国内纯碱生产主要有氨碱法、联碱法、天然碱法,随着纯碱企业的规模化发展,中国已经成为纯碱、氯化铵生产、消耗的世界头号大国;据最新统计,中国人口即将老龄化,劳动力在未来中国社会将成为稀缺资源,纯碱、氯化铵的包装实现全自动化将成为未来发展的必然趋势。
纯碱行业使用的全自动包装机一种是国外(德国)进口的阀口式包装系统,另一种是国内逐渐发展成熟起来的全自动包装机系统,两种包装机各有千秋,现以年产60万t纯碱、60万t氯化铵能力的联碱企业对两种全自动包装形式加以阐述。
1德国进口的阀口式旋转全自动包装系统
1.1包装机系统简介
该包装机采用模块式设计,包装机有一个近似圆形的机壳,机壳上根据产能的不同,安装不同数量的包装喷头,同时配套独立的称量系统、缝包系统、推袋系统等,在机体的带动下,旋转完成对物料的称量过程,最后包装好的袋装物料落入输送机上,经过复检合格后输入码垛系统码垛。每台包装机配套一台自动插袋系统,阀口袋放入插袋机内,插袋装置能够自动完成包装袋的插送,实现自动套袋。
该包装机采用锥阀控制进料、密封、气送式给料、再称重,输送过程有专门复检称,复检称与包装机有通讯功能,一旦计量超标,复检称能将信息及时传递给包装机,包装机根据信息及时作出计量调整,同时包装机自身也自带数据监测功能,确保计量精度。
该包装袋为阀口袋,包装机套袋口有膨胀装置,能与袋口紧密接触,避免粉尘外溢,包装袋有微孔,能及时将袋内空气排掉。包装袋采用高频振动封口技术,不怕有物料沾粘。
1.2包装机产能
联碱年产量60万t,进口包装机的产品规格为50kg/包。每个包装喷嘴设计包装能力:轻灰118包/h,重灰147包/h;氯化铵(干铵)185包/h。
1.2.1纯碱包装机
纯碱轻灰全自动包装机配置2台设备每台配7个包装嘴,设备主要材料为316Ti,每台机器配置一台插袋机和配套一套成品输送、复检、机器人码垛系统;轻灰纯碱机能力为:82.6t/h。重灰配套一台包装机,采用4喷嘴设计,设备主要材料为316Ti,配置一台插袋机和配套一套成品输送、复检、机器人码垛系统;重灰设计包装能力29t/h。
1.2.2氯化铵(干铵)包装机
氯化铵(干铵)全自动包装机考虑到设备的腐蚀性,干铵包装机配置3台设备,每台配4个包装嘴,设备主要材料为316Ti,每台机器配置一台插袋机和配套一套成品输送、复检、机器人码垛系统;干铵包装机能力为111t/h。
1.3包装机使用情况
该全自动包装机(50kg规格)在某化工(江苏)有限公司成功使用,据了解可实现全自动包装,现场配置工人进行设备巡检,工人不参与物料包装过程,基本实现全自动操作,设备总体运行较为平稳;但是,时常也会出现故障,机械、仪表人员实行倒班制,时刻待命,随时进行维修。
1.4包装机维护保养情况
该包装机是原装德国进口设备,全部采用德国技术,结构复杂,学习理解起来相对较难,对维护人员要求高;虽然设备是原装进口,但运行过程中仍然存在一定的故障,需要及时维护保养;由于该备件为德国原装进口,价格偏贵,一般年设备检修费用20万元/台套左右。
1.5包装机设备投资
德国进口纯碱包装机3台套(只含包装机、插袋机投资费用273万欧元,配套成品输送、复检、机器人码垛系统费用为351万元。
德国进口氯化铵(干铵)包装机3 台套(只含包装机、插袋机)投资费用195 万欧元,配套成品输送、
复检、机器人码垛系统费用为351 万元。
根据最新欧元汇率1 欧元=7.8946 元计,纯碱、氯化铵包装机费用4396.7 万元,设备投资费用比较高。
1 .6 包装袋要求
该德国进口的包装机采用阀口袋包装,包装要求高,需要定制,市场采购有一定的局限性;早期,纯碱企业为了解决包装袋的问题,专门配套进口国外的包装袋制造装置。
1.7湿铵包装问题
该德国进口包装机不具备湿铵包装的能力,不能适应国内市场对湿铵的需求。
2国内全自动包装机系统
国内全自动包装机在纯碱、氯化铵行业使用多年,早期的全自动包装机并不能实现真正意义的全自动,经常出现包装袋自动输送不到位、包装袋折不了边、缝包机不能自动缝包等一系列问题,每条全自动包装线必须配2名员工进行人工包装;随着国内全自动包装机的不断技术创新,该技术已经日趋成熟,现阶段在许多纯碱厂家已经实现纯碱、氯化铵(干铵)的全自动包装,物料包装过程不再需要人工进行干涉,工人只需对设备进行日常巡检。
2.1包装机系统简介
袋系统、自动定量包装系统、伺服抱袋缝包系统、复检系统、皮带输送及机器人码垛系统组成。
该包装机自动定量包装系统采用斗式秤定量称量,称量斗悬挂在四个称重传感器组成的支架上,料仓的物料通过软连进入给料装置,通过给料装置搅拌使物料均匀通过,减少给料过程的冲击,给料装置下端有一个由执行器控制的插板阀,当插板阀打开时物料送达定量称量斗,由电子定量称称量,为了使称量快而准确,插板阀打开大小变化使给料分快给料、中给料、慢给料,称重电脑设定包装定量值、中给料控制值、慢给料控制值、超差报警值,称料过程由称重电脑控制,下料执行器配合控制插板阀开度来完成物料称重,当称量达到定量值时,称重电脑发出信号,下料执行器关闭插板阀,并给出称量完成信号;此时,设备检测到自动上袋完成信号,称量斗料门打开,物料瞬间进入包装袋,当称重电脑值为零时,说明物料已下完,称量斗料门关闭并开始下一次称量,夹袋器自动打开,定量包装完成,以此循环连续包装。
该全自动包装机主要由自动送袋系统、自动套伺服抱袋缝包系统主要由包装袋拍打机构、折边机、缝包机、抱袋输送机等几部分组成,实现装好物料的包装袋折边、缝包、输送的功能。伺服抱袋折边缝包机构,达到在包装过程中物料袋始终站立不倒,解决了以前在自动包装过程中,粉状物料内含有大量气体时容易倒袋问题。折边机构将料袋口折边送入缝口机,缝纫时通过光电传感器检测,可在任意位置启动或停止,含自动断线检测功能。该折边机采用人工折边的仿生学原理,取消了传统折边机的夹带输送机构,采用折边翻板、折边衬板、折边护板、翻板气缸、张开气缸等机构,折边更平整,不易堵袋褶皱,边沿整齐。
自动套袋系统采用长、短吸杆加吸头的机构,上袋成功率更高,由于长、短吸杆重量轻,效率大大提高;吸头是硬质材料制作的,更加耐磨损,大大提高了使用寿命。
自动供袋系统有预置工位和取袋工位,取袋工位的包装袋用完时,预置工位的包装袋自动转移至取袋工位,这样保证包装机连续工作,给操作工留出添加包装袋的时间。
该包装机系统采用PLC集中控制,全程全自动执行。
2.2包装机产能
联碱年产能60万t,进口包装机的产品规格为50kg/包,轻灰包装能力500包/h·台,重灰包装能力600包/h·台,氯化铵(干铵)600包/h·台。
2.2.1纯碱包装机
纯碱轻灰全自动包装机配置3 台设备,设备主要材料为304 和钛材,配置相应成品输送、复检、机器人码垛系统,轻灰纯碱机能力为75 t/h。
纯碱重灰配套1 台包装机,配置相应的成品输送、复检、机器人码垛系统;重灰设计包装能力30 t/h。
2.2.2 氯化铵(干铵)包装机
氯化铵(干铵)包装机考虑到设备的腐蚀性,干铵包装机配置4 台设备(3 开1 备),设备主要材料为316L 和钛材,配置相应的成品输送、复检、机器人码垛系统;干铵包装机能力为120 t/h。
2.3 国内全自动包装机使用情况
该全自动包装机(50 kg 规格)在唐山某化工有限公司、某碱业有限公司、河南某化工有限公司成功使用,据了解可实现全自动包装,现场配置工人进行设备巡检,工人不参与物料包装过程,基本实现全自动操作,设备总体运行较为平稳。
2.4包装机维护保养情况
该包装机是采用国内技术,结构较简单,维护保养较容易;设备总体运行较为平稳,但运行过程中仍然存在一定的故障,需要及时维护保养;一般年检修费用3万元/台套左右。
2.5包装机设备投资
纯碱轻灰全自动包装3台套,重灰全自动包装机1台套,配套相关的成品输送、复检、机器人码垛系统,设备投资为879万元。
氯化铵全自动包装机4台套,配套相关的成品输送、复检、机器人码垛系统,设备投资762万元。纯碱、氯化铵全自动包装机合计费用1641万元
2.6包装袋要求
该包装机对包装袋要求不高,一般的包装袋制作厂商均可制作,市场采购方便。
2.7湿铵包装问题
该包装机具备湿铵半自动包装机的能力,能够适应国内市场对湿铵包装的需求;现阶段,国内厂商正在积极开发湿铵全自动包装线,在不久的将来,湿铵包装也能实现全自动包装。
3比较
3.1技术方案
国内、国外全自动包装机均能满足年产量60万t纯碱、60万t氯化铵干铵联碱企业的包装需求,在相关纯碱行业均能成功应用,实现物料的全自动包装。国外(德国)进口全自动包装机纯碱安装3台套、氯化铵安装3台套,国内全自动包装机纯碱安装4台、氯化铵安装4台,国外全自动包装机数量上比国内全自动包装机少2台,在占地面积上可能略微减少。
3.2主要设备投资
国外进口全自动包装机设备投资为4396.7万元国内全自动包装机设备投资1641万元,国内全自动包装机设备投资更低。
3.3设备维护保养
国内全自动包装机结构简单,对于维修保养人员更容易理解,学习起来更快。国外全自动包装机由于是德国技术,结构复杂,学习理解起来相对较难,设备维护对相关人员要求更高。
国外全自动包装机为德国原装进口,备件价格偏贵。国内的包装机在日常使用中也会存在小问题,但是,备件价格相对低廉。一般国内的全自动包装机检修费用3万元/台套左右,国外的包装机技术一般年检修费用20万元/台套左右。
3.4包装袋要求
国外(德国)进口的全自动包装机采用阀口袋包装,包装袋要求高,需要定制,市场采购有一定的局限性;早期,纯碱企业为了解决包装袋的问题,专门配套进口国外的包装袋制造装置。国内全自动包装机对包装袋要求不高,一般的包装袋制作厂商均可铵包装也能实现全自动包装。
3.5湿铵包装问题
国外(德国)进口包装机不具备湿铵包装机的能力,不能适应国内市场对湿铵的需求。国内包装机具备湿铵半自动包装机的能力,能够适应国内市场对湿铵包装的需求;现阶段,国内厂商正在积极开发湿铵全自动包装线,在不久的将来,湿铵包装也能实现全自动包装。

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