打漿磨片材質與齒型的優(yōu)化

袁 麟 蔣小軍

(1．沈陽思特雷斯紙業(yè)有限責任公司，遼寧沈陽，110027;2．南通華嚴鑄造有限公司，江蘇南通，226403)

打漿磨片材質與齒型的優(yōu)化

袁 麟1蔣小軍2

(1．沈陽思特雷斯紙業(yè)有限責任公司，遼寧沈陽，110027;2．南通華嚴鑄造有限公司，江蘇南通，226403)

介紹了某紙業(yè)公司與南通華嚴磨片研究中心共同探索，優(yōu)化雙盤磨漿機磨片的齒型、材質及打漿工藝的情況，優(yōu)化后，改善了纖維的結合力，成紙物理性能提高。

磨片材質;齒型;分絲帚化;打漿度

不銹鋼板襯墊紙及多金屬板帶用襯墊紙是一種應用于金屬板帶行業(yè)的特種工業(yè)用紙，襯墊主要用在不銹鋼等金屬板帶之間以防止層間摩擦而造成劃痕，墊紙用來保護板材在制造、加工過程中不受高速運轉、高張力、高溫、板材層間滑移等不利因素的影響，墊紙需具有耐熱、高強度、高平滑度等性能。原紙生產過程中，打漿應選擇合適的打漿磨片，以達到抄造的適應性和穩(wěn)定性，提高纖維間結合強度和成紙的各項物理性能指標［1］。下面簡要介紹通過優(yōu)化磨片，改善打漿、提高成紙物理性能指標和降低電耗的生產實踐，僅供同行參考。

1 打漿系統(tǒng)簡介

某紙業(yè)公司進口了3臺22寸 (550 mm)雙圓盤磨漿機和1臺JC-01錐形磨漿機，進行串聯打漿。投產初期，盤磨機原配置為079/080型 (見圖1)、143/144型、541/542型及MF型磨片，先后使用過不銹鋼和高鉻合金材質。不銹鋼磨片韌性較好，因材質較軟，使用一段時間后磨損較快且齒面鈍化，出現磨損不均的鋸齒形狀和“蓬頭”現象 (見圖2);高鉻合金鑄鐵磨片耐磨性能好，但是抗沖擊性能較差，常出現意外斷齒現象 (見圖3)，影響打漿生產的連續(xù)性，且因磨損不均影響成漿質量，并造成打漿電耗較高。為了進一步改善漿料性能及提高成紙品質，該紙業(yè)公司對磨片材質和齒型進行了優(yōu)化。

2 磨片材質和齒形的優(yōu)化

2.1 磨片材質的選擇

一些特種紙廠在打漿中采用表面粗糙的砂輪磨片或者玄武巖磨片，磨齒表面的粗粒或“微小磨齒”可以很好地促進纖維的分絲帚化，但是因為強度問題使用受到一定限制。鑒于此，采用了表面帶粗粒的多元合金磨片。多元合金磨片的制備，首先是以Mo、Cr、Ni、WC、CBN等顆粒加入有機熔劑制備2．0～3．5 mm高的齒條粘結于鑄造型腔表面，進行HT200鐵液高溫澆注，金屬液高溫作用使多元合金顆粒與基體金屬熔融滲透 (見圖4)，在磨齒表面制備形成具有較高抗沖擊性能及高抗磨性能的硬質多元合金層，同時齒面具有一定粗粒與微孔隙，并保留了HT200基體力學性能與韌性。打漿過程中，磨齒粗粒與微孔隙增加了摩擦力，促進了纖維的分絲帚化和纖維間的結合力。多元合金磨片經過特殊處理具有較高硬度和抗沖擊韌性，杜絕了斷齒、不耐磨等制約生產的問題，且消除了“鋸齒狀”磨損和“蓬頭”現象，大幅度提高了磨片的使用壽命，減少了停機更換磨片的幾率，為保證造紙各工段的正常運行奠定了良好基礎，并降低了易損件的支出成本。

2.2 針對漿種選擇合適打漿方式

進口針葉木漿打漿時不僅要充分分絲帚化而且要適當地切斷，適當切斷的長纖維更有利于兩端起毛帚化，并降低打漿電耗，因此需根據不同的原料和要求，設計與選擇適合不同漿種纖維打漿的磨片。通過研究磨漿機打漿機理，將“比刀緣負荷”及“比表面負荷”兩種理論有機結合，應用到磨片設計中，有研究表明，后者較前者更具實際意義［2］。

2.3 磨片齒型優(yōu)化

通過對不同定量紙張的打漿指標進行分析，認為磨齒的寬窄、溝槽深度、漿檔、傾角分布、粗磨區(qū)錐度，破碎區(qū)以及精磨區(qū)的分區(qū)比率和斜度大小是影響打漿機理的關鍵。借鑒其他廠家磨漿機的磨片優(yōu)化經驗，重新調整打漿能量分配曲線，第1臺盤磨選擇HY Cut fin切斷鰭550-E15#齒型磨片 (見圖5)，齒寬5 mm，溝寬6 mm，齒高9 mm，傾角5°，具有較高的打漿強度，能夠快速處理針葉木漿纖維;后級3臺盤磨均選擇HY Broom fin掃帚鰭550-L3#齒型磨片(見圖6)，齒寬4 mm，溝寬4．2mm，齒高7 mm，傾角24°，采用低強度打漿方式，降低打漿電流。

圖6 HY Broom fin掃帚鰭550-L3#齒型磨片示意圖

2.4 Cut fin切斷鰭550-E15#齒型特征與功能

為三分區(qū)設計，設置勻漿環(huán)，打漿強度高，有利于針葉木漿長纖維勻度的快速提高，可通過開機臺數及電流設置來滿足不同濕重指標的需求，不必刻意以降低漿濃度方式滿足降濕重的要求，與常規(guī)磨片相比，可消耗更少能量來提高打漿度或降低游離度。

表1 磨片優(yōu)化前后打漿參數與成紙性能對比

2.5 Broom fin掃帚鰭550-L3#齒型特征與功能

這是一款經典的適宜于偏黏狀打漿磨片的改型磨片，設有漿檔的彎折齒，可以較快地提高打漿度。本次改造經過計算，將齒溝寬比及齒高作了合理調整，結合“流變效應”觀點［3］，在磨片齒紋沿外徑線速度最高區(qū)域增強“湍流”作用，避免了“生漿”直接甩出，使纖維在流體作用力和離心作用力條件下得到更充分的磨解，交匯角增大，纖維橫向切斷減弱，而分絲帚化現象得以加強。有效改善了纖維結合強度，相同打漿度條件下打漿電耗降低。

2.6 優(yōu)化前后比較

磨片優(yōu)化前后的打漿參數與成紙指標對比及優(yōu)化前后的打漿電流變化分別見表1和表2。優(yōu)化磨片前的生產過程中，為了提高打漿度，必須加大磨漿功率，造成磨漿切斷作用過度，分絲帚化不足，磨漿間隙波動大，增加了磨片直接碰撞的可能性，加之磨片材質問題導致出現斷齒、“鋸齒狀”磨損和“蓬頭”現象，也造成打漿電流波動。打漿工段是造紙企業(yè)的耗電主體，磨片齒型和材質優(yōu)化后，磨片磨損面較均勻平緩，減少了電流波動，降低了打漿電耗 (見表2);纖維由原來過度切斷、基本無分絲帚化變?yōu)榍袛鄿p少、纖維表面起毛現象增加，在不耗費更多電耗來提高打漿度的前提下，纖維分絲帚化與結合強度得

到進一步提高，成紙物理性能也得到改善 (見表1)。

表2 磨片優(yōu)化前后打漿電流變化

3結語

通過對磨片材質和齒型的優(yōu)化和效果分析，充分證實了“比刀緣負荷理論”非孤立性及其與“比磨漿能量 (SRE)”及“流變效應”的相關性，對特種紙打漿磨片的優(yōu)化提供了理論依據，并將磨漿元件的優(yōu)化理論應用到實際生產，在保證木漿纖維質量、打漿效率和原紙物理性能的同時，大幅度降低電力消耗。

［1］ 王奇峰，黃所新，蔣小軍．優(yōu)化打漿磨片 改善闊葉木纖維品質［J］．中國造紙學報，2009，24(增刊)：169．

［2］ 喬馬．吉．米路納．錐形磨漿機與盤磨機操作模式之比較［J］．紙和造紙，1998(2)：20．

［3］ 陳奇峰，陳克復，楊仁黨，等．三盤單動盤磨機磨片結構對紙漿纖維特性的影響［J］．中國造紙，2004，23(6)：12．

(責任編輯：趙旸宇)

Upgrading the Physical Strength of Metal Interleaving Paper by Optimizing Plate Material and Pattern of the Refiner

YUAN Lin1，*JIANG Xiao-jun2
(1．Shenyang Stainless Paper Co．，Ltd．，Shenyang，Liaoning Province，110027;2．Nantong Huayan Refiner Plate Co．，Ltd．，Nantong，Jiangsu Province，226403)
(*E-mail：13555772338@163．com)

This paper introduces the experience of optimizing the material，the plate pattern of the double disc refiner and refining technology to improve the bonding ability of the fibers therefore to upgrade the physical strength of the stainless steel interleaving paper．

refiner material;plate pattern;fibrillation;beating degree

TS761．2;TS734+．1

B

0254-508X(2011)03-0071-03

袁 麟先生，高級工程師;主要從事大中型紙機系統(tǒng)優(yōu)化改造、新產品研發(fā)工作。

2010-11-30(修改稿)