提高KDF4 滤棒圆周达标率的措施

李 旭，宋 韬，范霞萍，席攀攀

（1.浙江中烟工业有限责任公司杭州卷烟厂，浙江杭州 310018；2.浙江中烟工业有限责任公司技术中心，浙江杭州 310018）

0 引言

KDF4 滤棒成型机组是卷烟厂最新引进的设备，它是当今较先进的也是生产速度最快的单烟枪滤棒成型设备，生产效率比现有设备KDF2 提高了50%。但是运行一段时间后，暴露出该设备产品质量不稳定的缺点，特别是在圆周达标率方面。在生产过程中，设备人员发现滤棒圆周达标率按照本厂的CPK 要求，达标率较低，已经严重影响卷烟产品质量。

（1）据车间一年以来的质量统计，KDF4 滤棒圆周达标率只有65.81%而KDF2 的圆周达标率为90.93%，同时制造部的KPI（关键业绩指标）考核指标是≥85%，大大影响KDF4 的效益。

（2）因质量缺陷而被否样，严重影响制造部的考核指标，使卷包车间甚至制造部的经济效益受到损失，同时使消费者对产品的满意度下降。提高KDF4 滤棒圆周达标率将有效提高滤棒圆周的合格率，减少设备维修的停机时间，切实有效地落实部门对产品滤棒质量方面的考核。

根据上述问题，设备维修人员对圆周稳定性与加热温度、上胶量、布带位置3 个参数的关系进行分析，以期在保证运行效率的前提下，提高滤棒成品的圆周稳定性和圆周达标率。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

使用设备包括：德国虹霓公司AF-KDF4 滤棒成型机设备，英国CERULEAN QTM 测试频台；材料包括：江苏南通3.0Y/32000丝束，民丰纸业26 g/cm3普通成型纸。

1.2 工作原理

KDF4 机型成型纸滤棒成型原理如图1 所示：成型纸在运行过程中经过上胶胶枪后，由高压嘴位置与丝束条结合，通过烟舌和压板进入底轨和冷却条；冷却条由调节凸轮进行上下调节，控制滤棒圆周的大小；冷却条位于滤条的上方，对滤棒搭口的热熔胶水进行处理。

图1 成型流程

1.3 硬件提升

在实验之前，设备人员首先对成型机压板进行调换，方法为：按KDF2 压板尺寸进行一系列KDF4 压板加工。

1.4 DOE 实验

在车速600 m/min 条件下，甘油酯施加量50 mg/支，供丝量（V1/VKdf）1.103，V0 辊压0.05 MPa 的条件下，对加热温度、上胶量、布带位置进行全因子DOE（Design Of Experiment，正交试验设计）分析（包括重复两次的三因子两水平合计16 次实验），确定三因子最佳水平。以上DOE 试验均采用随机试验的方法进行，试验结果的分析、预测模型的建立和最佳参数的确定均用Minitab 软件完成。

2 结果与分析

2.1 实验结果

上述实验的结果见表1、图2。

图2 试验的圆周残差图

表1 实验数据

通过对不同最终加热温度、上胶量、布带位置的梯度进行全因子实验，对数据进行软件分析后得到数学模型：

圆周=24.544 4-0.001 900×加热温度+0.000 944×上胶量-0.005 00×布带位置

通过软件的响应优化设计后，发现加热温度在163 ℃、上胶量22 g/（600 支）、布带在4.3 mm 位置时，理论上圆周达标率达到最佳。

2.2 进一步实验（调优运算）

为验证理论参数在实际运行中的情况，做了对比实验，并且在上述实验的基础上做了多轮测试（表2）。

表2 进一步实验计划

以前的工作加热温度160 °C，上胶量23 g/（600 支），布带位置4.7 mm，实验建议工艺条件这3 项参数分别为163 °C、23 g/（600 支）和4.3 mm。经过再次试验后，最终得到最佳值设定：布带位置4.5 mm，热熔胶上胶量20 g/（600 支），加热温度165 °C。对实验结果进行验证，数据表明通过调优运算找到的最优参数比较稳定，且滤棒圆周达标率大于85%，达到既定目标（表3）。

表3 调优运算实验结果的验证

3 总结

（1）通过此次实验分析，滤棒圆周与加热温度成正相关关系，与上胶量、布带位置、上胶量的二次方、布带位置的二次方之间为负相关的关系，与加热温度和上胶量的乘积正相关。

（2）在加热温度165 ℃，布带位置4.5 mm，上胶量250 g/（600 支）的条件下，设备圆周达标率达到了85.6%。

（3）本次测试仅解决了圆周波动大、圆周不稳定的问题，如何降低滤棒的圆度波动、提高滤棒圆度稳定性还有待进一步研究。

（4）对各项改善措施涉及的部件调整，制作了调整规范列表，并对改进后的零件测绘更新图表和备件，同时根据生产计划定期安排设备轮保工作对其进行清洁和维护，制订《设备轮保作业点检表》，针对关键部件进行检查调整，使其标准化，同时为了提高对KDF4设备原理和工艺参数的认识水平，提高质量控制能力和操作水平，车间对相关员工开展KDF4 设备原理及工艺参数控制方法培训。

（5）对于一些改变尺寸规格的零件及配件，按照标准进行备件编号、加工并加入备件库，以便及时更换。