■吳國江

〔農(nóng)五師89團(tuán)加工廠，新疆博樂 833408〕

本文針對2012年農(nóng)五師89團(tuán)加工廠新建機(jī)采棉加工生產(chǎn)線的清理加工工藝進(jìn)行改進(jìn)和研究，通過秋季機(jī)采棉的清理加工生產(chǎn)試驗，總結(jié)各環(huán)節(jié)出現(xiàn)的不足，優(yōu)化加工設(shè)備、合理調(diào)整工藝，提出適應(yīng)團(tuán)場的棉花清理加工工藝和設(shè)備的配套方案。通過效益分析，采用改進(jìn)工藝、提高生產(chǎn)效率、降低能耗，使皮棉品質(zhì)有了保證，排放的雜質(zhì)單粒籽棉明顯減少，實現(xiàn)了機(jī)械自動吸雜、集中堆放，減輕了職工勞動強(qiáng)度，改善了車間內(nèi)及除塵區(qū)臟亂差的工作環(huán)境，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。

一、選題背景

隨著棉花種植和加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)采棉已經(jīng)成為棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。目前兵團(tuán)各植棉團(tuán)場采用的機(jī)采棉加工工藝、加工設(shè)備及技術(shù)都已成熟，生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量都可以得到保證，只是在設(shè)備精度及配置等個別環(huán)節(jié)的工藝上需要改進(jìn)。

2011年4月，農(nóng)五師89團(tuán)根據(jù)機(jī)采棉種植面積、籽棉產(chǎn)量及加工能力不足的實際情況，將加工廠原2臺171型手采棉加工生產(chǎn)線改建成1條4臺大型采棉軋花機(jī)組及2套15 t籽棉清理烘干的加工生產(chǎn)線。通過全師對加工全套設(shè)備統(tǒng)一進(jìn)行招標(biāo)，由山東天鵝棉機(jī)中標(biāo)并提供全套4臺171型機(jī)采棉加工工藝設(shè)計圖，皮棉快速打包機(jī)及塑鋼帶自動焊接設(shè)備由南通棉機(jī)中標(biāo)。6月改建工程全面展開，由于開工時間較晚，10月20日改建生產(chǎn)線投入生產(chǎn)。筆者在加工過程中發(fā)現(xiàn)5個問題比較突出：①產(chǎn)量達(dá)不到設(shè)計要求；②內(nèi)吸籽棉傾斜式清理機(jī)工作不穩(wěn)定，排放雜質(zhì)中單粒籽棉較多；③籽清機(jī)排放的雜質(zhì)給人工拉運造成困難，致使車間臟亂差；④烘干管道設(shè)計不合理，容易造成烘干塔及閉風(fēng)器堵塞；⑤除塵工藝不匹配，區(qū)域環(huán)境衛(wèi)生差。

2012年1月團(tuán)場通過招商引資與石河子開發(fā)區(qū)銀彩棉業(yè)有限公司合作在89團(tuán)工業(yè)園區(qū)新建一條機(jī)采棉加工生產(chǎn)線。該公司主要以棉花加工成套設(shè)備及風(fēng)運管道制作安裝、附屬設(shè)備制造為主，對加工工藝有獨特的創(chuàng)新和豐富的風(fēng)運管道安裝經(jīng)驗。本文側(cè)重于對加工工藝各環(huán)節(jié)設(shè)計不合理的地方及如何對設(shè)備合理配置進(jìn)行探討。

二、機(jī)采棉加工工藝改進(jìn)設(shè)計

為了解決2011年籽棉加工生產(chǎn)過程中的突出問題，2012年團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)要求對新建生產(chǎn)線加工工藝進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，成立了以團(tuán)主要領(lǐng)導(dǎo)為組長、石河子開發(fā)區(qū)銀彩棉業(yè)有限公司及加工廠技術(shù)骨干為成員的項目技術(shù)改造領(lǐng)導(dǎo)小組。

1.新建生產(chǎn)線的加工工藝設(shè)備選型與配置。

技術(shù)改造小組在新建生產(chǎn)線建設(shè)規(guī)模、設(shè)備選型與配置、加工工藝上作了認(rèn)真細(xì)致的調(diào)查研究，對照山東天鵝棉機(jī)和邯鄲金獅棉機(jī)機(jī)采棉加工工藝，最后決定在加工工藝上取長補短，設(shè)備上則優(yōu)選擇。

2.工藝設(shè)計。

技術(shù)改造小組對山東天鵝棉機(jī)和邯鄲金獅棉機(jī)提供的機(jī)采棉加工工藝進(jìn)行了論證，同時結(jié)合2011年生產(chǎn)線加工中出現(xiàn)的問題，在加工工藝上作了改進(jìn)創(chuàng)新，制定出有效可行的加工工藝，主要分4個環(huán)節(jié)進(jìn)行。

三、改進(jìn)工藝設(shè)計

1.內(nèi)吸棉方式改進(jìn)。

按照原加工工藝要求，一道、二道內(nèi)吸棉采用的是傾斜式清理機(jī)帶吸棉的清理方式，這種方式存在的問題主要有：①吸風(fēng)管道安裝了大雜塵降箱，風(fēng)量損耗較大；②塵降箱雜質(zhì)塵降效果不好，部分雜質(zhì)通過管道進(jìn)入風(fēng)機(jī)，造成風(fēng)機(jī)葉片掛棉產(chǎn)生振動，損壞風(fēng)機(jī)；③內(nèi)吸棉傾斜式清理機(jī)是全封閉式，吸棉帶清理造成清理的雜質(zhì)單粒籽棉含量過多，而且部分大雜在風(fēng)力的作用下吸附在排雜網(wǎng)上減少了通風(fēng)面積，同時吸棉管道風(fēng)量減少，容易堵塞烘干塔。④根據(jù)以上問題很多加工廠都在加大風(fēng)機(jī)型號以提高風(fēng)量來確保正常生產(chǎn)，增加能耗，效果也并不理想。

為了解決上述出現(xiàn)的問題，技術(shù)改造小組將內(nèi)吸棉清理方式改為回收式籽棉清理機(jī)，在上部增加1臺籽棉分離器內(nèi)吸棉，減少了塵降箱以及吸風(fēng)管道的距離，增加車間空間，籽棉清理機(jī)自然排放雜質(zhì)，這樣可以通過回收減少雜質(zhì)中單粒籽棉的含量，風(fēng)機(jī)也可以在原有基礎(chǔ)上減小一個型號。

2.烘干工藝的改進(jìn)。

由于大多數(shù)機(jī)采棉加工生產(chǎn)線均采用熱風(fēng)機(jī)到烘干塔的閉風(fēng)器，吹棉管道安裝在地坑以下，空間狹窄維修不方便，管道堵塞清理困難等，因此，我們把熱風(fēng)機(jī)吹棉管道由地坑式改為地面上安裝，一是減少基建投資；二是閉風(fēng)器安裝在地面上工作狀態(tài)一目了然；三是解決了因管道堵塞在地坑里清理困難的問題；四是在三絲清理機(jī)吹風(fēng)機(jī)前安裝1組散熱片，利用熱風(fēng)氣流將籽棉吹入分離室內(nèi)達(dá)到預(yù)烘干目的。

3.雜質(zhì)清理工藝的改進(jìn)。

機(jī)采棉含雜在9%～15%之間，在加工過程中，四道籽棉清理機(jī)二套清理設(shè)備8個排雜出口再加上3臺軋花提凈排雜出口及1個氣流皮清機(jī)出雜口，加起來一共12個排雜口進(jìn)行排雜，每個班次加工籽棉120 t，生產(chǎn)皮棉45 t，排除的雜質(zhì)在12 t左右，人工清理拉運非常困難，很難保證車間干凈衛(wèi)生。

根據(jù)這種情況技術(shù)改進(jìn)小組采用自動集中吸雜裝置設(shè)計方案，在車間后面雜質(zhì)集中堆放點高空安裝1套總集雜分離器，在12個排雜口安裝吸雜管道進(jìn)行風(fēng)運自動吸雜，不需要安裝鈴殼分離器設(shè)備，一次性投資長期受益。

4.除塵工藝改進(jìn)。

棉花加工生產(chǎn)線的流水線作業(yè)主要是靠風(fēng)力輸送系統(tǒng)來完成的，但是，風(fēng)力輸送系統(tǒng)帶來了一個棉花加工除塵問題。目前，大多數(shù)加工廠采用旋風(fēng)除塵器進(jìn)行除塵作業(yè)，除塵效率低、粉塵排放濃度高，纖維不能有效回收，環(huán)境污染嚴(yán)重。也有部分加工企業(yè)在除塵方面進(jìn)行了各種嘗試，效果也都不理想。

技術(shù)改進(jìn)小組對現(xiàn)有的生產(chǎn)線除塵工藝的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)了幾個問題：一是加工前期的一段時間除塵效果比較理想，隨著時間推移，出現(xiàn)的問題越來越多；二是加工含雜量高的籽棉時，旋風(fēng)除塵器下排雜管與排雜絞龍塵降箱容積過小，容易堵塞，造成旋風(fēng)除塵器上排風(fēng)管排出的塵土及塵塔絨較多，污染環(huán)境；三是除塵器下方排雜絞龍連接吊耳容易被塵塔絨里的有效纖維纏繞堵塞，造成絞龍連接吊耳損壞，影響生產(chǎn)；四是除塵器排雜絞龍過長，塵塔絨過多，絞龍負(fù)荷過大，在排雜口安裝的2臺棒條機(jī)來不及清理，造成有效纖維回收不徹底，而且需要專人管理。

根據(jù)以上出現(xiàn)的問題，技術(shù)改進(jìn)小組在除塵器排雜絞龍上進(jìn)行工藝改進(jìn)，由原來的二排除塵器對應(yīng)的二排排雜絞龍改為上下2條絞龍，在上排絞龍上制作三角塵降箱，并對上排絞龍按照配棉絞龍結(jié)構(gòu)進(jìn)行制作改進(jìn)，將連接的直立吊耳改造為傾斜吊耳，絞龍的外殼全部用8#的網(wǎng)板制作，形成邊排雜邊清理，這樣可以在不同位置提取不同的有效纖維，利用集絨機(jī)將有效纖維輸送到回收車間進(jìn)行清理，分類打包。下排絞龍主要是將上排絞龍排放的塵土按照指定的位置集中堆放。

四、改進(jìn)工藝試驗檢測

2012年9月10日新建機(jī)采棉生產(chǎn)線投入生產(chǎn)，我們組織有關(guān)人員在加工期間對2011年建設(shè)的沒有改進(jìn)工藝的第二生產(chǎn)線與2012年建設(shè)的改進(jìn)工藝第四生產(chǎn)線進(jìn)行考核試驗檢測。

1.試驗檢測方案。

（1）改進(jìn)工藝對比。

一是對兩條生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率、雜質(zhì)中單粒籽棉的含量、設(shè)備能耗檢測等。二是對烘干工藝的改進(jìn)配套效果、三絲清理機(jī)的烘干效果檢測等。三是對吸雜工藝的自動化運行檢測。四是對除塵工藝改進(jìn)的除塵效果，塵塔絨回收、環(huán)境污染的檢測。

（2）試驗時間。

20個班次，在籽棉加工10 d后同時進(jìn)行試驗檢測。

（3）檢測與定時檢測。

在每天白班次隨機(jī)抽查1次，交接班抽查1次，每天將2條生產(chǎn)線檢測結(jié)果匯總。

2.試驗檢測結(jié)果分析。

經(jīng)過20個班次的機(jī)采棉加工生產(chǎn)，在兩條生產(chǎn)線抽查取得320個檢測數(shù)據(jù)，進(jìn)行了仔細(xì)對比論證。

（1）內(nèi)吸棉方式改進(jìn)試驗檢測結(jié)果。

改進(jìn)后的內(nèi)吸棉方式，生產(chǎn)效率穩(wěn)定、工藝簡化，排放的雜質(zhì)中單粒籽棉的含量明顯減少，設(shè)備功率降低61.2kW。通過對比得到以下檢測結(jié)果，如表1。

表1 試驗檢測結(jié)果對比分析

（2）烘干工藝的改進(jìn)試驗檢測結(jié)果。

閉風(fēng)器吹棉管道安裝在地面上有利于操作和維修，吹棉管沒有彎管出現(xiàn)，風(fēng)運更通暢，交接班清理管道設(shè)備更快捷方便。在三絲清理機(jī)吹風(fēng)機(jī)前安裝一組散熱片將熱風(fēng)氣流及籽棉吹入分離室內(nèi)，形成具有一定速度的散狀棉層，達(dá)到異性纖維清理和預(yù)烘干目的。筆者針對不同籽棉回潮率、不同烘干溫度進(jìn)行檢測分析，得到如下檢測結(jié)果，如表2。

表2 三絲清理機(jī)增加烘干裝置檢測結(jié)果對比分析

從檢測結(jié)果可以看出，三絲清理機(jī)增加了烘干裝置后效果明顯，既不增加動力，也不占空間，一舉兩得。如果增加散熱片組數(shù)，效果更明顯。筆者對兩條生產(chǎn)線的烘干效果進(jìn)行了對比，在加工回潮率15%～16%籽棉時，沒有改進(jìn)的生產(chǎn)線烘干溫度在170℃～190℃時，籽棉回潮率才能降到8.5%；改進(jìn)后的生產(chǎn)線烘干溫度在120℃～140℃時，籽棉回潮率就能降到7.5%以下。避免了隨著烘干溫度增高，棉纖維表面的蠟質(zhì)破壞越嚴(yán)重，導(dǎo)致棉纖維失去彈性，色澤發(fā)生變化，影響等級的情況發(fā)生。

（3）吸雜工藝的改進(jìn)試驗檢測結(jié)果。

自動集中吸雜，不需要專人清理拉運，減少了2臺鈴殼分離器設(shè)備，車間干凈衛(wèi)生。

（4）除塵工藝改進(jìn)試驗檢測結(jié)果。

除塵效果非常理想，設(shè)備運行平穩(wěn)，無堵塞現(xiàn)象發(fā)生，有效纖維提取率95%，整個除塵區(qū)域干凈衛(wèi)生，加上自動吸雜設(shè)備只需1人操作就可以完成，

五、改進(jìn)工藝評價

1.新建生產(chǎn)線總體加工效果。

生產(chǎn)線加工工藝經(jīng)過改進(jìn)創(chuàng)新，保證了生產(chǎn)效率、自動化水平高、減少了勞動力、減輕職工勞動強(qiáng)度，下腳料中有效纖維回收徹底，最大限度的減少衣虧，車間工作區(qū)域干凈衛(wèi)生，給職工創(chuàng)造一個良好的工作環(huán)境。

2.改進(jìn)工藝效益分析。

筆者對兩條機(jī)采棉加工生產(chǎn)線一個軋季的結(jié)果進(jìn)行對比，詳見表3。

表3 兩條生產(chǎn)線一個軋季的結(jié)果對比分析

通過對比可以看出，在同等時間和質(zhì)量上工藝改進(jìn)后的3臺171型加工生產(chǎn)線要比沒有改進(jìn)的4臺171加工生產(chǎn)線多加工籽棉2212 t，設(shè)備運轉(zhuǎn)率高，衣分提高0.5%，多生產(chǎn)皮棉73 t，每噸按2萬元計算，增加效益146萬元，皮棉耗電節(jié)約15元/t，6055 t皮棉節(jié)約電費90825元，兩項加起來增加經(jīng)濟(jì)效益155萬元。既改變了車間加工機(jī)采棉臟亂差的局面，又減輕了職工的勞動強(qiáng)度，使職工能在良好的環(huán)境下工作，社會效益顯著。

六、小結(jié)

這次技術(shù)改造和工藝改進(jìn)取得的效果是顯著的。筆者認(rèn)為，加工改進(jìn)工藝在經(jīng)過進(jìn)一步的完善后，如能在其它生產(chǎn)線中得到推廣應(yīng)用，將會對我廠棉花加工的發(fā)展起到積極的推動作用。