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中国钢桶制造技术及设备的发展(AOSD会议资料)

演讲人/王瑞波

王瑞波在AOSD印度国际会议上演讲

自从中国第一只钢桶于1908年在营口诞生以来,中国的制桶产业发生了翻天覆地的变化,钢桶制造技术也从产品、工艺、材料、设备及理论研究等各个方面,都开始与国际接轨。制桶工艺和制桶设备的不断交替更新,加速了中国制桶产业的发展进程。

一、中国制桶设备的发展

上世纪五六十年代,中国钢桶工业基本上是半机械、半手工操作。

近年来随着中国钢桶市场的不断发展和竞争的加剧,用户不仅对钢桶的质量有了更高的要求,而且对钢桶的生产效率也提出了更高的要求。使得中国的制桶设备专业化进一步提高,实现了多家竞争不断创新的局面。中国的制桶设备伴随着制桶工艺的不断革新,也由简易、低速设备逐步向高速、自动化设备转变。主要体现在以下几方面:

1、采用开卷设备

上个世纪初期,钢桶桶体及桶底顶所用钢板一直采用定尺板材。进入八十年代,许多制桶工厂开始用卷材代替板材。提高了材料利用率,从而降低了钢桶的材料成本,取得了比较明显的经济效益。开卷设备是使用卷材不可缺少的设备。国内几家大型的钢桶设备厂家在吸收引进技术的基础上,研制开发出不同型式的开卷校平机组。目前国内的钢桶企业基本上采用钢卷板开卷下料的全自动生产线。有一些较先进的企业,实现了开卷→校平→落料成形→废料切断→桶口冲孔→螺圈压合→成品堆放的全自动生产,大大地提高了生产效率,降低了人工成本。


开卷矫平冲压生产线


开卷机


矫平机


剪板机

2、桶身缝焊机的发展过程 

从最初用汽焊焊接桶体到缝焊机的应用,也走过了半个多世纪。上世纪七十年代,大部分制桶企业采用点焊、缝焊的工艺,采用点焊机和缝焊机,到了九十年代未,随着自动化程度的提高,国内研制出适合中小企业的免点焊半自动缝焊机,随之全自动缝焊机也研制成功,中国的制桶装备向前发展了一大步。中国是一个钢桶大国,所以制造钢桶设备的厂家也不少,目前能自行设计制造全自动缝焊机的厂家就有8家,虽然各家的技术装备等训不相同,但国产的全自动缝焊机目前在国内钢桶企业已经有上百台在使用中。为了提高钢桶的产品质量,中国的制桶设备市场已进入新一轮的激烈竞争中,这种现状有利于设备的创新和完善,在不久的将来,中国的制桶设备一定会跨入世界先进的行列。


卷圆机


点焊机


半自动缝焊机


免点焊半自动缝焊机


全自动缝焊机

3、桶身中段设备的应用及发展

五十至六十年代,中国钢桶工业基本上是半机械、半手工操作。当时,只有营口、上海、天津等地几个老厂,形成钢桶生产线。较大多数钢桶企业都是采用单一的半机械、半手工设备制作钢桶。


半自动波纹成形机


半自动卷边封口机

近些年,桶身中段成型线基本上可以实现全自动产线,在扳边机、胀筋机、波纹W筋机、卷边机的基础上还新增加了自动上盖机、寻缝机、吹桶机、内外擦桶机等辅机。钢桶中段加工设备在中国发展很快,目前已有多家企业专业研制和生产制桶设备,形成了百花齐放的新局面。新类型、高质量、高效率的制桶设备不断涌现,还有一些制桶设备出口国外,受到外国朋友的好评。


高速板边机


高速全自动涨筋机


高速全自动波纹机


高速卷边封口机


自动上盖机组


寻缝机


吹桶机


自动内擦桶机

4、高压无气喷涂应用

进入七十年代,许多制桶厂相继使用了高压无气喷涂、静电喷漆、悬挂式输送机及石英玻璃管远红外电热烘干炉,代替以前使用的人工或机械喷漆,自然干燥。现在,随着市场需求的不断提高,钢桶外观多样化已成为主要的发展方向。采用高压无气喷涂技术实现了钢桶的多色涂装,目前中国国内的制桶企业大部分都采用高压无气喷涂,以满足多色钢桶的涂装需要。

钢桶涂装设备的发展是制桶设备中发展最快的一个分支,因为钢桶用户对涂装要求越来越高,使得涂装设备不断的创新和完善。目前大部分制桶企业已实现了多工位、多颜色、高压无气喷涂的自动化生产,以及燃气、燃油烘干的全自动化。这些设备不仅生产效率高,工序质量好,而且充分地考虑了环境保护的要求。由于各种环保技术的应用,使涂装生产线对环境的污染不断降低。


喷漆房

5、丝网印刷和热转移印刷工艺应用

在印刷行业采用较多的丝网印刷和热转移印刷工艺在钢桶的标志印刷生产中得到了广泛地应用,一系列适用于钢桶印刷的新的印刷工艺不断进行转化,以适应钢桶标志印刷的生产。对于钢桶标志的印刷,国内研制了多种丝网印刷机和热转移印刷机,实现了自动化生产,不仅提高了印刷质量、实现了彩色印刷,而且提高了生产效率。


丝网印刷机

6、氦质谱检漏技术普及应用

氦质谱检漏技术的广泛应用,使钢桶出厂零渗漏成为现实。中国国内目前成规模的钢桶企业大都采用了氦质谱检漏仪检测钢桶,但由于中国钢桶企业较多,所以此设备的市场空间还很大。钢桶氦质检漏机的应用,使传统的气压渗漏检验机逐渐成为过去,并因不再使用皂液而使钢桶表面质量得到了保证,从而提高了产品质量和生产效率。


氦质谱检漏机

目前,全自动钢桶生产线已经成为多数大型制桶企业的标准配置。在国内大型制桶企业中,开卷矫平下料冲压全自动生产线、全自动缝焊机、中段桶身成型全自动生产成型线、后段涂装全自动生产线,以及全自动氦检漏设备、丝网印刷设备、热转印设备等都已开始普及。
制桶设备是钢桶包装业的一大门类产品,在钢桶包装业中有着举足轻重的地位和作用,它给钢桶行业提供必要的技术装备。随着市场经济的发展,用户对钢桶不断提出新的要求,同时也给制桶机械企业带来了前所未有的发展机遇。它为钢桶行业的发展提供着先进的技术装备,保证钢桶产品质量高、生产效率高、品种多、生产环境好、生产成本低、环境污染小,因而使钢桶行业获得了不断发展的较强的生命力,为钢桶行业带来了巨大的社会效益和经济效益。

二、中国制桶装备未来发展趋势

中国钢桶制造业未来总的趋势是各种新技术、新材料、新工艺不断得到应用,其技术将向高效、高质量方向发展。发展重点是节能降耗、有利于环境保护。制桶装备也向同一方向发展。进入21世纪以来,较之传统的制桶设备,新型的制桶机械要求具有简洁化、高生产率、配套更完善、自动化程度更高的特点。未来的制桶设备将配合产业自动化趋势,促进制桶设备总体水平提高。其次,要进行中国制桶设备产业的结构调整。在未来中国制桶设备产业要着重进行产业结构、产品结构和组织结构调整。

从钢桶设备产业结构调整来讲,具体的发展趋势可以有以下几点:

1、立式制桶生产线将成为主流

随着预涂钢板技术的不断发展,制桶后段涂装工序将被取缔。为了适应预涂钢板制桶的工艺需要,立式制桶设备因对钢桶表面加工磨损少,将成为制桶生产线的主流。


立式钢桶生产线

2、全自动双锁生产线将成为主流

现在传统的锁装人工操作,将桶口件人工放置在锁装口内,在人工推送至压力机,开始锁装,劳动强度大,生产效率低、且操作者操作存在安全隐患,对实现连续高速自动生产也有困难。

全自动双锁生产线是将通过双冲复合模具加工出来的桶盖注入口与排气口(大、小口),通过压力机完成桶口件(大、小)与桶盖的锁紧工作,整个过程全部自动化,而有望成为制桶生产线的主流。


全自动双锁生产线

3、焊缝碾压机组将为生产高质量钢桶提供重要保障

经过焊缝碾压后的钢桶将不存在焊缝三角区,卷层部分比较完美,克服了焊缝三角区对钢桶渗漏的影响。经过焊缝碾压后的钢桶喷漆后焊缝平整,对丝网印刷和热转印等后续工序非常有利。



焊缝碾压机

4、预涂装设备将成为制桶企业产品的标准配套设备

因为预涂钢板(彩涂板、印铁板、覆膜板等)的出现,减少了制桶生产线和工艺。取而代之的将是预涂装设备。目前供应普通钢板的供应商只能提供预涂钢板给钢桶企业,这样就会产生专业生产预涂板的企业。中国是钢桶生产大国,且区域分布分散,所以不是几条线就能覆盖全国的,市场潜力较大。



彩涂板生产线产品

5、焊缝补涂工艺设备将成为必备

随着预涂钢板的应用,桶身焊缝前将会采取空留或磨边等办法进行焊边处理。缝焊后焊缝的部涂和烘干将成为必须有的工序,所以磨边(铣边)、补涂设备可能成为制桶设备的标准化配置。


钢桶焊缝粉末补涂机


感应烘干机

先进的制桶工艺总是不断的推进着制桶设备的向前发展。总之,中国高速制桶机械的国产化和自动化进程已经基本完成,但要真正达到国际水平,还有很长的路要走。要把中国制造变为中国创造,中国的钢桶企业及制桶设备企业还任重道远。


 

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