把瓦楞纸或者是里(夹纸)压破,同时也易造成瓦楞辊和压力辊的快速磨损。此处的压力调节范围一般为5~8kgf。在使用厚纸或进口纸时,此处的压力也可适当调大一点。反之,应适当减小。
3.天桥上的张力调节
该张力对纸板在热板中的黏合、纸板的平整度、走纸的均匀性有很大的关系。此处的张力,有用控制吸风量来调节的,有用气缸压力调节的,也有用弹簧方式调节的,不论是哪种方式都应调节好。缺少此张力不行,因为单面瓦楞纸板在进热板时容易引起弹动或被拉断,成型后的纸板也易引起开胶,或出现洗衣板状的质量毛病。当张力过大时,则易引起单面瓦楞纸板拉断而造成停机。因此该处的张力应适当控制好。
五、纵切刀
纵切刀,尤其是硬质合金圆切刀(又称薄刀),因其具有极高的耐磨性、硬度与脆性,如正确使用,能提高瓦楞纸板的分切效果,延长刀片的使用寿命;反之,极易造成刀片破碎。而且此刀价格昂贵,一片就是1000多元钱。高速钢的纵切刀片,价格要低得多,但质量不好。因此在使用硬质合金圆切刀时,要注意以下事项:硬质合金圆切刀硬度高、耐磨性好,但脆性大,所以在搬运、管理和使用这种刀片时,要轻拿轻放,平直放置,不能与其他钢件等硬物发生碰撞;确保设备的精度水平与硬质合金圆切刀相匹配,精度太低,设备震动大,也易导致刀片破碎。
1.装夹刀片时的注意事项
① 装刀前要检查刀盘运转跳动量是否正常,装夹面是否平整。
② 装刀时,应检查刀盘上是否有异物,并将刀盘擦拭干净后,方可装入刀片,在紧固刀盘螺栓时,应对角紧固,用力要均匀,松紧要合适。最好在刀片和法兰盘间嵌上薄纸垫圈,以缓冲刀片和刀盘之间的强度配合。
③ 调整刀片位置至托纸架中央,同时调整托纸架高度,至刀片嵌入刀槽5~10mm,刀片距刀槽两边要均匀地留有缝隙,然后锁死托纸架,严禁托纸架在运转中松动移位,严禁刀片与刀槽发生摩擦。
④ 空转检查刀片运转跳动是否正常,有无摩擦,刀片是否运转在刀托中央(刀片未装正运转时刀会走S形)。
2.修磨刀片刃口时的注意事项
① 首先检查砂轮座螺栓是否松动。装上砂轮后,检查砂轮端面跳动是否过大,否则磨刀片时,刀的刃口易产生锯齿。
② 正确调整刀片与砂轮间隙,要求两片砂轮与刀片的间隙必须达到相同,否则,磨刀时将产生扭曲现象,造成刀片破裂。
③ 砂轮磨刀片的角度和刀片刃口倾斜度要大致相当。
④ 要正确配置人造金刚砂轮。砂轮过粗或过细,均影响刃磨效果,比较合适的粒度一般是180~240。
⑤ 磨刀时,选择的空气压力一定要在2kgf以内。否则,极易由于冲击过大,造成修磨时刀片破损,或采用手动,凭手感轻轻修磨锋利即可。
⑥ 修磨刀片时,一定要小心轻磨,切忌频繁去磨,要视刀的锋利程度和裁切的瓦楞纸板质量而定,频繁磨刀会缩短刀片的使用寿命。
六、瓦楞纸板横切
横切刀裁切瓦楞纸板,是通过剪切方式进行的,对横切刀的安装和调节要注意如下方面的问题。
① 安装和调试横切刀,要求由有经验的机械师进行安装和调试。一般好横切刀的刃口是镶了较好钢材制成的。在安装和调试横切刀时,不准用硬物敲击刀体。
② 安装新刀时先安装下刀,下刀的螺丝孔是固定的,可先在整把下刀的长度方向上,均匀固定横切刀的4~5个点,上刀有走马槽,安装完成后要慢慢转动横切刀,不准高速试机,以防损坏刀具,并用千分表检查刀运转的圆周跳动误差,其圆周跳动误差要控制在0.03mm以内。
③ 装好的新刀一般要磨合40h,当生产600h后要检查1次上下刀的咬合间隙,重新进行调校。确保生产出的瓦楞板产品刀口光洁无毛刺,符合质量要求。
④ 检查横切刀的调试效果,可采取裁切报纸进行验证。对没有切断和有毛刺的地方再进行微调,直至符合要求为止。
七、热板部位的维护
要保持热板和传送皮带的清洁,使瓦楞纸板能与热板贴紧受热才能生产出合格的产品。要保持热板部位能提供良的加工温度,加工瓦楞纸板所需的温度有两点作用,一是使淀粉黏合剂糊化后黏结各层纸板;二是烘干纸与纸板中的水分。
1.生产瓦楞纸板常用的加热方式
目前,生产瓦楞纸板常用的加热方式如下。
① 用煤把水烧热形成蒸汽加热设备,或者用煤把导热油烧热设备(一般是320号重油)来加工瓦楞纸板。
② 使用二次干净能源,如柴油、石油液化气、天然气或者煤气以及用电加热来生产瓦楞纸板。
第一种方式能源费用低,但环境污染严重,第二种方式能源耗费高,但对环境保护有好处,可减少环境治理费用。在城市中心地带使用二次能源生产瓦楞纸箱的较多。
2.使用不同加热方式的瓦楞成型工艺时的注意问题
(1)用蒸汽加热瓦楞纸板 要尽量减少蒸汽管线在外暴露,做好蒸汽管线输送保温工作,减少热能损耗,提高热能利用率。要求各疏水阀完好畅通并能有效排放冷凝水,确保设备达到瓦楞纸板加工的工艺温度要求。尤其是冬季和使用年限较长的疏水阀,要按规定的周期检校排水效果。
(2)用电加热生产瓦楞纸板
① 控制瓦楞辊温度,正式生产前要提前预热瓦楞辊,检查瓦楞辊温度是否达到工艺要求,用测温仪测定。当温度达到170~190℃时证明温度已达到工艺要求。无测温仪可采取吐上少许水在热瓦楞辊上观察,当水迅速变成水珠浅走时,说明温度已达到要求,可以开机生产。
② 当瓦楞辊达到工艺要求后,如果在未开机的状态下,瓦楞辊上不准有原纸,以防瓦楞辊的温度继续升高后,导致纸张燃烧起火。
(3)用导热油加热方式生产瓦楞纸板 开机时应先启动热油泵,点火升温,停机时应先停火,热油泵要继续运行,直至导热油的温度降到100℃以下才能停泵。在导热油系统运行时,对重点的部位,如热油泵、过滤器、膨胀油箱、液位计、温度计要经常进行检查,发现异常现象要及时采取有效措施纠正。严禁水及其他低沸点物质混入导热油中,不同类型的导热油不能混用,以防发生事故。停电时,首先要停止加热及鼓风,并把燃煤余火除尽。导热油系统中的过滤器应定时进行清洗及检修。对导热油定期(最好半年为宜)进行1次检测。当酸值、黏度、闪点、残碳四项指标超过报废指标时,应及时进行添加或更新。对整个导热油循环管线的接头部位,一定要严格密封,防止导热油泄漏。
另外,要防止膨胀油箱溢油以防造成火灾和烫伤人员。因此应做好如下两点。
① 导热油脱水和升温的速度不要太快。
② 因热油泵发生故障或系统漏油,或因突然停电造成系统循环中断,这时,因炉膛中温度很高,油温在瞬间会迅速上升,此时要迅速停止加热、停止鼓风、扒出炉膛中燃烧的煤及余火。
要生产出高质量的产品,必须对原纸的水分、纸张的厚薄、纸在预热器上的穿绕方式以及施胶量和生产机速作适当的调整和控制。理想状态下蒸汽压力、温度与生产机速的关系见表4-1。
表4-1 理想状态下蒸汽压力、温度与生产机速的关系
生产过程中一定要注意蒸汽的压力,并控制好生产机速。因为压制瓦楞时,瓦楞纸的每一个瓦楞在瓦楞辊上受热和加压的时间只有0.0ns,当机速过快和原纸含水分量较高或原纸较厚时,会引起黏合剂受热不够,淀粉未糊化而导致黏合不良,并引起瓦楞成型不好和纸板开胶。
整条瓦楞纸板生产线是一个整体,如果其中一台机器出故障,将会引起全条自动线都开不动,所以上下各机台在开机和关机时,都要打铃(发信号)或用人的肢体语言(如手势或动作)进行沟通,使全线协调一致,同心协力一起完成生产任务。
八、温度
在瓦楞纸板生产中,温度对黏合剂的糊化、瓦楞成型、瓦楞纸板外观质量和物理性能指标、生产效率、能源利用有直接的影响。
目前,在瓦楞纸板线生产中使用的黏合剂是淀粉半生胶,而半生胶在没有温度的配合下是无法将瓦楞纸板进行黏合的,只有当温度达到56~65℃,加了烧碱的合格半生胶才能彻底糊化,使瓦楞纸板形成黏合。在单面机生产时,瓦楞峰施胶前后的温度会有较大变化。楞峰施胶前的温度,从最高到施胶后温度瞬间被胶水迅速吸收糊化而温度开始降低,胶体随降温而冷却凝固,使瓦楞纸板形成粘接。
瓦楞原纸经瓦楞辊压制成型的最佳温度为170~190℃,温度低于170℃只能降低机速生产,不然瓦楞定型不好,且瓦楞纸板的平压强度、边压强度达不到最佳状态。
瓦楞纸板加工过程中,因受各层原纸的定量、原纸的含水率、生产机速的不同和各层原纸在自动线各预热部位的受热(温度)状态不同,各层原纸会呈现出不同的变化。原纸定量高、水分大、机速快生产出的瓦楞纸板的平压强度、边压强度相对低。而各层原纸因定量差、水分不均、施胶量不同也会使受热(温度)不均匀而呈现各种不同状态。
单面瓦楞机的瓦楞成型温度和五层以上瓦楞纸板夹芯层的温度是瓦楞纸板生产过程中要重点控制的温度。为确保这几个关键点的温度符合工艺要求,应做好相应部位的原纸预热工作。
为保证瓦楞纸板线加工关键部位的工艺温度,对整个供热系统就应做好保温工作,防止热能从整个供热系统的不同部位出现热能散失和损耗,并要做好关键加工环节的冷凝水的排放疏通工作。
有关原纸、黏合剂、人员素质将在专门的章节中讨论。