基于残烟处理线提升烟丝回收率的探索与研究

金彩洪，张文平，李勇，周文建，李吉安，张晓磊，刘松，程志斌

（红塔烟草（集团）有限责任公司楚雄卷烟厂，云南 楚雄 675000）

近年来，在国家高质量发展战略的引领下，国家烟草专卖局对全行业相继提出了要稳中求进，高质量发展，要打好精益管理持久战，内生动力、深挖潜力、全员参与、持续创新、降本增效、争先进位的号召。而烟叶作为卷烟生产最主要的原料，随着烟叶价格和各种烟用辅料价格的不断上涨，人工成本的增加，企业的生产成本大幅上升，利润空间变窄，对于生产企业来说，降低生产成本就是提高经济效益。作为卷包车间生产一线的修理工不仅肩负着保养设备，处理设备故障，及时解决生产过程中的疑难杂症，保持设备原有的性能、原有的技术状态的职责，同时也肩负着不断通过技术攻关改进设备缺陷，提升设备性能，减少生产过程浪费的职责。勤于思考，善于观察、捕捉问题点，不断进行流程优化、技术创新与改进，向最优制造、无忧质量、最佳成本方向努力，以此来产生最大的经济效益是每个烟机设备修理工的职责所在。

1 存在问题

在卷烟生产过程中，不可避免的会产生一定数量的残次品卷烟，残次品卷烟需要专人收集，从机台运送到残烟处理线，按品牌分类存放、集中分类处理，使分离后的烟丝回收再继续利用。现使用的残次品卷烟处理设备在残次品卷烟的处理过程中，存在分离后的纸花、滤嘴中含有部分烟丝，提升输送带将分离后的纸花、滤嘴、含有少许烟丝的混合物输送到残烟处理设备最末端的液压压块机将其压缩成块状，作为废料处理，最终导致纸花中夹带的部分烟丝也被当作废料处理，造成了烟丝的浪费，降低了残次品卷烟烟丝的回收率，增加了企业的生产成本，如图1所示。

图1 滤嘴与烟支结合部位有烟丝，纸花中有烟丝

2 原理与原因分析

2.1 原理分析

楚雄卷烟厂卷包车间残烟回收处理设备为国产设备，目前在国外也没有更先进的设备，其工作原理是残次品卷烟通过提升带提升输送，对残次品卷烟进行蒸汽回潮，再通过一个大圆柱体表面上镶有350颗直径为Φ15mm的圆柱体塑料打钉组合而成的打滚，由电机驱动打滚高速旋转，将残次品卷烟打击破碎后输送到振筛上分选，在振筛的振动下使烟丝下落，卷烟纸、滤嘴继续输送到达振筛最末端后，由提升带输送将纸花、滤嘴提取进入压块机进料仓，在液压传动的压块机作用下，将卷烟纸、滤嘴压缩成块状，使纸花体积大幅减小，以便收集、储存、运输。

2.2 原因分析

项目组成员查看了相关的技术手册的主要参数，该设备设计的烟丝回收率为70%，但是设备在调试验收后一直未达到设计值，与其他厂同行沟通，他们的烟丝回收率在68%左右，与我们相近。接下来从人、机、环、料、法、测量着手，对现状认真分析，探讨如何才能有效提升烟丝回收率。造成分离后的纸花、滤嘴中含有部分烟丝的原因如下。

（1）打滚的转速过低，打击残次品卷烟的力度不够，还有少许烟丝被卷烟纸包裹着，振筛振动时烟丝不能完全掉落出来。（2）打滚上的打钉过量磨损或打钉脱落、损坏，不能对残次品卷烟进行有效均匀的打击。（3）工作时振筛的振幅、振动的频率过小，未达到使用技术要求。（4）纸花、滤嘴、烟丝组成的混合物在振筛上振动行程过短，烟丝没有全部下落，纸花、滤嘴就输送到振筛末端压块机的提升输送带。（5）工艺标准规定烟丝宽度为0.5mm，长度为15mm，由于设计上的缺陷，振筛选择的网眼太小（目数过大）导致稍大的烟丝不能下落。

3 解决方法

通过上述原因分析，生产过程中修理工试着将打滚电机频率从25Hz逐步增加到30Hz，增大打滚转速，增大对残次品卷烟的打击力度，使烟支的破碎程度增大，查看纸花中夹带烟丝的情况有所减少，但是随着打击力度增大，分离后的烟丝造碎率也增大，产生的烟末量增加，烟末没有任何价值，全部作为废品处理，因此同样会造成烟丝回收率低，增大打滚转速后，通过观察烟末量增加了许多，把电机频率控制在26Hz，烟末量相对较少；利用周末设备检维修时间，修理工对打滚上的打钉进行了检查，更换了过量磨损的打钉，周一生产时项目组成员查看振筛上纸花与烟丝分离情况，无明显变化；对照说明书请电工检查了振筛的振幅和振动频率，符合设备设计技术要求。从理论上分析如果增大振筛的长度可延长纸花、滤嘴、烟丝混合物在振筛上振动的时间，纸花、滤嘴中夹带的烟丝量会减少，但根据设备现在的布局和空间位置不可能实现；如果增大振筛的网眼（即减少振筛目数）则分离后的烟丝中将含有较多的细纸屑，会影响回收烟丝的纯净度，造成回收烟丝质量下降，此方法不可取。认真观察振筛上纸花夹带的烟丝情况，发现上层纸花夹带的烟丝比下层纸花夹带的烟丝明显要多一点，因此，项目组经过多次分析论证后决定在振筛上想办法，希望得到实质性的突破。

从经济性、实用性、可靠性、维修性都要兼顾的思路出发，决定在振筛上横向加装阻挡装置，对纸花、滤嘴、烟丝混合物形成阻挡，可使纸花、滤嘴、烟丝混合物在振筛上振动的时间延长。

由于上层纸花夹带的烟丝要比下层纸花中夹带的烟丝明显要多，可设计一个搅拌装置对纸花、滤嘴、烟丝混合物进行搅拌翻转，使上部夹带在纸花中的烟丝通过搅拌翻转至下部，这样烟丝就更容易下落，从而达到使烟丝与纸花分离更加彻底的目的。由阻挡装置和搅拌装置组合形成辅助分离装置。

4 具体实施改进过程

根据上面的分析并测量振筛的宽度尺寸，决定加装1个阻挡装置、1个搅拌装置以延长纸花、滤嘴、烟丝混合物在振筛上振动、翻滚的时间，从而达到烟丝分离更加彻底的目的。

（1）加装阻挡装置。采用规格为45mm×4mm的等边角钢二级横向阻挡和三角形设计的收拢阻挡方式，对纸花、滤嘴、烟丝组成的混合物形成三级阻挡装置，使纸花、滤嘴、烟丝混合物在振筛上振动的时间有效延长，烟丝分离更加彻底。（2）加装搅拌装置。增加三级阻挡装置后，对振筛末端的纸花观察发现，纸花中的含丝率已经下降了许多，但在纸花、滤嘴中还夹带有少许的烟丝，项目组继续深入研究，利用车间现有的资源，制作了搅拌装置，通过搅拌作用使纸花在振筛上能够上下翻滚，纸花中夹带的烟丝翻转到下部时，在振筛的振动下烟丝更容易下落分离。

如图2所示，在振筛入口端和距纸花、滤嘴、烟丝混合物出口500mm的位置，加装等边角钢规格为45mm×4mm，角钢长度为600mm，与振筛宽度一致，在角钢长度方向两端加工有Φ6.5mm的通孔，在距纸花、滤嘴、烟丝混合物出口500mm处的振筛2边压条上加工M6的内螺纹，2颗M6螺钉穿过等边角钢上Φ6.5mm的通孔，将等边角钢固定在振筛压条上形成一级阻挡。采用同样的方法在振筛中部加装了正三角形的等边角钢形成二级阻挡。在距振筛末端500mm处也横向加装了45mm×4mm等边角钢，形成最终的三级阻挡装置。

图2 加装阻挡装置

开机运行，通过加装等边角钢形成三级阻挡后，使纸花、滤嘴、烟丝混合物在振筛上振动的时间延长，振筛末端纸花中夹带的烟丝数量已大幅减少，项目实施已经取得了一定的成效，认真观察振筛末端的纸花，滤嘴中还夹带有少许烟丝。项目组决定继续深入研究。

如图3所示，利用振筛正前方现有的立柱1为支撑点，采用10#槽钢（100mm×48mm×5.3mm），8#槽钢（80mm×43mm×5.0mm）为主体材料，由一段长为200mm的10#槽钢和厚度为10mm的铁板通过焊接形成固定支座7，固定支座通过2颗M12的螺钉10固定在立柱1上，固定支座上加工为腰子孔，旋转搅拌器距离振筛的工作位置高度通过固定支座7上的腰子孔上下可调整，以保证最佳的搅拌效果，在固定支座7的槽钢上加工有3个Φ12mm的定位销孔，固定销2穿过支撑臂3和固定支座上Φ12mm通孔，拔下活动销8后支撑臂3可绕固定销2转动，图示位置为支撑臂3处于抬起状态，以方便停机时清洁保养设备，将活动销8穿过支撑臂和固定支座上的定位销孔9时，搅拌装置被定位处于工作位置，旋转搅拌器5由螺母锁紧定位并通过传动轴、轴承、联轴器与气动马达相连。

图3

如图4所示，为搅拌装置处于工作状态，当残烟处理设备工作时，抽出搅拌装置上活动销8放下支撑臂3，将活动销8插入支撑臂3和固定支座的孔9内，即可实现固定支座7与支撑臂3位置的定位，通过调压阀调整对气动马达输入0.8bar高压空气，旋转搅拌器5开始转动即可实现旋转搅拌器对纸花、滤嘴、烟丝混合物的搅拌翻滚，达到使纸花中上部的烟丝翻转到下部，进一步彻底分离纸花中的烟丝。旋转搅拌器速度快慢根据需要可通过调节阀调整控制输入高压空气的大小来实现。

图4 搅拌装置在振筛上部处于工作状态

5 项目实施后的效果

如图5所示，为振筛末端的纸花、滤嘴，仔细查看在纸花中已经很干净无夹带的细小烟丝。在残次品卷烟处理线的振筛上，通过加装阻挡、搅拌装置组合而成的残次品卷烟辅助分离装置的技术创新活动取得了圆满成功，该装置的设计与应用解决了车间生产中的实际问题，为助推企业减少浪费、降本增效、高质量发展起到了积极的促进作用。

6 成本及效益分析

（1）2020年，楚雄卷烟厂实际生产卷烟共计569968.2箱，实际产生的残次品卷烟130693.09kg。（2）按财务的折算方法在每支烟中烟丝占比的重量为74.18%。（3）按百分之百的烟丝回收率应回收烟丝130693.09kg×74.18%＝ 96948.13kg。（4）2020年卷包车间实际回收烟丝66021.7kg。（5）2020年残烟处理线烟丝回收率为（66021.7÷96948.13）×100%＝68.1%。（6）2021年1～4月份生产卷烟共计229482.6箱，产生的残次品卷烟53120kg。（7）按百分之百的烟丝回收率应回收烟丝53120kg×74.18%＝39404.4kg。（8）2021年1～4月实际回收烟丝27604.66kg。（9）2021年1～4月残次品卷烟烟丝回收率为（27604.66÷39404.4）×100%＝ 70.05%。（10）2021年 1～4月 烟 丝 回 收 率较2020年提升了70.05%-68.1%＝1.95%。（11）假如2021年全年产量和残次品卷烟总量与2020年持平，则2021年残次品卷烟可回收烟丝为：（66021.7×70.05%）÷68.1%＝67912.18kg。（12）2021年可多回收烟丝为67912.18-66021.7＝1890.48kg。（13）每公斤烟丝平均单价按120元计算（打叶复烤、制丝成本忽略），则2021年可降低烟丝成本费用为：1890.48kg×120元＝226857.6元。（14）在残次品卷烟处理设备振筛上加装阻挡装置和搅拌装置形成最终的残次品卷烟辅助分离装置，主要材料成本费用见表1。

表1 加装阻挡装置和搅拌装置的主要材料成本费用 单位：元

因此，每年实际可降低烟丝生产成本费用为：

226857.6-1818 ＝225039.6元

7 结语

通过该项目活动的开展，取得的成果得到了车间领导的一致好评，同时增强了项目团队成员的创新能力和团队凝聚力。在日常生产中看似很小的一点浪费，一年下来会对企业造成巨大的浪费。因此要在全车间范围内树立“节约光荣，浪费可耻”的理念，紧紧围绕车间工作重点，以问题为导向、以目标为导向、以结果为导向，营造全员参与、持续创新的工作环境，不断提高修理技能人才队伍的专业技能，消除车间卷烟生产各个环节存在的浪费，用实际行动和创新成果助推烟企步入高质量发展的快车道。