泛亚洲钢桶协会(AOSD)第八届国际会议,于2013年11月11日-13日在泰国芭塔亚皇家开服大酒店召开。本届会议的主题是“新技术引领未来钢桶业”,议题为“技术(工艺过程、自动化、环境)”。 参会代表200余人,中国参会代表22人。
会上,辛巧娟女士代表营口北方制桶设备科技有限公司发表了题为《中国制桶设备的现状与发展》的演讲。演讲内容如下:
近年来随着中国钢桶市场的不断发展和竞争的加剧,用户不仅对钢桶的质量有了更高的要求,而且对钢桶的成本、产能提出了更高的要求。使得中国的制桶设备专业化进一步提高,形成了多家竞争、不断创新、百家争鸣的局面。制桶工艺的发展要求了制桶设备的自动化、实用化和现代化,而不断涌现的制桶设备又为制桶业向更高水平发展提供了客观条件,二者从来都是相辅相成,共同协作的,保证了中国的制桶行业及整个包装产业链的全面发展。
一、中国制桶设备的现状
1、前段钢卷板开卷下料错位冲压剪切生产线
上世纪九十年代,国内的制桶企业前段生产线还停留在简易开卷矫平线,底盖冲压均为单独冲压成型,非常费时费力,成本过高。目前在国内,已有80%的制桶企业实现了前段钢卷板开卷下料错位冲压剪切的全自动生产线。该生产线对比传统的开卷下料生产线,可节省5.4%的原材料,而且自动化程度很高。另有一些较先进的制桶企业,将底盖的螺圈锁装、预卷喷胶、成品堆放、底盖废料自动移出堆放等工序实现了全自动化生产,极大地提高了生产效率,降低了人工成本。
2、全自动钢桶缝焊机
过去的钢桶缝焊技术,国内基本上为卷圆、点焊、半自动缝焊的工艺流程,全自动的钢桶缝焊工艺对于大多数桶厂来说,是一个遥不可及的梦想。我国的全自动缝焊机的开发过程,确实也走过很长的一段弯路,甚至由于当时材料达不到要求,热处理落后等因素,研制也曾失败过,一度停滞不前。我国的全自动缝焊机作为专用的电阻焊机,从其技术状况和发展过程来研究,以阻焊变压器的供电控制方式可分为四个时代:
焊机:单相交流供电方式(工频交流)
该类焊机为目前较广泛使用的类型,但其无功损耗大,无功功率约占输入功率的60%,装机容量大,一般为200~250KVA。由于采用单相供电方式负荷大,造成电网用电不平衡。功率因数只能达到0.3,浪费大量电能,运营成本加大。
第二代焊机:单相直流供电方式(次级整流)
该类焊机虽比单相交流供电方式无功损耗有所减少,但由于还是采用单相供电方式,电网用电仍然不平衡。加之是采用二极管等作为整流原器件,整流原器件寿命短,控制设备故障率大大提高,需要频繁更换,维修成本增大。费时费力。
第三代焊机:三相中频供电方式(1000HZ)
该类焊机是近年采用的焊机,虽较上两代焊机在技术上有所突破,但应需次级整流作为供电方式,整流原器件寿命短,控制设备故障率大,维修更换麻烦,运营成本没有减少。特别是在钢板材料规格薄厚和工况变化时,焊机的参数无法适应,需要经常调整,不易掌握、操作造成不便。
第四代焊机:三相逆变供电方式(变频电阻焊)- 营口北方制桶HJ10型超薄变频全自动钢桶缝焊机采用的技术。
HJ10型超薄变频全自动钢桶缝焊机是针对上述三代焊机的缺点开发研制的能焊接超薄钢板的焊机。该焊机供电方式对焊接超薄钢板优于上述各种供电方式,由于焊机采用三相逆变供电方式,使电网用电得到平衡。功率因数高。没有整流管,设备可靠性大大提高。减轻了劳动强度,运营成本降低,不用频繁调整焊接参数,能焊接超薄钢板,适用性强,操作简单,节能省电,提高经济效益。
第四代全自动钢桶缝焊机的研制成功,使制桶装备向前发展了一大步。由营口北方为代表的制桶设备企业研制的全自动钢桶缝焊机已获得成功,使缝焊效率提高了4倍,质量有了大幅度的提高,使国内多数制桶企业实现全自动钢桶缝焊的梦想成为实现。
3、焊缝滚压机组
以前国内的制桶企业,全部是缝焊后的钢桶直接进行中段加工,这种钢桶已逐渐不能满足客户的要求。国外也只有新加坡和日本等少数国家生产焊缝滚压机。而由营口北方研制成功焊缝滚压机组对中国的制桶行业有着划时代的重大意义,经过焊缝滚压后的钢桶将不存在焊缝三角区,卷层部分非常完美,一举克服了焊缝三角区对钢桶渗漏的影响,得到了德国专家的肯定和好评。这种钢桶在喷漆后将很难找到焊缝,对丝网印刷和热转印等后续工序也极为有利。这种新的钢桶制造技术标志着我们中国的制桶企业已直接与国际接轨,比肩国际知名的制桶企业。
4、钢桶中段加工设备
钢桶中段加工设备在中国发展很快,目前已有十多家企业专业研制和生产制桶设备,形成了百花齐放的新局面。新类型、高质量、高效率的制桶设备不断涌现,还有一些制桶设备出口国外,受到外国朋友的好评。
立式缩颈机的开发又填补国内的一项空白。传统的开口缩口桶的工艺为:缩口扳边→卷管→封底,而采用缩颈机的工艺则为:卷管扳边→缩口→封底,这样做的好处是:在扳边的同时卷管会使钢桶更加光滑和漂亮,而卷管的钢桶仍可以在塑性变形进行缩口,使开口缩口桶更加完美,满足了立式设备的生产。
近年来,很多的制桶厂家在封口机上采用自动上盖设备,对比传统的手工上盖,该设备节省人工,减少了人为操作的不准确性和随意性,使整个中段制桶生产线更饱满、更流畅,速度更快,完全实现了自动化生产。
在钢桶日趋薄型化和追求更高速度的今天,立式中段加工设备无疑满足了这一需求,现在,立式中段已逐渐进入制桶企业,并将逐步取代传统的卧式设备,中国的制桶设备市场已进入新一轮的激烈竞争中,这种现状有利于设备的创新和完善,在不久的将来,中国的制桶设备一定会跨入世界先进的行列。
5、后段制桶设备
目前,国内外环保涂装技术发展很快,现已相继广泛采用了高压无气喷涂、电泳涂装、静电喷涂和粉末喷涂等具有先进涂装技术特色的机械化、自动化流水线的多种涂装方法的涂装新格局。新的涂装工艺正在迅速扩大应用和不断地完善发展,涂装环保设备在不断地研制和投入生产。由上海侨生等企业研制成功的催化燃烧环保炉,实现了涂料烘干室废气的回收再利用,不仅减少了环境污染,而且节约了能源,降低了成本。目前我国的涂装技术正在努力地赶超世界先进水平,人们的环保意识也在不断加强,环保保护的前景是美好的。
6、钢桶印刷设备
二、中国制桶设备的发展趋势
日益先进的制桶工艺总是不断的推进着制桶设备的向前发展。
趋势一:钢桶的密封性能将随着制桶设备的改进会有较大的提高,“零渗漏”的质量要求将成为可能。
从近十多年来钢桶的发展情况来看,质量已有了不小的改善。但是由于工艺和技术没有得到彻底地更新和发展,质量也难再上挡次。钢桶亟待解决的质量问题就是泄漏,这曾引起过许多制桶专家的重视和研究,但至今仍未完全解决。多年来,由于钢桶的泄漏问题,不知发生了多少次事故,造成了多严重的环境污染。
钢桶的泄漏主要是由钢桶的桶身焊缝和与桶底顶卷封结合质量问题所引起的。近年来,由于五层卷边向七层卷的改进以及全自动钢桶缝焊机的逐步应用,已经提高了钢桶的质量,减小了泄漏,但与发达国家相比,质量还远达不到国际包装质量要求。目前,有的国家采用激光焊接设备焊接钢桶的全部接缝,使钢桶的抗跌落强度和抗渗漏能力比原工艺提高了二倍以上,这将使钢桶质量实现“零渗漏”成为可能。
趋势二:钢桶生产中,桶身焊边处理设备的改进,不仅能减少环境污染,而且能够达到提高工序质量和生产率的目的。
桶身焊边处理就是对桶身板焊接搭边处在缝焊前进行预处理,其目的主要是消除搭边上的氧化物、油污、镀锌层等,尤其以利于镀锌板的焊接。国内的传统工艺方法是磨边,即采用4~8组砂轮机对焊边进行磨削,制桶行业称为磨边工序。磨边工序的工作环境非常恶劣,有震耳欲聋的噪声,有弥漫飞扬的粉尘,有烟雾缭绕的毒气等等。此外,还因为磨边的厚度不均和生产率低,常对钢桶接缝质量造成影响。
近年来,国内出现了多种新的焊边处理工艺,这些新的工艺有铣边工艺、清洗工艺、柔性磨轮抛光、辊压工艺、全自动高频焊接工艺等。这些工艺各有利弊,例如铣边工艺虽少污染但生产率低;清洗工艺可造成新的三废污染等。只有全自动高频焊接设备,对焊边处理要求不高,加上钢桶辊压设备的配合,生产效率和质量都较为理想,但由于投资较大,目前在国内采用的较少,但将来一定会有一个较大的发展。
我国目前可应用于镀锌板焊接的全自动钢桶缝焊技术已经基本成熟,它采用PC自动控制,配合自动定位和输送系统,实现了搭边3-4毫米的理想,不仅节约了材料、电能,而且提高了生产率和产品质量,这是近年来钢桶缝焊技术的一大发展。
趋势三:新型钢桶渗漏检测技术的应用,将使钢桶的一次合格率大幅度提高。
钢桶采用国际危险品包装规定的世界性趋势已经形成,而钢桶的渗漏意味着潜在事故和具有包装产品责任。显然,泄漏测试对生产高质量的钢桶十分重要,而严格的质量控制更为重要。在这种需求下,新型钢桶渗漏检测技术将会有突破性的发展。
目前,在国际上以及国内少量生产小桶的全自动生产线上已经出现了钢桶渗漏检测设备,但在200升钢桶等大容量钢桶的生产中还少有应用。现在较为先进的技术是在生产线上安装执行现有统计过程控制(SPC)和质量管理程序的先进渗漏检测设备。逐渐推广使用氦或压力区别检测器,使“漏检”数量趋近于零,从而使出厂的钢桶产品达到100%的合格。
钢桶用彩印钢板的发展方向主要有:
① 降低材料的厚度;
② 提高材料的机械性能;
③实现多种需求的涂层要求;
所以彩印钢板降低了产品的成本、高性能保证了产品的质量、不同的涂层改变了产品的适应性,使经济性更为完善并更利于环保。
趋势六:钢桶制造设备的自动化程度逐步提高,工艺也将更加成熟和简单化。
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