圓網(wǎng)紙機(jī)生產(chǎn)掛面箱紙板的技術(shù)改造

余章書

圓網(wǎng)紙機(jī)生產(chǎn)掛面箱紙板的技術(shù)改造

余章書

介紹圓網(wǎng)造紙機(jī)采用折流帶壓活動(dòng)弧形板成形器，三輥半濕壓光機(jī)，改換大輥徑壓榨，增加烘缸組，增設(shè)表面施膠機(jī)和壓光機(jī)等技術(shù)規(guī)范的改造情況。車速由改造前的95～130/min提高到95～230m/min；日產(chǎn)量由改造前的35～45噸提高到100～135噸；生產(chǎn)包裝用紙檔次提高。

圓網(wǎng)紙板機(jī) 技術(shù)改造 壓力活動(dòng)弧形板 壓力噴漿 半濕壓光機(jī)

目前，國內(nèi)圓網(wǎng)造紙機(jī)在中小型紙?jiān)炱髽I(yè)大量存在，且大多技術(shù)落后，生產(chǎn)品種單一，低檔次低產(chǎn)量，適應(yīng)不了造紙發(fā)展的需要。隨著包裝工業(yè)的迅速發(fā)展，圓網(wǎng)紙機(jī)生產(chǎn)包裝用紙的市場需求量日益增加。市場競爭日趨劇烈，企業(yè)迫切需要對(duì)造紙?jiān)O(shè)備進(jìn)行技術(shù)挖潛改造以迎接市場的挑戰(zhàn)。

某外資紙業(yè)公司創(chuàng)辦于2002年，有兩臺(tái)圓網(wǎng)紙機(jī)抄寬3200mm，雙網(wǎng)雙缸的結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)普通瓦楞紙。兩臺(tái)紙機(jī)的二大缸烘直徑為3000mm，第一大缸為雙毯、預(yù)壓、主壓榨、托輥裝置，二缸上設(shè)有壓光輥，兩個(gè)網(wǎng)籠直徑為1500mm，老式活動(dòng)弧形板網(wǎng)槽，采用變頻分部傳動(dòng)。抄造90～130g/㎡的瓦楞紙，車速只有85～95m/min，單臺(tái)日產(chǎn)量僅 30～35噸。2005年采用壓力噴漿成形器改造兩臺(tái)紙機(jī)，雖然抄瓦楞紙車速可開到120～130m/min，日產(chǎn)量可達(dá)45～50噸，但產(chǎn)品不夠檔次，成紙勻度差，縱橫克重不穩(wěn)定，經(jīng)常出紙病一時(shí)難處理，造紙同行普遍認(rèn)為該壓力噴漿成形器結(jié)構(gòu)上存在弊病，需要改進(jìn)。

該公司于2010年對(duì)該兩臺(tái)紙機(jī)進(jìn)行了規(guī)范性技術(shù)改造，將其改造成為多網(wǎng)多缸圓網(wǎng)紙板機(jī)，調(diào)整了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，適應(yīng)生產(chǎn)130～320g/m2掛面牛皮箱紙板和90～130g/m2高強(qiáng)瓦楞紙，紙機(jī)的工作車速可達(dá)95～230m/min（抄不同克重的車速），單臺(tái)日產(chǎn)量可達(dá)100～135噸〔兩臺(tái)改造紙機(jī)年產(chǎn)量可達(dá)7～8萬噸〕，改造后的圓網(wǎng)紙板機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

圖1 圓網(wǎng)紙機(jī)改產(chǎn)掛面箱紙板的技術(shù)改造結(jié)構(gòu)簡圖

一、圓網(wǎng)成形部

生產(chǎn)掛面箱紙板或高強(qiáng)瓦楞紙的主要物理指標(biāo)大多取決于紙頁的成形階段，而成形的基本性能取決于網(wǎng)槽〔成形器〕。為了改善和提高紙的勻度和定量的均一性，提高其物理性能，將第一次紙機(jī)改造的直徑1500mm片式網(wǎng)籠和壓力噴漿成形器換掉，紙機(jī)改為設(shè)置四個(gè)直徑1800mm片式網(wǎng)籠和四個(gè)折流帶壓活動(dòng)弧形板成形器。將第1個(gè)圓網(wǎng)成形器的活動(dòng)弧形板調(diào)低50mm（設(shè)近大缸位置為第1圓網(wǎng)成形器），掛末漂白本色商品漿，作為紙板的掛面層，上漿量為20g/m2，對(duì)漿料適應(yīng)性強(qiáng)，上漿較均勻，可保證紙板掛面層有較好的勻度；其余3個(gè)圓網(wǎng)上漿量均為100g/m2，漿料可用廢紙漿。在2、3、4網(wǎng)籠前設(shè)置3個(gè)吸水箱，其作用主要是脫水和防止掉紙。第4網(wǎng)籠前的吸水箱箱口較寬，真空度為35～45kpa，脫水能力較大，濕紙幅在隨毛毯回頭后干度可達(dá)10%～12%。抄造高強(qiáng)瓦楞紙，只需兩個(gè)網(wǎng)籠，采用50%～70%廢紙漿，搭配30%～50%進(jìn)口OCC廢紙漿。

兩臺(tái)紙機(jī)圓網(wǎng)成形部改為折流帶壓活動(dòng)弧形板成形器，通過出國考察，在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)了一種折流帶有一定壓力活動(dòng)弧形板成形器 （見成形器圖2、3、4所示，全不銹鋼材料制造），并且設(shè)有錐形多管進(jìn)漿穩(wěn)漿器、勻漿輥（變頻電機(jī)直接帶動(dòng)）、活動(dòng)弧形板出漿回流調(diào)節(jié)器和弧形板能高低調(diào)節(jié)的裝置及直接在網(wǎng)槽外拉取活動(dòng)式堰板而方便更換唇布的設(shè)置。現(xiàn)將帶壓活動(dòng)弧形板成形器的工作原理和優(yōu)點(diǎn)介紹如下。

1.折流帶壓活動(dòng)弧形板成形器的工作原理

一般濃度0.15%～0.35%的紙料直接由漿泵 〔選用FP型低脈沖漿泵穩(wěn)定〕以揚(yáng)程10～12米的壓力，送進(jìn)錐形多管進(jìn)漿穩(wěn)漿器，以控制每條進(jìn)漿管有同樣的壓力，然后，進(jìn)入網(wǎng)槽底部產(chǎn)生折流翻滾，促使纖維團(tuán)充分?jǐn)U散，流經(jīng)集流狹道，以穩(wěn)定漿的橫向?qū)挾攘鲃?dòng)的流速（流量），且通過轉(zhuǎn)動(dòng)的勻漿輥后（即勻漿輥的線速與漿速要求相適應(yīng)），漿的流動(dòng)壓力降低，形成緩和穩(wěn)流，將促使?jié){里的泡沫消失，同時(shí)，有利纖維擴(kuò)散均勻，提高纖維上網(wǎng)的縱橫交織能力，使?jié)窦堩摮尚螘r(shí)勻度一致。由于網(wǎng)籠內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓力差，漿料上網(wǎng)迅速脫水形成濕紙頁由網(wǎng)籠帶伏輥運(yùn)轉(zhuǎn)而帶上毯，這是帶壓力活動(dòng)弧形板成形器的工作原理。2.折流壓力活動(dòng)弧形板成形器的優(yōu)點(diǎn)：

由于原來用的壓力噴漿成形器有多個(gè)小管噴漿直接沖擊網(wǎng)面，漿易堵塞網(wǎng)籠內(nèi)外網(wǎng)之間，難清洗，也影響漿上網(wǎng)的均勻度，不時(shí)出現(xiàn)紙頁一條條 “水痕”、“透光點(diǎn)”等紙病，影響紙的外觀質(zhì)量；且壓力噴漿出口離網(wǎng)面間只有0.5～1.0mm的距離，外網(wǎng)易磨損，網(wǎng)的使用壽命只有10～12天，頻繁換外網(wǎng)，影響生產(chǎn)和產(chǎn)量。而活動(dòng)弧形板成形器靠網(wǎng)籠內(nèi)外壓力差上網(wǎng)的，上漿溢流出口處離網(wǎng)面間距也有20～30mm，網(wǎng)籠內(nèi)外網(wǎng)不存在嚴(yán)重堵漿和磨壞網(wǎng)面的現(xiàn)象。若在制漿對(duì)漿料處理干凈的前提下，紙機(jī)上漿前也不需裝置旋翼篩（壓力篩），一年可節(jié)省約30萬元電費(fèi)和維修費(fèi)。目前國內(nèi)紙廠普遍使用尼龍網(wǎng)、聚脂網(wǎng)，壽命短；采用無端不銹鋼網(wǎng)，使用壽命卻有18～24個(gè)月，大大減少停機(jī)換網(wǎng)時(shí)間，抄紙外觀質(zhì)量好；隨著造紙發(fā)展的需要，今后采用無端不銹鋼網(wǎng)將會(huì)更多。兩臺(tái)紙機(jī)圓網(wǎng)部的改造，采用新型帶壓活動(dòng)弧形板成形器，提高了一倍多的車速，對(duì)紙的物理強(qiáng)度有明顯改善，且勻度好，橫幅定量穩(wěn)定，操作和維修方便，運(yùn)行安全，穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，投資改造費(fèi)用省，見效快。

該紙機(jī)采用折流壓力活動(dòng)弧形板成形器也適應(yīng)生產(chǎn)高檔衛(wèi)生用紙和文化用紙等品種，有可調(diào)節(jié)活動(dòng)弧形板高低裝置，抄造厚薄克重的紙頁適應(yīng)性廣。

二、壓榨部

壓榨部設(shè)一道預(yù)壓榨和一道主壓榨。將原預(yù)壓上下膠輥φ450mm退到壓毯輥用，改為上石輥φ550mm，下膠輥 φ500mm；原壓榨上石輥 φ550mm改為850mm，下膠輥φ500mm改為800mm，將石輥φ550mm和膠輥φ500mm（溝紋）退到預(yù)壓輥用；一缸托輥和二缸壓光輥均為膠輥φ550mm；在第三缸上裝置三輥半濕壓光機(jī)和烘缸組后安裝三輥壓光機(jī)均為一樣規(guī)格輥徑。兩臺(tái)紙機(jī)都是一樣規(guī)格，這樣做便于維護(hù)，擴(kuò)大了備品、備件的通用性和互換性，更有利減少大量備品件的存放和資金的積壓。主壓榨由850mm的天然石輥和800mm的包膠盲孔輥組成，石輥為裸輥。由于天然石輥的透氣性好，剝紙容易，易于開式引紙；盲孔輥有較高的脫水效果。預(yù)壓榨的線壓采用30～35kN/m；主壓榨的線壓采用50～55kN/m；出壓榨部紙幅干度可達(dá)34%～36%。

上毛毯不通過主壓榨，其原因?yàn)椋阂皇敲航?jīng)一道預(yù)壓榨后，由于上毛毯在工作行程中不便安裝脫水、清洗能力較強(qiáng)的脫水、清洗裝置，上毛毯本身攜帶的水分較多且有不少細(xì)小纖維、紙毛等，如與下毛毯一起夾著紙幅進(jìn)入主壓榨，不但不能順利吸收紙幅的水分，甚至可能使其本身水分回到紙幅中，降低主壓榨的脫水效率；二是如上毛毯和紙幅一起通過主壓榨，由于紙頁較厚，毛毯和紙頁的伸長量相差較大，再一起進(jìn)入第一大缸與托輥壓區(qū)時(shí)，易產(chǎn)生起皺現(xiàn)象，上毛毯不經(jīng)過主壓榨，紙幅經(jīng)引紙輥再到上毛毯，可緩和二者伸長之差距，避免起皺和壓潰現(xiàn)象。抄掛面箱紙板，上毯也可不經(jīng)過預(yù)壓輥，脫水好，提高掛面紙板的平滑度和緊度。

三、烘缸干燥部

除兩臺(tái)紙機(jī)干燥部都有二個(gè)大烘缸外，還各增加一個(gè)φ3000mm大缸和六個(gè)φ1800mm的烘缸組，要求紙幅進(jìn)第一大缸干度為35%，出第三缸干度為90%，經(jīng)施膠后，進(jìn)入烘缸組紙頁干度為60%，出烘缸組時(shí)干度為90%。為保證達(dá)到上面的要求，需對(duì)烘干面積進(jìn)行計(jì)算。

1.三大烘缸

三大烘缸為φ3000mm，一缸普通汽罩，托輥為φ550mm包膠輥，壓區(qū)線壓力為50～55KN/m；二缸上壓光輥壓區(qū)線壓力為45～50KN/m；三缸設(shè)置三輥半濕壓光輥機(jī)底輥壓區(qū)線壓力為45～50KN/m。其他參數(shù)分別為:進(jìn)一缸紙頁干度〔c1〕35%，出三缸紙頁干度為〔c2〕90%，烘缸包角〔a〕270°，三大烘缸單位出力按平均值為〔M〕50kg〔㎡·h〕，M 指烘缸對(duì)紙頁蒸發(fā)水分的能力，烘缸干燥有效面積F可由下式算出（參考有關(guān)造紙機(jī)原理結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)的計(jì)算方法）：

式中 G=0.066V·q〔G為紙機(jī)的小時(shí)生產(chǎn)率〕，q=320g/m2（箱紙板克重），W 為1kg紙中蒸發(fā)的水量，V為紙機(jī)車速，n為大烘缸個(gè)數(shù)，按產(chǎn)量為135t/d，則按抄掛面箱紙板計(jì)算得：

V=135×10〔乘 6 次方〕/320×3.4×22.5×60=95m/min將各參數(shù)代入 〔1〕，求得所需有效干燥面積F為67.2m2，而烘缸的實(shí)際有效干燥面積Fn為：Fn=πDb·（a/360）·n=3.14×3×3.4×（270/360）×3=72m2顯然，F(xiàn)n＞F，三個(gè)大烘缸的干燥能力滿足要求。

2.烘缸組

兩臺(tái)紙機(jī)的烘缸組均由六個(gè)φ1800mm的烘缸組成（n'為烘缸組的個(gè)數(shù)，設(shè)普通汽罩），進(jìn)入烘缸組的干度，即出三缸進(jìn)入施膠機(jī)后的施膠干度為〔c〕60%，出烘缸組的干度為〔c2〕90%（與施膠前出三缸的干度為c2相同），烘缸組平均包角為a'=230°，烘缸單位出力 M'=18kg〔m2·h〕。 由式〔1〕計(jì)算出所需有效干燥面積F'為58m2，而烘缸組的實(shí)際有效干燥面積Fn為：

顯然，F(xiàn)n'＞F'，烘缸組的干燥能力滿足要求。

3.第三缸上裝置三輥半濕壓機(jī)

在三缸上裝置三輥半濕壓機(jī)，中設(shè)鐵輥（φ400mm），上輥（φ450mm）和下輥（φ550mm）為包聚胺酯材料，輥面具有剛性、柔性和耐磨特點(diǎn)，臟物不易粘輥好清理。紙頁經(jīng)半濕壓機(jī)比二缸單條壓光輥的效果好，紙頁正反面平滑度有明顯提高，縮小紙的平滑度兩面差，提高了緊度，環(huán)壓等物理強(qiáng)度。

裝置三輥半濕壓光機(jī)，可起濕壓光、烘干的作用，紙頁不易斷頭和起皺；兩缸距離短，好引紙。這種安裝形式，具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、傳動(dòng)穩(wěn)定、安全可靠和勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。

半濕壓光機(jī)裝在三缸上，即不必移動(dòng)原有設(shè)備位置，也不增加傳動(dòng)裝置，由第三缸直接帶動(dòng)，且靠半濕壓光輥的自重加壓，可節(jié)省帶動(dòng)功率10～12千瓦，每年節(jié)電8～10萬度，另外，設(shè)備投資少，卻是立竿見影，解決了紙質(zhì)量上存在的實(shí)際問題。

經(jīng)一年多來的實(shí)踐，也摸索出一些生產(chǎn)操作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于半濕壓光機(jī)的主要影響因素，認(rèn)為有以下三個(gè)方面：

（1）濕紙水分：

從第二缸剝離下來的濕紙頁，水分最好控制在20%左右 （即進(jìn)三缸前的干度為80%），紙幅溫度60～70℃，在這種濕熱狀態(tài)下的濕紙幅中，纖維具有較高的柔軟性，可塑性，經(jīng)過半濕壓光機(jī)后，特別是粗糙面上凹凸不平和細(xì)小纖維受到較大壓力作用，變得光滑平整，低面〔凹處〕上的細(xì)小纖維和輔料牢固地結(jié)合在紙面上，提高了紙張的平滑度和表面強(qiáng)度，縮小了平滑度兩面差，若水分太低，纖維失去可塑性和彈性，壓光效果差。

（2）壓光線壓力：

線壓力的調(diào)節(jié)，必須達(dá)到既要使平滑度符合要求，又不致產(chǎn)生紙幅壓潰的程度。一般壓光輥第一、第二、第三道線壓力分別控制35～40kN/m、40～45kN/m、45～50kN/m，由輕壓到重壓，紙頁才不會(huì)起皺。半濕壓光機(jī)要與烘缸偏心為250mm，壓光效果最好。（3）硬度：

輥面硬度直接影響壓光效果，硬度太大時(shí),壓區(qū)近似剛性接觸，紙頁容易產(chǎn)生“濕斑點(diǎn)”和壓潰現(xiàn)象；硬度太低時(shí)，又起不到壓光效果，聚胺酯輥面硬度為90～93 肖氏度，中高度為 0.3～0.5mm。（4）通過軟壓而達(dá)到光滑平整的紙幅、再經(jīng)表面施膠（施膠用量可節(jié)省15%～20%），有利于紙頁外觀的改善。

為進(jìn)一步提高紙板的環(huán)壓、平滑度、緊度的物理強(qiáng)度，在大烘缸與烘缸組之間裝置表面施膠機(jī)和干燥部后設(shè)一臺(tái)三輥壓光機(jī) 〔中鐵輥φ400mm，上輥φ450mm和下輥φ550mm為包胺酯材料〕，線壓力分別為35～40KN/m和40～45KN/m。雖紙機(jī)技術(shù)改造配套較齊全，但是否同時(shí)使用半濕壓光機(jī)、施膠機(jī)、壓光機(jī)的附屬設(shè)備，應(yīng)示生產(chǎn)需要，用戶對(duì)紙張檔次的要求、用途而決定。生產(chǎn)瓦楞紙可不過三輥半濕壓光機(jī)，只過壓光底輥（將上中輥提升），因瓦楞紙不要求紙面很光滑。

四、傳動(dòng)部分

紙機(jī)設(shè)9個(gè)變頻傳動(dòng)點(diǎn)，預(yù)壓、主壓榨、一缸、二缸、三缸、施膠機(jī)、烘缸組、壓光機(jī)和卷紙機(jī)。紙機(jī)各部位功率用類比法估計(jì)，并根據(jù)系數(shù)計(jì)算法，確定各傳動(dòng)點(diǎn)電動(dòng)機(jī)的配用功率，見表1。

表1 圓網(wǎng)紙機(jī)各傳動(dòng)點(diǎn)電動(dòng)機(jī)

兩臺(tái)紙機(jī)經(jīng)改造后，紙的產(chǎn)量提高將近兩倍。產(chǎn)品主要物理指標(biāo)有明顯的提高：緊度由改造前的0.72g/cm3提高到0.87g/cm3；縱橫拉力比由改前的1：2.5～3.2縮小到1：2.0～2.3； 裂斷長 （拉力） 可達(dá)到6500m以上；掛面箱紙板的正面平滑度可達(dá)130～150秒，而平滑度兩面差可縮小到12%以下；環(huán)壓12～15kg；耐折度 15～20 次；耐破度 3.5～5kg;成品率和合格率均為96%～98%。企業(yè)在進(jìn)行技術(shù)挖潛、改造的同時(shí)，還要擔(dān)負(fù)著降低能耗、原材料的消耗和環(huán)保污染的綜合治理、安全生產(chǎn)等重大責(zé)任。電耗由改造前的400度/噸紙降到320度/噸紙；煤（按標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)）由改造前的330公斤/噸紙降到280公斤/噸紙（紙機(jī)烘缸冷凝水的溫度有90℃以上，全部回收鍋爐使用，可節(jié)省煤能消耗）；生產(chǎn)包裝用紙，充分利用細(xì)短纖維，廢紙的得率由改造前的1250公斤/噸紙降到1120公斤/噸紙；生產(chǎn)洗滌的廢水全部經(jīng)沉淀凈化處理，其排放凈化水量由原來的40%減少到25%～20%；每生產(chǎn)一噸紙需要補(bǔ)充清水量由改造前的60噸降到40～30噸，大大減少環(huán)境污染的排放。

該公司廠區(qū)周圍有個(gè)良好的自然環(huán)境，交通方便，水源豐富，電力充足。廠附近有一條68米高的落差水渠，為造紙生產(chǎn)提供有壓力的自然水源，省卻了水泵動(dòng)力抽水，生產(chǎn)使用方便。雖然要交水利征收費(fèi)，但一年亦可節(jié)省近百萬元電費(fèi)。公司建廠選擇一塊20萬平方米（約300畝）丘地小山坡，沒有占用農(nóng)田，村民居住點(diǎn)遠(yuǎn)離廠區(qū)，有利加強(qiáng)廠區(qū)的安全管理工作。設(shè)計(jì)料場、制漿、造紙充分利用落差的生產(chǎn)流程，少用漿泵、管道、閥門等，常年累月，可節(jié)省電費(fèi)和維修材料費(fèi)用。流程有落差，便于設(shè)置斜篩不耗動(dòng)力回收粗漿、細(xì)漿的流失，做到廢水沉淀凈化處理后有80%再使用，將環(huán)保污染綜合治理降低到最低限度。制漿工段30m3碎漿設(shè)備裝設(shè)在地坑里，不需安裝輸送機(jī)，減少維護(hù)工作量。為了生產(chǎn)放漿、排渣和維修等的操作安全方便，并設(shè)有地下隧道（隧洞）與地坑等工段相通，原先人工搬運(yùn)投料打漿（碎漿），消耗勞力甚大而效率低，現(xiàn)改為全靠機(jī)械鏟車投料，從而大大減輕人工操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于加強(qiáng)企業(yè)的生產(chǎn)管理。

結(jié)束語：

兩臺(tái)紙機(jī)改造一年多來，運(yùn)行良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，適應(yīng)生產(chǎn)掛面箱紙板和高強(qiáng)瓦楞紙，產(chǎn)品上檔次，做到適銷對(duì)路，企業(yè)取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2010－12－28

余章書，籍貫廈門，男，漢族。

1943年生，大學(xué)學(xué)歷，造紙專業(yè)，職務(wù)總工，職稱高級(jí)工程師。

主要從事造紙機(jī)械設(shè)備技術(shù)改造、制漿造紙工程和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)工作。

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紙林覓蹤之三十二