節(jié)能好途徑：減少烘缸厚度還能保證安全

灰鑄鐵烘缸是造紙機(jī)烘干部的關(guān)鍵部件，其內(nèi)部一般通入工作壓力低于0.8MPa的飽和水蒸氣,利用缸面將緊貼其表面的濕紙頁(yè)加熱烘干達(dá)到成紙所需的干度值。鑄鐵烘缸由于其導(dǎo)熱均勻、尺寸穩(wěn)定性好、表面微觀多孔紙頁(yè)易剝離等特點(diǎn)，在不同類型的造紙機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。

近年來(lái)，隨著紙機(jī)大型化，高速化，自動(dòng)化的發(fā)展，烘缸的長(zhǎng)度越來(lái)越長(zhǎng)，最長(zhǎng)的已超過(guò)10m；重量也已達(dá)15t。據(jù)統(tǒng)計(jì)紙機(jī)干燥部質(zhì)量占紙機(jī)總質(zhì)量的60%，設(shè)備費(fèi)用是紙機(jī)總成本的50%以上，其動(dòng)力消耗占整個(gè)紙機(jī)動(dòng)力消耗的50%以上，蒸汽消耗占紙的生產(chǎn)成本的5%-15%，因此為了節(jié)約材料，降低傳動(dòng)能耗，減少熱阻，降低蒸汽消耗，要求烘缸是薄壁的壓力容器。由于烘缸是壓力容器，它的設(shè)計(jì)、制造必須符合《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求，并接受安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)的質(zhì)量監(jiān)督和安全監(jiān)察。

烘缸的壁厚必須按QB/T2556-2002《造紙機(jī)械用灰鑄鐵烘缸設(shè)計(jì)規(guī)定》中規(guī)定缸體的計(jì)算壁厚按公式來(lái)計(jì)算。

按同樣設(shè)計(jì)條件制造的烘缸，遼陽(yáng)造紙機(jī)械股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱遼機(jī)）為VOITH公司配套生產(chǎn)的φ=1800mm烘缸，壁厚為26mm，韓國(guó)某造紙機(jī)械生產(chǎn)的相同工作條件下的烘缸壁厚僅有25mm。

目前伴隨著烘缸生產(chǎn)過(guò)程中新技術(shù)、新工藝的不斷應(yīng)用，烘缸缸體所采用灰鑄鐵的機(jī)械性能已得到很大提高，鑄造缺陷也越來(lái)越少。烘缸使用性能的保證應(yīng)主要依靠提高其金屬基體的強(qiáng)度來(lái)保證，而不是僅僅依靠增加缸體的厚度來(lái)保證，并且缸體的安全系數(shù)取值高達(dá)10，因此QB/T2556-2002《造紙機(jī)械用灰鑄鐵烘缸設(shè)計(jì)規(guī)定》中缸體的壁厚按計(jì)算公式中C（缸體厚度附加量）的取值應(yīng)該再小一些，取C≥4更好一些；或者K值的取值范圍擴(kuò)大一些，K=1——1.2，使缸體的計(jì)算壁厚更趨于合理。

C值或K值的修改原因可以從烘缸制造的過(guò)程控制、缸體機(jī)械性能和質(zhì)量的提高、烘缸的生產(chǎn)和使用歷史以及所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益四個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明：

（1）由于烘缸屬于壓力容器，為確保它的使用性和安全性，遼機(jī)按照國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒發(fā)的《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》的要求，建立了質(zhì)量保證體系，并形成文件，使其得到了有效運(yùn)行，使產(chǎn)品質(zhì)量在制造過(guò)程中得到了有效控制，保證了產(chǎn)品制造質(zhì)量滿足現(xiàn)行法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的全部要求，使壓力容器制造全過(guò)程處于受控狀態(tài)。在質(zhì)量保證體系內(nèi)，工作人員能夠各司其職，遵守按國(guó)家、行業(yè)及本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的各項(xiàng)制度，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的每個(gè)環(huán)節(jié)和控制點(diǎn)進(jìn)行有效的控制。因此烘缸在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)缺陷的機(jī)率降低到最小。遼機(jī)目前生產(chǎn)的烘缸烘缸出現(xiàn)的缺陷多數(shù)為小的反應(yīng)性氣孔且分布于鑄件皮下，幾乎不會(huì)出現(xiàn)較大的縮松、縮孔以及粘砂、砂眼等缺陷，缸面的修補(bǔ)量很少，即使有鉚補(bǔ)直徑也都小于φ4mm。

（2）烘缸作為壓力容器其缸體要求具有較高的強(qiáng)度和硬度，為了達(dá)到以上目的，在鑄鐵烘缸的生產(chǎn)中，很多廠家都采用了較為先進(jìn)的中頻電爐熔化工藝，樹脂砂制芯、造型工藝，缸體消除應(yīng)力等許多先進(jìn)工藝，保證了灰鑄鐵烘缸具有良好的金相組織。經(jīng)過(guò)對(duì)遼機(jī)烘缸金屬試棒的金相分析，得出其金相組織中石墨形狀為A型片狀石墨，分布均勻，石墨長(zhǎng)為9-19；基體組織中珠光體數(shù)量在98%以上。先進(jìn)的生產(chǎn)工藝保證了烘缸缸體具有良好的基體組織從而使烘缸具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。另外灰鑄鐵烘缸的原材料配比中都加入了不同種類合金素（每個(gè)生產(chǎn)廠家都有自己獨(dú)特的配比）。經(jīng)過(guò)對(duì)遼機(jī)生產(chǎn)的一組烘缸抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，計(jì)算得出其平均抗拉強(qiáng)度值為282 MPa，高于250 MPa。從灰鑄鐵的鑄造特性可知灰鑄鐵的壁厚越薄其機(jī)械性能越好。

（3）遼機(jī)第一批為VOITH公司配套生產(chǎn)的φ=1800mm，壁厚26mm的烘缸是為山東日照（森博）紙業(yè)生產(chǎn)的，數(shù)量共有90多只，第一只烘缸的生產(chǎn)日期是1999年9月14日，至今已安全運(yùn)行。之后遼機(jī)為河北冀騰紙業(yè)、浙江景興紙業(yè)、安徽馬鞍山紙業(yè)、山東齊河板紙、江蘇建平紙廠、河南新亞集團(tuán)、漯河銀鴿、山東京博紙業(yè)等企業(yè)以及為VOITH公司配套生產(chǎn)的該糸列烘缸數(shù)量已近1000只，沒(méi)有發(fā)生任何質(zhì)量問(wèn)題。

（4）φ1800mm系列烘缸是長(zhǎng)網(wǎng)多缸造紙機(jī)的主要部件，是產(chǎn)量最大的烘缸產(chǎn)品，也是各紙機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。目前大部分企業(yè)生產(chǎn)的烘缸壁厚為33——35mm，如果烘缸壁厚降為26mm，則烘缸的壁厚至少減少7 mm。以33 mm壁厚的烘缸為例，缸體壁厚減少了21%，與之相對(duì)應(yīng)的烘缸缸壁的熱阻也下降。烘缸的缸壁熱阻不大，在總的熱阻中占15%左右，因此烘缸的總熱阻降了3%左右，節(jié)約了蒸汽耗量，使紙的成本進(jìn)一步降低。

烘缸壁厚的減少也降低了烘干部的功率消耗，以幅寬4800mm的箱板紙機(jī)為例，它的烘缸規(guī)格為φ1800mm、面寬為5250mm、數(shù)量為40——90只不等(根據(jù)不同車速布置),如果烘缸的壁厚由33mm降為26mm，則每一只烘缸的重量減少1454kg,不僅降低了制造成本而且大大減少了功率消耗。這將為裝備制造企業(yè)和造紙企業(yè)兩方帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)必將產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益。

通過(guò)以上分析， C值或K值的修訂很有必要，它不僅符合建設(shè)節(jié)約性社會(huì)、建設(shè)創(chuàng)新性社會(huì)的要求，而且能促進(jìn)、鼓勵(lì)行業(yè)內(nèi)企業(yè)開發(fā)新技術(shù)、新工藝進(jìn)行自主創(chuàng)新的積極性。

責(zé)任編輯：葛