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加熱烘干達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、表面微觀多孔紙頁易剝離等特點，在不同類型的造紙機上得到了廣泛的應(yīng)用。

近年來，隨著紙機大型化，高速化，自動化的發(fā)展，烘缸的長度越來越長，最長的已超過10m；重量也已達15t。據(jù)統(tǒng)計紙機干燥部質(zhì)量占紙機總質(zhì)量的60%，設(shè)備費用是紙機總成本的50%以上，其動力消耗占整個紙機動力消耗的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、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《造紙機械用灰鑄鐵烘缸設(shè)計規(guī)定》中規(guī)定缸體的計算壁厚按公式來計算。

按同樣設(shè)計條件制造的烘缸，遼陽造紙機械股份有限公司（以下簡稱遼機）為VOITH公司配套生產(chǎn)的φ=1800mm烘缸，壁厚為26mm，韓國某造紙機械生產(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械性能已得到很大提高，鑄造缺陷也越來越少。烘缸使用性能的保證應(yīng)主要依靠提高其金屬基體的強度來保證，而不是僅僅依靠增加缸體的厚度來保證，并且缸體的安全系數(shù)取值高達10，因此QB/T2556-2002《造紙機械用灰鑄鐵烘缸設(shè)計規(guī)定》中缸體的壁厚按計算公式中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值的取值范圍擴大一些，K=1——1.2，使缸體的計算壁厚更趨于合理。

C值或K值的修改原因可以從烘缸制造的過程控制、缸體機械性能和質(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)濟和社會效益四個方面進行說明：

（1）由于烘缸屬于壓力容器，為確保它的使用性和安全性，遼機按照國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒發(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，使其得到了有效運行，使產(chǎn)品質(zhì)量在制造過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，遵守按國家、行業(yè)及本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的各項制度，對整個生產(chǎn)系統(tǒng)的每個環(huán)節(jié)和控制點進行有效的控制。因此烘缸在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)缺陷的機率降低到最小。遼機目前生產(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，幾乎不會出現(xiàn)較大的縮松、縮孔以及粘砂、砂眼等缺陷，缸面的修補量很少，即使有鉚補直徑也都小于φ4mm。

（2）烘缸作為壓力容器其缸體要求具有較高的強度和硬度，為了達到以上目的，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)力等許多先進工藝，保證了灰鑄鐵烘缸具有良好的金相組織。經(jīng)過對遼機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，石墨長為9-19；基體組織中珠光體數(shù)量在98%以上。先進的生產(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械強度。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（每個生產(chǎn)廠家都有自己獨特的配比）。經(jīng)過對遼機生產(chǎn)的一組烘缸抗拉強度實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計，計算得出其平均抗拉強度值為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械性能越好。

（3）遼機第一批為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，至今已安全運行。之后遼機為河北冀騰紙業(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、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，沒有發(fā)生任何質(zhì)量問題。

（4）φ1800mm系列烘缸是長網(wǎng)多缸造紙機的主要部件，是產(chǎn)量最大的烘缸產(chǎn)品，也是各紙機生產(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)兩方帶來經(jīng)濟效益的同時必將產(chǎn)生巨大的社會效益。

通過以上分析， 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、建設(shè)創(chuàng)新性社會的要求，而且能促進、鼓勵行業(yè)內(nèi)企業(yè)開發(fā)新技術(shù)、新工藝進行自主創(chuàng)新的積極性。

責(zé)任編輯：葛