基于殘煙處理線提升煙絲回收率的探索與研究

金彩洪，張文平，李勇，周文建，李吉安，張曉磊，劉松，程志斌

（紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司楚雄卷煙廠，云南 楚雄 675000）

近年來，在國家高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的引領(lǐng)下，國家煙草專賣局對全行業(yè)相繼提出了要穩(wěn)中求進(jìn)，高質(zhì)量發(fā)展，要打好精益管理持久戰(zhàn)，內(nèi)生動力、深挖潛力、全員參與、持續(xù)創(chuàng)新、降本增效、爭先進(jìn)位的號召。而煙葉作為卷煙生產(chǎn)最主要的原料，隨著煙葉價格和各種煙用輔料價格的不斷上漲，人工成本的增加，企業(yè)的生產(chǎn)成本大幅上升，利潤空間變窄，對于生產(chǎn)企業(yè)來說，降低生產(chǎn)成本就是提高經(jīng)濟(jì)效益。作為卷包車間生產(chǎn)一線的修理工不僅肩負(fù)著保養(yǎng)設(shè)備，處理設(shè)備故障，及時解決生產(chǎn)過程中的疑難雜癥，保持設(shè)備原有的性能、原有的技術(shù)狀態(tài)的職責(zé)，同時也肩負(fù)著不斷通過技術(shù)攻關(guān)改進(jìn)設(shè)備缺陷，提升設(shè)備性能，減少生產(chǎn)過程浪費的職責(zé)。勤于思考，善于觀察、捕捉問題點，不斷進(jìn)行流程優(yōu)化、技術(shù)創(chuàng)新與改進(jìn)，向最優(yōu)制造、無憂質(zhì)量、最佳成本方向努力，以此來產(chǎn)生最大的經(jīng)濟(jì)效益是每個煙機(jī)設(shè)備修理工的職責(zé)所在。

1 存在問題

在卷煙生產(chǎn)過程中，不可避免的會產(chǎn)生一定數(shù)量的殘次品卷煙，殘次品卷煙需要專人收集，從機(jī)臺運送到殘煙處理線，按品牌分類存放、集中分類處理，使分離后的煙絲回收再繼續(xù)利用。現(xiàn)使用的殘次品卷煙處理設(shè)備在殘次品卷煙的處理過程中，存在分離后的紙花、濾嘴中含有部分煙絲，提升輸送帶將分離后的紙花、濾嘴、含有少許煙絲的混合物輸送到殘煙處理設(shè)備最末端的液壓壓塊機(jī)將其壓縮成塊狀，作為廢料處理，最終導(dǎo)致紙花中夾帶的部分煙絲也被當(dāng)作廢料處理，造成了煙絲的浪費，降低了殘次品卷煙煙絲的回收率，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，如圖1所示。

圖1 濾嘴與煙支結(jié)合部位有煙絲，紙花中有煙絲

2 原理與原因分析

2.1 原理分析

楚雄卷煙廠卷包車間殘煙回收處理設(shè)備為國產(chǎn)設(shè)備，目前在國外也沒有更先進(jìn)的設(shè)備，其工作原理是殘次品卷煙通過提升帶提升輸送，對殘次品卷煙進(jìn)行蒸汽回潮，再通過一個大圓柱體表面上鑲有350顆直徑為Φ15mm的圓柱體塑料打釘組合而成的打滾，由電機(jī)驅(qū)動打滾高速旋轉(zhuǎn)，將殘次品卷煙打擊破碎后輸送到振篩上分選，在振篩的振動下使煙絲下落，卷煙紙、濾嘴繼續(xù)輸送到達(dá)振篩最末端后，由提升帶輸送將紙花、濾嘴提取進(jìn)入壓塊機(jī)進(jìn)料倉，在液壓傳動的壓塊機(jī)作用下，將卷煙紙、濾嘴壓縮成塊狀，使紙花體積大幅減小，以便收集、儲存、運輸。

2.2 原因分析

項目組成員查看了相關(guān)的技術(shù)手冊的主要參數(shù)，該設(shè)備設(shè)計的煙絲回收率為70%，但是設(shè)備在調(diào)試驗收后一直未達(dá)到設(shè)計值，與其他廠同行溝通，他們的煙絲回收率在68%左右，與我們相近。接下來從人、機(jī)、環(huán)、料、法、測量著手，對現(xiàn)狀認(rèn)真分析，探討如何才能有效提升煙絲回收率。造成分離后的紙花、濾嘴中含有部分煙絲的原因如下。

（1）打滾的轉(zhuǎn)速過低，打擊殘次品卷煙的力度不夠，還有少許煙絲被卷煙紙包裹著，振篩振動時煙絲不能完全掉落出來。（2）打滾上的打釘過量磨損或打釘脫落、損壞，不能對殘次品卷煙進(jìn)行有效均勻的打擊。（3）工作時振篩的振幅、振動的頻率過小，未達(dá)到使用技術(shù)要求。（4）紙花、濾嘴、煙絲組成的混合物在振篩上振動行程過短，煙絲沒有全部下落，紙花、濾嘴就輸送到振篩末端壓塊機(jī)的提升輸送帶。（5）工藝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定煙絲寬度為0.5mm，長度為15mm，由于設(shè)計上的缺陷，振篩選擇的網(wǎng)眼太小（目數(shù)過大）導(dǎo)致稍大的煙絲不能下落。

3 解決方法

通過上述原因分析，生產(chǎn)過程中修理工試著將打滾電機(jī)頻率從25Hz逐步增加到30Hz，增大打滾轉(zhuǎn)速，增大對殘次品卷煙的打擊力度，使煙支的破碎程度增大，查看紙花中夾帶煙絲的情況有所減少，但是隨著打擊力度增大，分離后的煙絲造碎率也增大，產(chǎn)生的煙末量增加，煙末沒有任何價值，全部作為廢品處理，因此同樣會造成煙絲回收率低，增大打滾轉(zhuǎn)速后，通過觀察煙末量增加了許多，把電機(jī)頻率控制在26Hz，煙末量相對較少；利用周末設(shè)備檢維修時間，修理工對打滾上的打釘進(jìn)行了檢查，更換了過量磨損的打釘，周一生產(chǎn)時項目組成員查看振篩上紙花與煙絲分離情況，無明顯變化；對照說明書請電工檢查了振篩的振幅和振動頻率，符合設(shè)備設(shè)計技術(shù)要求。從理論上分析如果增大振篩的長度可延長紙花、濾嘴、煙絲混合物在振篩上振動的時間，紙花、濾嘴中夾帶的煙絲量會減少，但根據(jù)設(shè)備現(xiàn)在的布局和空間位置不可能實現(xiàn)；如果增大振篩的網(wǎng)眼（即減少振篩目數(shù)）則分離后的煙絲中將含有較多的細(xì)紙屑，會影響回收煙絲的純凈度，造成回收煙絲質(zhì)量下降，此方法不可取。認(rèn)真觀察振篩上紙花夾帶的煙絲情況，發(fā)現(xiàn)上層紙花夾帶的煙絲比下層紙花夾帶的煙絲明顯要多一點，因此，項目組經(jīng)過多次分析論證后決定在振篩上想辦法，希望得到實質(zhì)性的突破。

從經(jīng)濟(jì)性、實用性、可靠性、維修性都要兼顧的思路出發(fā)，決定在振篩上橫向加裝阻擋裝置，對紙花、濾嘴、煙絲混合物形成阻擋，可使紙花、濾嘴、煙絲混合物在振篩上振動的時間延長。

由于上層紙花夾帶的煙絲要比下層紙花中夾帶的煙絲明顯要多，可設(shè)計一個攪拌裝置對紙花、濾嘴、煙絲混合物進(jìn)行攪拌翻轉(zhuǎn)，使上部夾帶在紙花中的煙絲通過攪拌翻轉(zhuǎn)至下部，這樣煙絲就更容易下落，從而達(dá)到使煙絲與紙花分離更加徹底的目的。由阻擋裝置和攪拌裝置組合形成輔助分離裝置。

4 具體實施改進(jìn)過程

根據(jù)上面的分析并測量振篩的寬度尺寸，決定加裝1個阻擋裝置、1個攪拌裝置以延長紙花、濾嘴、煙絲混合物在振篩上振動、翻滾的時間，從而達(dá)到煙絲分離更加徹底的目的。

（1）加裝阻擋裝置。采用規(guī)格為45mm×4mm的等邊角鋼二級橫向阻擋和三角形設(shè)計的收攏阻擋方式，對紙花、濾嘴、煙絲組成的混合物形成三級阻擋裝置，使紙花、濾嘴、煙絲混合物在振篩上振動的時間有效延長，煙絲分離更加徹底。（2）加裝攪拌裝置。增加三級阻擋裝置后，對振篩末端的紙花觀察發(fā)現(xiàn)，紙花中的含絲率已經(jīng)下降了許多，但在紙花、濾嘴中還夾帶有少許的煙絲，項目組繼續(xù)深入研究，利用車間現(xiàn)有的資源，制作了攪拌裝置，通過攪拌作用使紙花在振篩上能夠上下翻滾，紙花中夾帶的煙絲翻轉(zhuǎn)到下部時，在振篩的振動下煙絲更容易下落分離。

如圖2所示，在振篩入口端和距紙花、濾嘴、煙絲混合物出口500mm的位置，加裝等邊角鋼規(guī)格為45mm×4mm，角鋼長度為600mm，與振篩寬度一致，在角鋼長度方向兩端加工有Φ6.5mm的通孔，在距紙花、濾嘴、煙絲混合物出口500mm處的振篩2邊壓條上加工M6的內(nèi)螺紋，2顆M6螺釘穿過等邊角鋼上Φ6.5mm的通孔，將等邊角鋼固定在振篩壓條上形成一級阻擋。采用同樣的方法在振篩中部加裝了正三角形的等邊角鋼形成二級阻擋。在距振篩末端500mm處也橫向加裝了45mm×4mm等邊角鋼，形成最終的三級阻擋裝置。

圖2 加裝阻擋裝置

開機(jī)運行，通過加裝等邊角鋼形成三級阻擋后，使紙花、濾嘴、煙絲混合物在振篩上振動的時間延長，振篩末端紙花中夾帶的煙絲數(shù)量已大幅減少，項目實施已經(jīng)取得了一定的成效，認(rèn)真觀察振篩末端的紙花，濾嘴中還夾帶有少許煙絲。項目組決定繼續(xù)深入研究。

如圖3所示，利用振篩正前方現(xiàn)有的立柱1為支撐點，采用10#槽鋼（100mm×48mm×5.3mm），8#槽鋼（80mm×43mm×5.0mm）為主體材料，由一段長為200mm的10#槽鋼和厚度為10mm的鐵板通過焊接形成固定支座7，固定支座通過2顆M12的螺釘10固定在立柱1上，固定支座上加工為腰子孔，旋轉(zhuǎn)攪拌器距離振篩的工作位置高度通過固定支座7上的腰子孔上下可調(diào)整，以保證最佳的攪拌效果，在固定支座7的槽鋼上加工有3個Φ12mm的定位銷孔，固定銷2穿過支撐臂3和固定支座上Φ12mm通孔，拔下活動銷8后支撐臂3可繞固定銷2轉(zhuǎn)動，圖示位置為支撐臂3處于抬起狀態(tài)，以方便停機(jī)時清潔保養(yǎng)設(shè)備，將活動銷8穿過支撐臂和固定支座上的定位銷孔9時，攪拌裝置被定位處于工作位置，旋轉(zhuǎn)攪拌器5由螺母鎖緊定位并通過傳動軸、軸承、聯(lián)軸器與氣動馬達(dá)相連。

圖3

如圖4所示，為攪拌裝置處于工作狀態(tài)，當(dāng)殘煙處理設(shè)備工作時，抽出攪拌裝置上活動銷8放下支撐臂3，將活動銷8插入支撐臂3和固定支座的孔9內(nèi)，即可實現(xiàn)固定支座7與支撐臂3位置的定位，通過調(diào)壓閥調(diào)整對氣動馬達(dá)輸入0.8bar高壓空氣，旋轉(zhuǎn)攪拌器5開始轉(zhuǎn)動即可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)攪拌器對紙花、濾嘴、煙絲混合物的攪拌翻滾，達(dá)到使紙花中上部的煙絲翻轉(zhuǎn)到下部，進(jìn)一步徹底分離紙花中的煙絲。旋轉(zhuǎn)攪拌器速度快慢根據(jù)需要可通過調(diào)節(jié)閥調(diào)整控制輸入高壓空氣的大小來實現(xiàn)。

圖4 攪拌裝置在振篩上部處于工作狀態(tài)

5 項目實施后的效果

如圖5所示，為振篩末端的紙花、濾嘴，仔細(xì)查看在紙花中已經(jīng)很干凈無夾帶的細(xì)小煙絲。在殘次品卷煙處理線的振篩上，通過加裝阻擋、攪拌裝置組合而成的殘次品卷煙輔助分離裝置的技術(shù)創(chuàng)新活動取得了圓滿成功，該裝置的設(shè)計與應(yīng)用解決了車間生產(chǎn)中的實際問題，為助推企業(yè)減少浪費、降本增效、高質(zhì)量發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。

6 成本及效益分析

（1）2020年，楚雄卷煙廠實際生產(chǎn)卷煙共計569968.2箱，實際產(chǎn)生的殘次品卷煙130693.09kg。（2）按財務(wù)的折算方法在每支煙中煙絲占比的重量為74.18%。（3）按百分之百的煙絲回收率應(yīng)回收煙絲130693.09kg×74.18%＝ 96948.13kg。（4）2020年卷包車間實際回收煙絲66021.7kg。（5）2020年殘煙處理線煙絲回收率為（66021.7÷96948.13）×100%＝68.1%。（6）2021年1～4月份生產(chǎn)卷煙共計229482.6箱，產(chǎn)生的殘次品卷煙53120kg。（7）按百分之百的煙絲回收率應(yīng)回收煙絲53120kg×74.18%＝39404.4kg。（8）2021年1～4月實際回收煙絲27604.66kg。（9）2021年1～4月殘次品卷煙煙絲回收率為（27604.66÷39404.4）×100%＝ 70.05%。（10）2021年 1～4月 煙 絲 回 收 率較2020年提升了70.05%-68.1%＝1.95%。（11）假如2021年全年產(chǎn)量和殘次品卷煙總量與2020年持平，則2021年殘次品卷煙可回收煙絲為：（66021.7×70.05%）÷68.1%＝67912.18kg。（12）2021年可多回收煙絲為67912.18-66021.7＝1890.48kg。（13）每公斤煙絲平均單價按120元計算（打葉復(fù)烤、制絲成本忽略），則2021年可降低煙絲成本費用為：1890.48kg×120元＝226857.6元。（14）在殘次品卷煙處理設(shè)備振篩上加裝阻擋裝置和攪拌裝置形成最終的殘次品卷煙輔助分離裝置，主要材料成本費用見表1。

表1 加裝阻擋裝置和攪拌裝置的主要材料成本費用 單位：元

因此，每年實際可降低煙絲生產(chǎn)成本費用為：

226857.6-1818 ＝225039.6元

7 結(jié)語

通過該項目活動的開展，取得的成果得到了車間領(lǐng)導(dǎo)的一致好評，同時增強(qiáng)了項目團(tuán)隊成員的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊凝聚力。在日常生產(chǎn)中看似很小的一點浪費，一年下來會對企業(yè)造成巨大的浪費。因此要在全車間范圍內(nèi)樹立“節(jié)約光榮，浪費可恥”的理念，緊緊圍繞車間工作重點，以問題為導(dǎo)向、以目標(biāo)為導(dǎo)向、以結(jié)果為導(dǎo)向，營造全員參與、持續(xù)創(chuàng)新的工作環(huán)境，不斷提高修理技能人才隊伍的專業(yè)技能，消除車間卷煙生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)存在的浪費，用實際行動和創(chuàng)新成果助推煙企步入高質(zhì)量發(fā)展的快車道。