裝飾原紙造紙機結(jié)構(gòu)特征及運行參數(shù)

楊先忠 杜燦奎 蔣保平

(山東昌華造紙機械有限公司，山東聊城，252059)

2012年初，山東昌華造紙機械有限公司與國內(nèi)某一大型特種紙生產(chǎn)集團公司簽訂了幅寬2640 mm、車速700 m/min裝飾原紙造紙機項目。該造紙機于2013年10月試車投產(chǎn)，試機運行車速450 m/min，生產(chǎn)定量80 g/m2的紙張，經(jīng)過4個月的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)，生產(chǎn)車速穩(wěn)定在690 m/min，成品紙產(chǎn)量達180 t/d，最高運行車速為706 m/min，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，整機運行平穩(wěn)。該造紙機無論從運行速度，還是從單機產(chǎn)量，均達到裝飾原紙生產(chǎn)線的國際先進水平，填補了國內(nèi)空白。

裝飾原紙是一種以優(yōu)質(zhì)木漿和鈦白粉為主要原料、經(jīng)特殊工藝加工而成的工業(yè)特種用紙，經(jīng)印刷、三聚氰胺樹脂浸膠后，主要用于纖維板、刨花板等人造板的護面紙。

該裝飾原紙造紙機的主要技術(shù)參數(shù)為:產(chǎn)品定量60～100 g/m2(主定量80 g/m2);凈紙寬度2640 mm;流漿箱唇口寬3000 mm;工作車速580～700 m/min;設(shè)計車速800 m/min;產(chǎn)量212 t/d(車速700 m/min，定量80 g/m2，100%效率);裝機容量2547 kW(不含輔助傳動)。

該裝飾原紙造紙機的結(jié)構(gòu)配置主要包括:流漿箱(水力式稀釋水漂片流漿箱，全不銹鋼焊接結(jié)構(gòu));網(wǎng)部 (聚脂成形網(wǎng)、脫水板系統(tǒng)，網(wǎng)案長度19000 mm);壓榨部 (606復(fù)合壓榨+正壓);干燥部 (由1個Φ1500 mm引紙缸、11個Φ1500 mm真空缸、39個Φ1800 mm烘缸組成，烘缸最大工作壓力0.8 MPa);壓光機 (采用四輥雙區(qū)軟壓光，軟輥為分區(qū)可控中高輥，硬輥為鐵輥，并采用循環(huán)油加熱輥面);卷紙機 (輥庫式全液壓自動卷紙機，采用鵝頸式無損紙自動換卷)。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)及工藝要求，裝飾原紙的灰分為12%～50%，因此漿料中的填料含量在30%以上，填料的留著困難;濕紙幅的濕強度較低，造成引紙困難，抄造率低［1］。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求及長期的生產(chǎn)經(jīng)驗，紙幅濕端要緩慢干燥，干端應(yīng)快速干燥，以保證成紙質(zhì)量。為解決以上問題，在造紙機的網(wǎng)部、壓榨部及干燥部均進行一些特殊設(shè)計及配置，以滿足生產(chǎn)需要。

本文主要介紹了幅寬2640 mm、車速700 m/min裝飾原紙造紙機的網(wǎng)部、壓榨部及干燥部的主要結(jié)構(gòu)特點及運行情況，供設(shè)計和使用同類配置機型的同行參考。

圖1 網(wǎng)部結(jié)構(gòu)示意圖

1 網(wǎng)部

該造紙機網(wǎng)部為聚脂成形網(wǎng)、脫水板等靜止脫水元件成形系統(tǒng)。網(wǎng)部的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。網(wǎng)部脫水元件配置為:1+4片式成形板 (1套);5片式脫水板 (5套);水腿式濕吸箱 (4套);真空濕吸箱(1套雙室);真空吸水箱 (6套，單、雙、三室各2套)。

網(wǎng)部其他部件主要由網(wǎng)案臺架、走臺、白水盤、導(dǎo)網(wǎng)輥、胸輥、真空伏輥、驅(qū)網(wǎng)輥、飾面輥、刮刀等組成。為適應(yīng)漿料特點及滿足成紙要求，筆者在網(wǎng)部的設(shè)計過程中，對網(wǎng)部的配置做了一些特殊設(shè)計，并吸取了一些國內(nèi)外先進的設(shè)計經(jīng)驗，優(yōu)化到該網(wǎng)部中，如采用了多室真空箱裝置、恒張力測控裝置、無后座力搖振裝置等。

根據(jù)工藝要求，漿料中長纖維的含量較少，短纖維較多，濾水性差，脫水較難;且填料含量在30%以上，為保證成紙中灰分要求，網(wǎng)部應(yīng)緩慢脫水，以提高漿料的單程留著率，保證成紙質(zhì)量;又因該造紙機車速較高，為保證紙幅出網(wǎng)部的干度，故該造紙機網(wǎng)案較長，且配置了較多的真空脫水元件，各真空室之間保持合適的真空梯度，且最高真空度不大于35 kPa，采用長時間、“低”真空的脫水方式完成網(wǎng)部的成形，防止細小纖維及填料隨白水流走。

該造紙機網(wǎng)部真空箱采用了多室結(jié)構(gòu)，即1個雙室濕吸箱，2個雙室真空箱和2個三室真空箱。采用多室真空箱，不僅增加了箱體剛度，減少了箱體的變形，且同一個箱體可采用不同的真空度，各室之間真空度沒有損失，紙幅中的水分不會因通過各真空段真空消失而重新分布，可使同樣真空度下脫水增加，提高了紙幅干度。在達到同樣紙幅干度下，真空動力消耗及網(wǎng)部動力消耗大大降低。

該造紙機網(wǎng)部功率配備為:真空伏輥200 kW，驅(qū)網(wǎng)輥250 kW。在690 m/min車速下，紙幅出真空伏輥的干度為18.5%～20%，網(wǎng)部動力負荷為70%左右。

成形網(wǎng)運行張力一般控制在5～6 kN/m，若張力過小，成形網(wǎng)在各驅(qū)動點摩擦力減小，不能帶動其他各輥筒正常運轉(zhuǎn)，無法進行生產(chǎn);若張力過大，不僅降低網(wǎng)子的使用壽命，而且使輥筒撓度增加，軸頭受力增加，易造成輥體、軸頭斷裂，引發(fā)各種生產(chǎn)事故［2］。為保持成形網(wǎng)一定的張力，網(wǎng)部配有ABB張力傳感器，傳感器根據(jù)成形網(wǎng)的張力，發(fā)出相應(yīng)的電信號，電信號通過造紙機PLC控制系統(tǒng)反饋到網(wǎng)部的電動張緊器，使其電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而放松或張緊成形網(wǎng)，使成形網(wǎng)的張力保持在一個恒定的值。采用恒張力測控裝置，不僅可保持成形網(wǎng)的張力恒定、精確，還可“實時監(jiān)控”。該裝置既保證了網(wǎng)部的正常運轉(zhuǎn)，且能延長成形網(wǎng)的使用壽命，減少網(wǎng)部各種輥筒的損害。

為改善紙張勻度，網(wǎng)部設(shè)有搖振裝置及飾面輥。搖振裝置采用胸輥單點搖振，胸輥軸承采用靜壓滑動軸承，以提高胸輥運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性及延長其使用壽命;搖振器為法國ABK無后座力搖振器，搖振振幅為0～25 mm，最高振次600次/min。搖振器采用2個變速伺服電機驅(qū)動，根據(jù)不同的車速進行振幅及頻率的調(diào)節(jié);搖振器采用液壓減震系統(tǒng)，以減少對設(shè)備及廠房基礎(chǔ)的沖擊。

為減小紙幅的兩面差，設(shè)有飾面輥裝置，飾面輥直徑為2000 mm，可滿足高車速的要求。飾面輥裝置設(shè)有接水輥及刮刀，接水輥與飾面輥的相對位置可根據(jù)不同車速進行調(diào)節(jié)。飾面輥單獨設(shè)有傳動裝置，功率配備為15 kW。

當(dāng)造紙機車速為690 m/min，紙種定量為80 g/m2時，網(wǎng)部各真空點真空度為:水腿濕吸箱2～4 kPa;低真空濕吸箱6～8 kPa;真空吸水箱10～28 kPa;真空伏輥低真空室32 kPa;真空伏輥高真空室55 kPa。

2 壓榨部

該部由606復(fù)合壓榨及一道正壓榨組成，共有3個壓區(qū)。壓榨部結(jié)構(gòu)如圖2所示，其主要部件參數(shù)為:真空吸移壓榨輥 (Φ850 mm×3420 mm，三室雙吸口，輥體為不銹鋼，最大吸寬3150 mm，最小吸寬2750 mm);中心石輥 (Φ1050 mm×3250 mm，輥體材料為HT250，表面噴涂陶瓷);二壓上膠輥(Φ850 mm×3250 mm，鑄鐵輥掛膠20 mm，輥面鉆有Φ3 mm盲孔，開孔率約24%);真空吸移輥(Φ600 mm×3250 mm，單室無傳動，真空抽口在傳動軸上，吸口寬為80 mm，輥體材料為不銹鋼包膠，最大吸寬3000 mm，最小吸寬2800 mm);正壓石輥 (Φ1050 mm×3250 mm，輥體材料為HT250，表面噴涂陶瓷);正壓下輥 (Φ850 mm×3250 mm，鑄鐵輥掛膠20 mm，輥面鉆有Φ3 mm盲孔，開孔率約24%)。

圖2 壓榨部結(jié)構(gòu)示意圖

各壓區(qū)的加壓、抬輥均采用液壓裝置，備有液壓站及控制系統(tǒng)。采用液壓系統(tǒng)，充分利用其結(jié)構(gòu)緊湊、壓力傳遞平穩(wěn)可靠、自潤性好、能頻繁換向、容易實現(xiàn)自動化控制等優(yōu)勢。各道壓榨設(shè)計線壓力、使用線壓力見表1。

表1 各壓區(qū)設(shè)計線壓力和使用線壓力 kN/m

采用606復(fù)合壓榨，不僅縮短了造紙機壓榨部縱向空間的需要，而且降低了設(shè)備投資費用，更重要的是因成紙灰分較高及漿料中長纖維較少，造成紙幅濕強度較低，606復(fù)合壓榨實現(xiàn)了封閉引紙，消除了濕紙幅在壓榨部無承托的行程，解決了紙幅斷頭問題，提高了造紙機的抄造率。

為使?jié)駨姸容^低的紙幅也能在較高車速下安全地通過壓榨部，正壓前導(dǎo)毯輥采用單室真空吸移輥，且吸移輥與正壓區(qū)之間的毛毯下方設(shè)有引紙箱，引紙箱采用吹風(fēng)式。一方面，高速氣流阻止空氣從毛毯下方進入毛毯與紙幅之間;另一方面，高速氣流使毛毯下方形成負壓，從而排出毛毯與紙幅之間的空氣，使紙幅緊貼毛毯進入正壓區(qū)，避免因毛毯高速運轉(zhuǎn)帶入空氣而使紙幅形成紙病。利用真空吸移輥及吹風(fēng)引紙箱，順利地解決了紙幅高速從復(fù)合壓榨至正壓榨的開式引紙問題，大大減少了壓榨部的斷紙，減少了壓榨部損紙量，提高了造紙機的運行效率。

該造紙機壓榨部功率配備為:真空吸移壓榨輥250 kW，真空壓榨下輥200 kW，正壓下輥200 kW，正壓上輥75 kW。當(dāng)該造紙機車速為690 m/min，生產(chǎn)紙種定量為80 g/m2時，3個壓區(qū)的實際線壓力分別為60 kN/m、85 kN/m、112 kN/m;實測紙幅出壓榨部干度為45%～47%，壓榨部動力負荷為65%左右。壓榨部各真空點真空度為:真空壓榨低真空室35 kPa;真空壓榨高真空室58 kPa;真空吸移34 kPa;真空吸水箱42 kPa。

3 干燥部

干燥部主要由烘缸裝置、機架、導(dǎo)毯輥、干網(wǎng)張緊、校正裝置、引紙繩裝置、烘缸刮刀、引紙輥、走臺、引紙割刀等組成。為滿足裝飾原紙高速生產(chǎn)的要求，干燥部采用了單毯缸、無繩引紙系統(tǒng)及導(dǎo)輥傳動等新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)。

干燥部配有39個Φ1800 mm烘缸。根據(jù)長期的生產(chǎn)經(jīng)驗及生產(chǎn)工藝要求，紙幅濕端要緩慢干燥，干端應(yīng)快速干燥，以保證成紙質(zhì)量。為滿足生產(chǎn)所需的干燥曲線，設(shè)計時，把前干燥部烘缸最高工作壓力定為0.5 MPa，后干燥部烘缸最高工作壓力為0.8 MPa。為減少前干燥部紙幅斷頭，前干燥部為單掛毯結(jié)構(gòu)，設(shè)有1個Φ1500 mm引紙缸及11個Φ1500 mm真空缸，后干燥部為雙毯結(jié)構(gòu)。

紙幅從壓榨部進入干燥部采用上缸引紙，設(shè)有Ф1500 mm引紙缸。由于濕紙幅強度較低，為了防止紙幅的斷頭和抖動，引紙缸前配有真空引紙箱，引紙箱產(chǎn)生負壓，使紙幅緊貼著干網(wǎng)順利進入干燥部。

圖3 干燥部結(jié)構(gòu)示意圖

前3組烘缸采用單毯布置，即上下烘缸共用一條干網(wǎng)，干網(wǎng)承托著紙幅，使紙幅在封閉的狀態(tài)下運行，以減少紙幅的抖動、斷紙。下排VAC缸表面車出4 mm×5 mm(深×寬)的溝槽，溝槽中鉆有Φ4.3 mm通孔，利用抽風(fēng)系統(tǒng)形成的負壓使紙幅緊貼在干網(wǎng)的外側(cè)，上下烘缸之間設(shè)有吹風(fēng)式穩(wěn)紙器，高速氣流使紙幅與干網(wǎng)之間形成負壓，同樣使紙幅緊貼干網(wǎng)，防止紙幅抖動，減少紙幅的斷頭。其余烘缸均為雙毯結(jié)構(gòu)。

為提高干燥部的引紙效率，烘缸之間采用了無繩引紙系統(tǒng)。無繩引紙系統(tǒng)包括吹風(fēng)管、導(dǎo)流板及電氣控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)可根據(jù)不同車速、不同定量來設(shè)定氣流延時長短、氣流大小;整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、維護方便，且大大提高了干燥部引紙的自動化程度，省去了傳統(tǒng)引紙繩裝置的設(shè)備維護、更換引紙繩的停機時間，提高了造紙機的開機率，降低了設(shè)備運行費用。

該造紙機烘缸傳動采用了全新的傳動方式——無齒箱傳動，即單毯缸采用VAC缸及導(dǎo)輥為傳動點，雙毯缸全部采用導(dǎo)輥為傳動點，VAC缸或?qū)л佒苯优c傳動萬向軸連接，去除了傳統(tǒng)傳動機架的齒箱結(jié)構(gòu)，傳動點的布置 (局部)如圖3所示。采用導(dǎo)輥傳動，不僅使干燥部傳動側(cè)機架的結(jié)構(gòu)變得簡單，便于安裝及維護，也節(jié)約了設(shè)備投資、降低了成本，而且使傳動側(cè)通風(fēng)效果得到很好的改善，使傳動側(cè)與操作側(cè)的紙幅干燥速率更趨于一致，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了噸紙耗汽量，同時消除了由于齒輪高速運轉(zhuǎn)而帶來的噪音，使干燥部的運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，大大改善了車間工作環(huán)境。

單毯缸每組設(shè)3個傳動點、2個VAC缸、1個導(dǎo)輥;雙毯缸每組設(shè)4個導(dǎo)輥為傳動點，根據(jù)每組烘缸數(shù)量及傳動點位置的不同，傳動功率分別為18.5 kW、22 kW、37 kW。當(dāng)造紙機車速為690 m/min，生產(chǎn)紙種定量為80 g/m2時，干燥部動力負荷為45%～56%。

4 結(jié)語

606復(fù)合壓榨中的真空吸移壓榨輥傳動側(cè)帶有傳動齒箱，最初齒箱內(nèi)齒輪的潤滑方式為油池潤滑，由于轉(zhuǎn)速高，產(chǎn)生的熱量大，且不能及時散發(fā)，齒箱發(fā)熱嚴重，齒輪熱疲勞磨損，后改為稀油循環(huán)潤滑，解決了這個問題。干燥部采用了無齒箱傳動，在停機時，由于沒有齒輪副的阻尼作用，在烘缸的慣性下，烘缸靜止下來的時間大大增加。

根據(jù)造紙機的運行情況，該造紙機基本滿足裝飾原紙的生產(chǎn)及工藝要求，再經(jīng)過一段時間的運轉(zhuǎn)，對發(fā)現(xiàn)的新問題做進一步優(yōu)化、改進，在此基礎(chǔ)上取得的寶貴經(jīng)驗，可使今后同類型造紙機的設(shè)計更加完善。

［1］ LIU Rui-heng，F(xiàn)U Shi-yu．The Properties of Decorating Base Paper and Production Control［J］．Shanghai Paper Making，2007，38(5):18．劉瑞恒，付時雨．裝飾原紙質(zhì)量的影響因素及生產(chǎn)工藝控制［J］．上海造紙，2007，38(5):18．

［2］ DU Can-kui，LI Hong-jun，TIAN Hong-feng．3400/400 Structure Characteristics of Multi-ply Board Papermachine Wire Section［J］．China Pulp ＆ paper，2004，23(6):67．杜燦奎，李紅軍，田洪峰．3400/400四疊網(wǎng)多缸紙板機網(wǎng)部結(jié)構(gòu)特征［J］．中國造紙，2004，23(6):67． CPP