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1、 课程设计 日产50吨牛皮包装纸工艺设计材料科学与工程学院09级轻化工程一班林吉成2033-9-16 1概述 1.1设计任务 1.2 设计范畴 1.3项目规模 1.4产品方案 1.5生产工艺的先进性和可靠性 1.6 重要经济指标2 工艺设计 2.1 生产措施 2.1.1纤维原料 2.1.2 生产措施总述 2.1.3 生产流程 2.1.4 工艺参数 3 浆水平衡计算4 设备选型 日产50吨牛皮包装纸车间工艺设计1. 概述1.1设计任务 日产50吨牛皮包装纸造纸车间工艺设计（重点抄造工艺）1.2 设计范畴（1） 对日产50吨牛皮包装纸造纸车间的生产措施、工艺流程、工艺参数进行比较论证及合理的拟定。
2、（2） 进行浆水平计算。（3） 合理进行设备选型。1.3项目规模 日产50吨牛皮包装纸1.4 产品方案 本车间生产牛皮包装纸，定量范畴在40120g/m2,本厂以定量100g/m2设计。选用针叶浆和阔叶浆混合操造工艺，针叶浆80%，阔叶浆20%。重点解决纤维原料的选择、打浆、上网成形、压榨、干燥、纸张整饰等生产工艺及过程控制。1.5生产工艺的先进性和可靠性 本次设计所生产的牛皮包装纸，以针叶浆为主，并与阔叶浆按一定比例配比，配比比例8:2。使用阔叶浆可节省采购成本，但是对牛皮纸的白度不做规定，因此不添加漂白阶段，采用购买浆板即可，在保证质量的状况下增长了纸浆的得率，节省生产成本。1.6 重要经
3、济指标表1牛皮纸技术指标序号指标单位数值1纸种牛皮包装纸2定量g/m21003产量t/d504日工作时数h215年工作日数d3406抄造率%977成品率%958原料配比%商品针叶浆%70商品阔叶浆%309用浆量Kg/t纸965.5296商品针叶浆Kg/t纸657.8707商品阔叶浆Kg/t纸289.658910白色松香胶用量Kg/t纸1511阳离子松香胶用量Kg/t纸312聚乙烯醇用量Kg/t纸513改性淀粉用量Kg/t纸30氧化淀粉用量Kg/t纸514耗汽量Kg/t纸441415清水用量Kg/t纸7558016用电量度/t纸705.7217烘缸出力Kg/m2h12.138218基建投资万元1
4、322419投资回报期年23.672 工艺设计2.1 生产措施2.1.1纤维原料 纤维原料的质量对成纸起到决定性的作用，牛皮纸的长处是有良好的物理强度。硫酸盐法针叶浆在操导致纸后体现了良好的物理强度，而阔叶浆纤维短，在成纸的匀度及平整度优于针叶浆。若需要拥有良好的物理强度和良好的纸面性能，采用针叶浆和阔叶浆的混合操造工艺，针叶浆70%，阔叶浆30%。以此配比所得到的纸张在成纸强度和表面匀度平滑度都能得到良好的体现，同步节省了成本。表2牛皮纸的质量指标指标名称单位指标定量g/m2(40100)5%耐破指数Kpam2/g3扯破指数（纵向）mNm2/g8.5表面吸水性g/m240平滑度（正面）%8交
5、货水分%922.1.2生产措施总述将针叶浆和阔叶浆料分别用双盘磨打浆至指定打浆度后，按比例在中混合仓混合，并在混合仓中加入一定量的分散松香胶，在配料池中加入矾土液，送入高位箱后输送至成浆池，再通过冲浆泵冲浆稀释，采用一级三段锥形除砂器净化除去密度大的杂质，压力筛筛除大尺寸的杂质。本设计采用长网多烘缸纸机抄造，在造纸过程中采用真空引纸，采用四辊三压区加正压榨。浓白水完全回用，多余的稀白水送白水回收系统。2.1.3生产流程（1）工艺流程方框图（见附图1）（2）工艺流程分述1打浆牛皮包装纸作为一种重要的包装材料，对产品起保护作用。而打浆是牛皮纸生产过程中非常重要的一道工序，浆料的打浆状况直接影响产品
6、质量。牛皮纸规定具有较高的强度，理论上规定选用针叶木长纤维原料进行生产，但是考虑到国内原料及生产的成本等因素，采用针叶阔叶按一定比例混合抄造。为了提高牛皮纸的纸张强度，优化打浆工艺师一项重要的措施。一般而言，要提高成纸的物理强度、纸张的匀度和平整度，需要合适提高浆料的打浆度，而要保持其良好的透气度和较低的进度，打浆度又不能太高，由于牛皮纸规定低紧度高透气性，又与高物理强度、匀度和平整度互相制约，因此在打浆过程中找到平衡点至关重要。经450双盘磨打浆，打浆浓度3.3%4.0%，打浆度2832SR，PH值6.8，湿重1215g，尽量保持纤维长度，使抄造的产品强度大，透气性好和变形小，同步具有较低的
7、紧度，使手感较厚。在打浆方式、工艺上，对针叶木纤维采用重刀快打，利于切断；阔叶木纤维轻刀慢打，协助纤维分丝帚化。实际中我们浆长、短纤维分开磨浆，并此案去不同的磨浆方式与工艺。长纤维游离打浆，通过减少湿重来提高叩解度；短纤维粘状打浆，湿重进了能少的减少，通过帚化提高叩解度。让针叶木纤维偏浓度下限打浆，阔叶木纤维浓度上限磨浆。2加填与助剂浆中加人适量的填料和助剂, 可以提高牛皮纸的各项指标, 但要注意多种助剂的相容性,浆料的值和多种助剂所规定的值的范畴与否满足规定, 以及多种助剂的针对性。不能盲目的加人多种助剂, 反复助剂效应, 减少助剂的使用效果, 恶化浆料, 影响白水回收。因此本设计中的所加入
8、的填料和助剂都是通过严格考虑的。设计中的牛皮纸采用浆内施胶，不仅可以提高纸的抗水性能。内施教胶使用的是白色松香胶，这也是目前国内最普遍使用的一种内部施胶措施。制备过程涉及敖胶、乳化和稀释三个环节。施胶程序为先加胶料，再加硫酸铝，最后加填料。施胶措施是持续式施胶，因这种施胶措施自动化限度大，可以节省劳动力。施胶措施是持续式施胶，因这种施胶措施自动化限度大，可以节省劳动力。胶料在针叶浆与阔叶浆的混合池中加入，而其沉淀剂矾土则在配料池中加入。施胶过程中的pH的控制对施胶效果的影响是很大的，重要是关系到硫酸铝沉淀剂在施胶过程中是以什么形式存在的问题。六合铝离子有助于提高是施胶效应，因此控制施胶pH为4
9、-5，使硫酸铝在施胶过程中以六和铝离子的形式存在。淀粉在本厂的生产中有三个重要的用途：浆料中加入阳离子增强淀粉不仅能提高纸张的强度，并且有助于提高纸张的耐折性能。在纸浆上网工段，每层浆料间应采用喷淋淀粉，可提高每层纸浆的结合强度和成纸的挺度，但过量使用会导致湿部压花和粘辊，网部滤水差影响纸机车速。因助留、助滤剂在提高填料和细小纤维的留着，减少流失改善白水循环，减少污染以及改善纸页的两面性，提高纸张的印刷性能方面有重要作用，因此在白卡纸的生产过程中加入了助留、助滤剂阳离子型聚丙烯酰胺（PAM）。PAM兼有留着、滤水和凝聚三重作用。3浆料的净化和精选浆料在打浆、加填、施胶、贮存及输送过程中都不可避
10、免地会带入某些杂质，这些杂质按特性可分为两类：一是密度大的，如铁屑，砂粒等，它们质硬，对设备的磨损非常严重；一是尺寸大的，如纤维束，浆团等。这些杂质存在于浆料之中将会影响到产品质量和纸机的抄造性能及设备的使用寿命，因此在纸料上网前必须将它们除去。在本设计中采用一级三段锥形除渣器来除去密度大的杂质，使用压力筛除去尺寸大的杂质。4流浆箱作为纸料流送系统和纸页成形系统结合部的流浆箱是造纸机的第一部分，也是最重要的部分，因此选择与设计合适的流浆箱显得尤为重要。根据作用原理不同，流浆箱有阶梯扩散式和管束式。阶梯扩散重要靠扩散产生的涡流碎解浆团，合用车速范畴较广；而管束式流箱，重要靠流速加快产生的湍流来碎
11、解浆团，更适合于略高的车速。对于本厂来说，设计车速较低，因此选择阶梯扩散式流浆箱。为了减少横幅定量差，采用稀释水浓度控制技术的流浆箱，通过在堰板全横向的小范畴内变化浆料的浓度，可以控制纸机横向的定量波动，避免采用唇板调节所带来的偏流和横流问题。纸张的纵、横向物理指标比，可通过控制浆网速比来调节，生产过程中我们控制浆速比在0.981。同步，为了保证流浆箱中纸浆上网的均匀与统一，三个流浆箱的进浆管都是由粗变细，并且设有回流，回流量为5%-15%。5网部脱水 在成型脱水段的原件重要有案辊和案板，在本设计中采用案辊脱水是由于：纸料在通过案辊时，湿纸页会经受两次垂直方向压力脉冲的变化，使纸页产生扰动。对
12、于本设计中的低速纸机，这种扰动比较缓和，能增进纸料中纤维分散，减少纤维絮聚，提高纸页的匀度，对纸页的成形有利。在高压差脱水段采用真空吸水箱和伏辊以强制脱水，真空箱分为整合合前和整合后两组。6引纸从网部到压榨部的的引纸方式常用的有开放引纸和真空引纸。对于中低速纸机，使用开放引纸即可满足规定，并且构造简朴，操作以便。但考虑到后来随着公司的发展，工厂会增长产能。而随着车速的提高，会由于引纸过程中湿纸受到牵引力增大而引起纸页断头，采用一般引纸辊引纸又会导致纸页浮现褶皱，真空引纸可以解决这一问题。虽然真空引纸需配真空装置，构造有些复杂，但由于在引纸过程中湿纸受到的牵引力大大减少，断头次数也会相应地减少，
13、因此长远考虑，应使用真空引纸。7压榨纸张的透气性、紧度和平滑度与压榨工艺密切有关。压榨的重要影响是减少纸页的孔隙度，从而减少成纸透气性，提高吸水度，提高紧度；纸张的透气性和紧度都随着压榨压力的加大和压榨时间的延长而呈最迅速增长趋势，而纸张的物理强度也能得到提高，对牛皮纸而言，最重要的是具有较高的物理强度，此外还应当对制浆的匀度、透气性、紧度及表面质量等方面进行考虑。故压榨形式采用四辊三压区+正压榨的压榨工艺，在生产过程中使用光泽压榨，可提高这也的光泽度和平滑度。8干燥 纸页在干燥过程中不仅蒸发水分，提高机械强度，还会影响纸张的紧度、吸水性和透气性，平滑度及施胶度等性质，这些性质与干燥工艺有着密
14、切的关系。一般觉得，迅速的升温的高温化干燥会增长纸张的松软性、气孔率、吸水性和透气度，减少纸的紧度，透明度和机械强度。牛皮纸生产过程中开始逐渐升温，由80C120C的阶段可以持续升温，对纸幅进行持续干燥，最后经一种通冷却水的冷缸进行冷却。干燥布的牵引力，干网的松紧对成纸的裂断长、耐破度、伸长率、紧度、吸水性、透气度均有影响。怒皮质的生产宜采用较小的牵引力，避免纸张过度拉伸导致强度下降，干网的张力也不适宜过高，以获得较高的透气度和较低的紧度。9压光为提高纸页的光泽度，浆沟纹压榨改为光泽压榨，最后可采用46辊的压光机压光解决，以提高纸页的光泽度，减少纸页的两面差，同步能合适提高成纸的白度。生产中发现，经压光机亚光解决的纸页光泽度提高，两面差减小，成纸白度提高12个百分点，效果明显。6辊以上的压光机，即采用8辊的超级压光机，对职业的光泽度、两面差和成纸的白度的改善不是十分明显。11白水回收在抄纸过程中会生大量的白水，其中具有大量的细小纤维和填料，直接排放不仅会使污水解决负荷加大，并且会导致大量的细小纤维和填料流失，形成资源挥霍；在实际生产过程中这些白水是要回收的。在本设计中浓白水大部分用于冲浆泵冲浆，多余的进入稀白水池。稀白水部分用于锥形除渣器的槽中稀释尾浆；部分用于水力碎浆机用水；多余的稀白水则用多元盘白水回收机回收。12损纸解决
