改進機采棉清理加工工藝試驗研究

■吳國江

〔農五師89團加工廠，新疆博樂 833408〕

本文針對2012年農五師89團加工廠新建機采棉加工生產線的清理加工工藝進行改進和研究，通過秋季機采棉的清理加工生產試驗，總結各環節出現的不足，優化加工設備、合理調整工藝，提出適應團場的棉花清理加工工藝和設備的配套方案。通過效益分析，采用改進工藝、提高生產效率、降低能耗，使皮棉品質有了保證，排放的雜質單粒籽棉明顯減少，實現了機械自動吸雜、集中堆放，減輕了職工勞動強度，改善了車間內及除塵區臟亂差的工作環境，經濟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的不斷進步，機采棉已經成為棉花產業發展的必然趨勢。目前兵團各植棉團場采用的機采棉加工工藝、加工設備及技術都已成熟，生產效率、產品質量都可以得到保證，只是在設備精度及配置等個別環節的工藝上需要改進。

2011年4月，農五師89團根據機采棉種植面積、籽棉產量及加工能力不足的實際情況，將加工廠原2臺171型手采棉加工生產線改建成1條4臺大型采棉軋花機組及2套15 t籽棉清理烘干的加工生產線。通過全師對加工全套設備統一進行招標，由山東天鵝棉機中標并提供全套4臺171型機采棉加工工藝設計圖，皮棉快速打包機及塑鋼帶自動焊接設備由南通棉機中標。6月改建工程全面展開，由于開工時間較晚，10月20日改建生產線投入生產。筆者在加工過程中發現5個問題比較突出：①產量達不到設計要求；②內吸籽棉傾斜式清理機工作不穩定，排放雜質中單粒籽棉較多；③籽清機排放的雜質給人工拉運造成困難，致使車間臟亂差；④烘干管道設計不合理，容易造成烘干塔及閉風器堵塞；⑤除塵工藝不匹配，區域環境衛生差。

2012年1月團場通過招商引資與石河子開發區銀彩棉業有限公司合作在89團工業園區新建一條機采棉加工生產線。該公司主要以棉花加工成套設備及風運管道制作安裝、附屬設備制造為主，對加工工藝有獨特的創新和豐富的風運管道安裝經驗。本文側重于對加工工藝各環節設計不合理的地方及如何對設備合理配置進行探討。

二、機采棉加工工藝改進設計

為了解決2011年籽棉加工生產過程中的突出問題，2012年團領導要求對新建生產線加工工藝進行改進創新，成立了以團主要領導為組長、石河子開發區銀彩棉業有限公司及加工廠技術骨干為成員的項目技術改造領導小組。

1.新建生產線的加工工藝設備選型與配置。

技術改造小組在新建生產線建設規模、設備選型與配置、加工工藝上作了認真細致的調查研究，對照山東天鵝棉機和邯鄲金獅棉機機采棉加工工藝，最后決定在加工工藝上取長補短，設備上則優選擇。

2.工藝設計。

技術改造小組對山東天鵝棉機和邯鄲金獅棉機提供的機采棉加工工藝進行了論證，同時結合2011年生產線加工中出現的問題，在加工工藝上作了改進創新，制定出有效可行的加工工藝，主要分4個環節進行。

三、改進工藝設計

1.內吸棉方式改進。

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

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

2.烘干工藝的改進。

由于大多數機采棉加工生產線均采用熱風機到烘干塔的閉風器，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，我們把熱風機吹棉管道由地坑式改為地面上安裝，一是減少基建投資；二是閉風器安裝在地面上工作狀態一目了然；三是解決了因管道堵塞在地坑里清理困難的問題；四是在三絲清理機吹風機前安裝1組散熱片，利用熱風氣流將籽棉吹入分離室內達到預烘干目的。

3.雜質清理工藝的改進。

機采棉含雜在9%～15%之間，在加工過程中，四道籽棉清理機二套清理設備8個排雜出口再加上3臺軋花提凈排雜出口及1個氣流皮清機出雜口，加起來一共12個排雜口進行排雜，每個班次加工籽棉120 t，生產皮棉45 t，排除的雜質在12 t左右，人工清理拉運非常困難，很難保證車間干凈衛生。

根據這種情況技術改進小組采用自動集中吸雜裝置設計方案，在車間后面雜質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行風運自動吸雜，不需要安裝鈴殼分離器設備，一次性投資長期受益。

4.除塵工藝改進。

棉花加工生產線的流水線作業主要是靠風力輸送系統來完成的，但是，風力輸送系統帶來了一個棉花加工除塵問題。目前，大多數加工廠采用旋風除塵器進行除塵作業，除塵效率低、粉塵排放濃度高，纖維不能有效回收，環境污染嚴重。也有部分加工企業在除塵方面進行了各種嘗試，效果也都不理想。

技術改進小組對現有的生產線除塵工藝的每個環節進行分析發現了幾個問題：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，出現的問題越來越多；二是加工含雜量高的籽棉時，旋風除塵器下排雜管與排雜絞龍塵降箱容積過小，容易堵塞，造成旋風除塵器上排風管排出的塵土及塵塔絨較多，污染環境；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；四是除塵器排雜絞龍過長，塵塔絨過多，絞龍負荷過大，在排雜口安裝的2臺棒條機來不及清理，造成有效纖維回收不徹底，而且需要專人管理。

根據以上出現的問題，技術改進小組在除塵器排雜絞龍上進行工藝改進，由原來的二排除塵器對應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構進行制作改進，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，利用集絨機將有效纖維輸送到回收車間進行清理，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、改進工藝試驗檢測

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

1.試驗檢測方案。

（1）改進工藝對比。

一是對兩條生產線的生產效率、雜質中單粒籽棉的含量、設備能耗檢測等。二是對烘干工藝的改進配套效果、三絲清理機的烘干效果檢測等。三是對吸雜工藝的自動化運行檢測。四是對除塵工藝改進的除塵效果，塵塔絨回收、環境污染的檢測。

（2）試驗時間。

20個班次，在籽棉加工10 d后同時進行試驗檢測。

（3）檢測與定時檢測。

在每天白班次隨機抽查1次，交接班抽查1次，每天將2條生產線檢測結果匯總。

2.試驗檢測結果分析。

經過20個班次的機采棉加工生產，在兩條生產線抽查取得320個檢測數據，進行了仔細對比論證。

（1）內吸棉方式改進試驗檢測結果。

改進后的內吸棉方式，生產效率穩定、工藝簡化，排放的雜質中單粒籽棉的含量明顯減少，設備功率降低61.2kW。通過對比得到以下檢測結果，如表1。

表1 試驗檢測結果對比分析

（2）烘干工藝的改進試驗檢測結果。

閉風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，風運更通暢，交接班清理管道設備更快捷方便。在三絲清理機吹風機前安裝一組散熱片將熱風氣流及籽棉吹入分離室內，形成具有一定速度的散狀棉層，達到異性纖維清理和預烘干目的。筆者針對不同籽棉回潮率、不同烘干溫度進行檢測分析，得到如下檢測結果，如表2。

表2 三絲清理機增加烘干裝置檢測結果對比分析

從檢測結果可以看出，三絲清理機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，效果更明顯。筆者對兩條生產線的烘干效果進行了對比，在加工回潮率15%～16%籽棉時，沒有改進的生產線烘干溫度在170℃～190℃時，籽棉回潮率才能降到8.5%；改進后的生產線烘干溫度在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，棉纖維表面的蠟質破壞越嚴重，導致棉纖維失去彈性，色澤發生變化，影響等級的情況發生。

（3）吸雜工藝的改進試驗檢測結果。

自動集中吸雜，不需要專人清理拉運，減少了2臺鈴殼分離器設備，車間干凈衛生。

（4）除塵工藝改進試驗檢測結果。

除塵效果非常理想，設備運行平穩，無堵塞現象發生，有效纖維提取率95%，整個除塵區域干凈衛生，加上自動吸雜設備只需1人操作就可以完成，

五、改進工藝評價

1.新建生產線總體加工效果。

生產線加工工藝經過改進創新，保證了生產效率、自動化水平高、減少了勞動力、減輕職工勞動強度，下腳料中有效纖維回收徹底，最大限度的減少衣虧，車間工作區域干凈衛生，給職工創造一個良好的工作環境。

2.改進工藝效益分析。

筆者對兩條機采棉加工生產線一個軋季的結果進行對比，詳見表3。

表3 兩條生產線一個軋季的結果對比分析

通過對比可以看出，在同等時間和質量上工藝改進后的3臺171型加工生產線要比沒有改進的4臺171加工生產線多加工籽棉2212 t，設備運轉率高，衣分提高0.5%，多生產皮棉73 t，每噸按2萬元計算，增加效益146萬元，皮棉耗電節約15元/t，6055 t皮棉節約電費90825元，兩項加起來增加經濟效益155萬元。既改變了車間加工機采棉臟亂差的局面，又減輕了職工的勞動強度，使職工能在良好的環境下工作，社會效益顯著。

六、小結

這次技術改造和工藝改進取得的效果是顯著的。筆者認為，加工改進工藝在經過進一步的完善后，如能在其它生產線中得到推廣應用，將會對我廠棉花加工的發展起到積極的推動作用。