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1、 造造 纸纸 原原 理理 与与 工工 程程 绪 论 一、纸在国民经济和人民生活中的作用和地位 (一)纸的用途 1、载体载体文化、信息载体;工农业材料、产品载体。 2、保护、装饰材料保护、装饰材料日常生活使用;建筑使用。 3、加工材料加工材料充当特殊条件下的加工、工具材料。 (二)国家经济发展水平的标志 1、纸的消耗量与国内生产总值增长呈同步趋势。 2、纸的消耗量与人民生活水平提高呈同步趋势。 二、世界和国内造纸工业概况 (一)世界纸产量及主要产纸国家 2005年全世界纸及纸板产量3.67025亿吨。 2005年产纸量列前10位的国家及产量、消费量(万吨)顺序 国 家 产 量 国 家 消费量国家
2、(地区) 人均消费(kg) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 美 国 8262.8 中 国 5600 日 本 3095.1 德 国 2167.9 加拿大 1949.9 芬 兰 1339.1 瑞 典 1173.7 韩 国 1054.8 法 国 1033.1 意大利 999.8 美 国 8969.9 中 国 5930 日 本 3146 德 国 1918 英 国 1252 卢森堡 358 比利时 353.8 芬 兰 324.4 美 国 300.6 瑞 典 255.4 西班牙 255.4 日 本 246.8 丹 麦 245.8 奥地利 244.7 阿联酋 235.9 (二)我国纸产量、企业数
3、2005 年我国纸产量达5600万吨,居世界第2 位。 目前我国有造纸企业 3500余家。 (三)目前我国造纸业存在问题及发展方向 1、问题:(1)设备落后; (2)能耗、物耗高; (3)产品质量差、档次低; (4)进口量大。 2、发展:2010年总产量将达5115.18万吨,表观 消费量5184.96万吨,人均消费量33.9 kg/人.年 三、纸和纸板的概念 (一)纸和纸板的概念 利用纤维原料和辅料通过各种加利用纤维原料和辅料通过各种加 工方法制成厚薄均匀的纤维层或纸化工方法制成厚薄均匀的纤维层或纸化 薄膜,称之为纸或纸板。薄膜,称之为纸或纸板。 (二)纸和纸板的区别 纸与纸板之间没有严格的
4、界限,可按定量、厚度、层数等来区别。现在国内主要按定量分。 四、纸和纸板的分类、规格和质量要求 (一)纸和纸板的分类 1、按抄造方法分 干法 湿法 手工纸 机制纸 2、按所用纤维原料分 植物纤维纸 矿物纤维纸 合成纤维纸 3、按纸或纸板用途分 文化用纸 技术用纸 包装用纸 生活用纸 (二)纸和纸板的规格、尺寸 1、卷筒纸:原纸宽原纸宽 1575mm 1092mm 880mm 787mm 2、平板纸:8801230mm 8801092mm 7871092mm 787960mm 690960mm 8501168mm 3、卷盘纸:卷烟纸宽卷烟纸宽29.0或或29.5mm 电容器纸宽电容器纸宽95、1
5、40、240和和280mm 餐巾原纸宽餐巾原纸宽320mm (三)纸和纸板的质量要求 外观质量外观质量 物理性能物理性能 吸收性能吸收性能 光学性能光学性能 印刷性能印刷性能 化学性能化学性能 电气性能电气性能 国家标准代号意义如下: GB 颁布年度颁布年度 当年标准排号当年标准排号 “国家标准国家标准”略写略写“国标国标”拼音拼音“guo biao”字头字头 如: GB1265490 表示1990年颁布国家标准第12654号, GB1291391表示1991年颁布国家标准第12913号。 五 、纸和纸板的结构及基本性质(一)纸张的结构1、纸张结构的概念 纸张具有结构这一基本属性。 纸张的结构
6、(属性)来自于原料的固有结构和生产纸张过程的人为结构。 纸张结构在宏观上可看作是由纤维复杂地缠绕交织而成的网目构造体。2、纸张的结构模式 以纸机运行方向为纵向纵向(MD),与此成直角的方向为横向横向(CD),而垂直于纸面方向则取为竖向竖向(Z向)。OZXY 3、纸张三个方向的差别及成因 纵向纵向:机制纸中,大多数品种纵向强度较横向大,更大于竖向。其它性质也存在差异。 纸张纵向性质主要受纤维状态、纤维排布状态、张力作用等因素的影响。 横向横向:一般横向强度要小于纵向。其影响因素与纵向基本相同,不过影响作用正相反。 竖向竖向:纸张竖向强度较小。这主要是由于纸张中纤维竖向排列极少,实际上纤维竖向上是
7、呈一层层叠积的状态,因而具有层结构的特点。纸张在此方向的强度几乎全来自纤维间结合力。在此方向上纸张的破坏最容易。4、纸张结构的特点 (1)具有多相复杂的结构要素 (2)具有三维结构的结构要素 (3)具有复杂的多孔结构 (4)具有结合力 (5)具有两面性(二)纸张的性质 1、外观质量 纸张的外观质量是指纸张有无用肉眼或感触器官直接辨纸张的外观质量是指纸张有无用肉眼或感触器官直接辨别,不需用仪器设备测量的、影响使用的缺陷。别,不需用仪器设备测量的、影响使用的缺陷。(1)尘埃 纸页表面用肉眼可见与纸面颜色有显著区别的黑点、黄点、深黄点、黄棕点或棕色点等杂质。 表示为 个/m 。(2)斑点 纸面上肉眼
8、可见的色泽明暗和反光不一致的点。包括许多种,如湿斑、汽斑、缸斑、浆斑、白点斑、纸片斑和压光暗斑等。(3)鱼鳞斑和气泡斑 前者是一侧厚呈鱼鳞状的斑点,后者是周围较中间微厚的斑点。 (4)透光点和透帘 透光点和透帘都是指纸页上纤维层较薄但未完全穿透,其透光度较纸页其它部分为大的点子,小者叫透光点,大者叫透帘。(5)孔眼和破洞 孔眼和破洞是指纸页上存在的完全穿透没有纤维的点子,小者称孔眼,大者叫破洞,针尖样小的孔眼则叫针眼。(6)网痕、毛布痕及条痕 网痕、毛布痕是指纸面上留下的铜网或毛布经纬线的痕迹;条痕则指纸页表面上光泽或颜色不同的条形痕迹。(7)折子和皱折 折子是指纸页折叠或重迭的现象;纸页虽起
9、皱但未折叠的叫皱折。 (8)翘曲、起拱 是纸页表面较大部位呈现的中间拱起两边凹下,或中间凹下两边拱起的凸凹不平的纸病。出现在纸页中部叫起拱,出现在纸页边缘叫翘曲。(9)鼓泡和泡泡纱 纸面上由于局部收缩而出现的凸起或凹下的泡,泡的周围或泡内有细曲皱纹。形状较大的称鼓泡,小而密集的叫泡泡纱。(10)裂口和残缺 裂口是指纸页中部或边沿出现的破裂缝口;残缺是指纸页缺角、破烂等不完整状况。(11)硬质块和砂子 硬质块是指纸面上存在的质地坚硬而高出纸面的块状或粒状物;砂子则指纸面上存在的河砂、炭渣等硬质颗粒。 (12)色调不一致 是指同一批产品或同一令纸中的白度或颜色不一致。(13)纸的匀度不好和两面不一
10、 纸的匀度不好是指纸页内纤维等固体物料分布不均匀;两面不一是指纸页两面平滑程度不一致。(14)掉毛掉粉 是指纸面上散出细小纤维和填料微粒。 2、物理性能 (1)定量 纸或纸板每平方米面积的重量。 以g/m表示。 (2)厚度 纸或纸板在两测量板间受一定压力下直接测得的厚薄程度。 以mm表示。 (3)紧度 单位体积纸或纸板的重量。 以g/cm表示。 几种纸张紧度举例:(g/cm) 电容器纸 金属纤维纸 打孔电报纸 胶印书刊纸 海图纸 吸墨纸 1.00-1.20 1.60 0.82 0.65 0.9 0.4炸药卷纸 铁笔蜡纸原纸 铜版原纸 蜡光原纸 钢纸原纸 白纸板 0.50-0.55 0.48 0
11、.7 0.70-0.80 3500(各向) 2500(平均)伸长率(%) 12(纵) 打孔电报纸 照相原纸 电容器纸(A-) 卷烟纸 4000-4500(纵) 3000-3300(纵) 7500-8500 3200-3400 274 118 68-78 117.7 8.3 耐折度 纸或纸板在一定张力下所能经受的180往复折叠的次数。 以往复次数表示。 几种纸张耐折度举例: (次) 钞票纸 特号地图纸 书皮纸 海图纸 米卡纸 特号制图纸 1000 100 5-15 1000 10 100 晒图纸 仿羊皮纸 真空镀铝纸 打孔电报纸 铜版原纸 1箱板纸 40 200 6(纵) 150 20 4-20
12、(横) 撕裂度 纸或纸板撕裂一定长度所需要的力。 以mN表示。 几种纸张撕裂度举例: (mN)纸袋纸 特号邮封纸 特号拷贝纸 1箱纸板 1糖果包装纸 882 98 58.8 2058-2940 176.4 动态强度是指纸或纸板所能经受的瞬时冲击强度,即表示纸或纸板受力后瞬时扩散而破裂的动态状况。包括戳穿强度、环压强度、破裂强度、摔包率、压缩弹性等。(5)伸缩性(形稳性、尺寸稳定性) 纸页水分变化时,其伸长或缩短的程度。 以尺寸的增减对试样原来尺寸的%表示。 几种纸张伸缩率举例: (%) 海图纸 地图纸 米卡纸 单面胶版纸 扑克牌面纸 0.5-2.5 0.3-0.5 +2.5(横) +0.5(纵
13、) +0.5(纵) +2.5(横) 200 1 120-150 1600l/mmin 70mm/150g 65mm/150g 60-70mm/150-200g 几种纸张挺度举例: (gcm) 特号黄纸板 火车票纸板 (310g/m) 110 800(纵) (420g/m) 170 350(横)(8)平滑度 表示纸页表面的机械完整情况。 以s表示。 几种纸张平滑度举例: (s)特号铜版纸(双面) 凹版印刷纸 特号胶版印刷纸 特号白卡纸 600(80-120g/m) 正、反面均200 正、反面均100 正、反面均30(200-260g/m) 500(150g/m) 正、反面差25% 正、反面差25
14、(260-300g/m) 1字典纸 1新闻纸 1书皮纸 特号书写纸正、反面平均100 正、反面平均40 正面30 正、反面平均30(45-60g/m)正、反面差20% 正、反面差30% 正、反面差30% 正、反面差0.75 100g/m以下0.75 1.2 60-70g/m 1.0 100g/m 0.5 几种纸张吸收性能举例: 1皱纹卫生纸 油毡原纸 工业羊皮原纸 浸渍绝缘纸 复写原纸吸水 30mm(横向) 36-43mm 337mm /5min 吸油速度 200g/m 50s 40.5g/m 几种纸张滤水性能举例: (s) 快速定性滤纸 中速定性滤纸 慢速定性滤纸 30 60 90 50 8
15、0 79 85 87 1书写纸 特号有光纸 特号打字纸 特号白卡纸 特号胶版印刷涂料纸 80 75 85 92 87(2)不透明度 指纸对光线的吸收程度。 用单张纸样在“全吸收”的黑色衬垫上的反射能力与“完全不透明”的若干张纸样的反射能力之比率来表示。 R0 不透明度(不透明度(%)=100% R R0 单张纸样在单张纸样在“全吸收全吸收”的黑色天鹅绒衬垫上的反射能力(白度)的黑色天鹅绒衬垫上的反射能力(白度) R试样的白度试样的白度三、透明度 是指纸对光线透射和折射的程度。以纸页层数表示,也以%表示。 RwR0 透明度透明度T= 100% Rw Rw 单层纸样背衬白色标准板的反射率单层纸样背
16、衬白色标准板的反射率 R0 单层纸样背衬黑色标准板的反射率单层纸样背衬黑色标准板的反射率 几种纸张透明度和不透明度举例: (%) 特号描图纸 1字典纸(25g/m) 特号半透明纸 1凸版纸透明度 64 74不透明度 82 90 5、印刷性能 纸张的印刷性能是各种性能的综合反映。涉及到机械强度、白度、外观质量,特别是表面吸油墨性、平滑度、松软性、不透明度、挺度、表面结合强度、抗水性和尺寸稳定性等。这里主要讨论表面结合强度。 表面结合强度 指纸或纸板的印刷表面拉毛阻力。以拉毛速度表示。 实质上是纤维(纤维碎片)、填料、胶料三者间结合强度的反映。 影响表面结合强度的因素有:纸张紧度、打浆情况、填料的
17、使用、压榨和干燥工艺、压光和表面施胶等。 6、化学性能 一般纸张不强调化学性能,但对于某些特殊用途的纸张,则要注意其化学性能,如电气绝缘用纸和中性包装纸等。 通常所说的化学性能,一般是指其水抽出物pH值、Cl-、SO42-含量、灰分及金属离子Ca2+、Fe3+、Na+、Mg2+的含量。金属离子含量一般以其水抽出物导电率概括加以表示。 例如: 电容器纸 超高压电缆纸(500-750kW) 灰分 35% 0.25% Fe3+ 0 50mg/kg Cl- 40mg/kg 40mg/kg SO42- 0 30mg/kg 酸度 70mg/kg 碱度 70mg/kg 导电率 410-5-1cm-1 SP木
18、浆木浆破布浆破布浆SP苇浆苇浆蔗渣浆蔗渣浆 (1) 纤维长度和长宽比的影响 (2)纤维柔曲性的影响 (3)杂细胞含量的影响 (4)化学成分的影响 2、打浆情况的影响 3、填料加入量的影响 4、抄纸过程的影响 由以上影响因素的分析,总结出纸机湿部断头多 的处理要领: 首先从近到远、从易到难找原因:是否有纸病如 粘网、破洞;各部拉力、毛布清洁、加压程度等。 找出原因后,再用下面方法解决: 掺用长纤维浆料;掺用长纤维浆料; 控制好打浆控制好打浆 加强脱水、提高干度;加强脱水、提高干度; 多除杂细胞;多除杂细胞; 少加填料;少加填料; 网案摇振网案摇振 提高纸页匀度和纤维交织程度提高纸页匀度和纤维交织
19、程度 调节上网浓度调节上网浓度 调节浆速调节浆速 (三)决定干纸强度的因素 干纸强度是指干纸页的机械强度,包括抗抗 张强度、耐破度、耐折度、撕裂度张强度、耐破度、耐折度、撕裂度等。 干纸强度并不是单由组成纸页的纤维的强 度来决定,更主要的是取决于组成纸页的纤维 之间的结合力。 影响纤维间结合力的因素就是影响干纸强影响纤维间结合力的因素就是影响干纸强 度的因素。度的因素。 1、纤维结合力的机理氢键结合学说氢键结合学说 四种学说:化学学说、物理学说、二度胶 体体系学说和氢键学说。 目前得到普遍认可的是氢键学说。 纤 H 纤 H 纤 OH 维 O O 维 O O 维 打 浆 HO 水 素 H 素 H
20、 素 OH HO 结晶区 无定形区 纤维内部 游离出羟基 H H H O O O A H H B A H B 纤 O 纤 干 燥 纤 O 纤 维 H H 维 H2O 维 H 维 O O O H H H O O 形成水桥 氢键结合 氢键结合的条件:纤维之间距离在2.552.75之内。 要实现这一要求,除外部条件外,纤维的 柔软性和水的表面张力是十分重要的因素。 纤维直径越小,水的表面张力越大。 纤维直径(m) 纤维间吸引力(kg/cm) 30 5.9 2 36.8 0.2 158.8 2、纤维间的结合建筑式 S1S1 S1S2 S2S2 3、影响纤维结合力的因素 由于纤维结合力决定了干纸的强度,
21、因此 影响纤维结合力的因素也就是影响干纸强度的 主要因素。 打浆是影响纤维结合力的主要因素。打浆是影响纤维结合力的主要因素。 (1)打浆对纤维结合力和干纸强度的影响 减小纤维直径 增加表面张力 打浆 纤维润胀、细纤维化 增加接触面 柔软可塑、增加外表面 增加氢键结合数目 游离出更多的羟基 打浆与纤维结合力及物理性质的关系打浆与纤维结合力及物理性质的关系 由图中曲线可以看出: 纤维结合力随打浆度的增加而增加,且在 打浆初期增加很快,以后逐渐缓慢下来。 干纸强度也随打浆度的增加而增加,且同 样在打浆初期增加很快,以后逐渐减慢,但增 加到一定程度之后反而出现转折,转为下降。 并且不同强度指标,其转折
22、点出现的迟早不同。 这是由于在打浆过程中,一方面增加了纤维结 合力,另一方面降低了纤维的平均长度,两者 都直接影响到干纸的强度,不过不同强度指标, 影响不同而已。 a、 抗张强度 转折点出现最晚。 b、耐折度 打浆度不太高时就发生转折。 c、撕裂度 转折出现最早。 抗撕裂面大 抗撕裂面小 d、耐破度 情况与抗张强度相似。 (2)纸料种类对纤维结合力的影响 化学木浆化学木浆棉浆棉浆机械木浆机械木浆 (3) 纤维化学组成的影响 半纤维素 纤维素 木素 (4)添加物的影响 亲水性物质 疏水性物质 第三节第三节 打打 浆浆 工工 艺艺 一、打浆方式和方法 (一)游离状打浆和粘状打浆 游离状打浆:以横向
23、切断纤维为主的打浆方式。游离状打浆:以横向切断纤维为主的打浆方式。 粘状打浆:以润胀、细纤维化为主的打浆方式。粘状打浆:以润胀、细纤维化为主的打浆方式。 注意: 1、各种打浆方式没有截然的界线,游离状打浆中纤维也会 润胀和细纤维化。同样,粘状打浆中,纤维也会有切断。 2、打浆方式与打浆状态是不同的概念,打浆方式表示的是打浆作用的方向,而打浆状态则表示打浆的程度、结果。粘状 打浆方式可以打出游离浆。 我国以打浆度来衡量打浆程度(状态),当打浆度70SR称为粘状浆,介于3070SR之间称为半游离半粘状浆。 各种打浆方式及打浆状态 打 浆 方 式 打 浆 状 态 打 浆 度 游离状打浆长纤维游离浆1
24、517 SR中纤维游离浆20 SR左右短纤维游离浆25 SR左右半游离半粘状打浆半粘状半游离浆3045 SR 粘状打浆游离中粘状浆2060 SR粘状浆 6590 SR高粘状浆90 SR以上 (二)低浓、中浓和高浓打浆 低浓打浆打浆浓度在6以下; 中浓打浆打浆浓度在620之间; 高浓打浆打浆浓度在20以上。 1、低浓打浆 打浆机理可用浆膜学说浆膜学说来解释。 相关因素:浆料浓度、刀片厚薄、飞刀转速浆料浓度、刀片厚薄、飞刀转速。 刀辊线速(m/s) 打浆方式 20 切断为主 25 切断与细纤维化均等 30 细纤维化为主 2、高浓打浆 打浆机理可用摩擦应力的理论摩擦应力的理论来解释。 高浓打浆的特点
25、: (1)切断作用少,润胀、细纤维化作用强烈。 (2)经高浓打浆的纤维多呈扭曲状,成纸强度好,伸长率和伸缩率大。 (3)打浆温度高,进浆困难。 3、中浓打浆 未能推广使用。 二、影响打浆的因素 (一)打浆比压和打浆时间 打浆比压:打浆时单位打浆面积上所受的力。以打浆比压:打浆时单位打浆面积上所受的力。以N/m或或Pa表示。表示。 PQ/F(N/m) Q刀辊及外加总有效力. (N) F打浆面积。(m) 打浆面积:打浆时飞刀与底刀接触面积。打浆面积:打浆时飞刀与底刀接触面积。 F=Z1Z2 1 2 L/ D cos1 cos2(m) 式中: Z1、Z2 分别为飞刀、底刀片数。 L 1 、 2分别为
26、飞刀、底刀片厚。 L刀辊宽。 (m) D刀辊直径。(m) 1飞刀片与刀辊轴线倾斜角。 L=L/ cos 2底刀片与刀辊轴线倾斜角。 由上式可以看出: Z1 1 L/ cos1 飞刀辊刀片总面积。 Z2 2 L/ cos2 底刀刀片总面积。 D L刀辊圆周总面积。 一般底刀倾斜,飞刀不倾斜, cos1 1,即0 故F(Z1 1 L/ D L)( Z2 2 L/ cos2 ) ( Z1 1 / D) ( Z2 2 L/ cos2 ) 式中Z1 1 / D为刀辊刀片有效率。 L 打浆时间:将浆料打到符合要求打浆质量所打浆时间:将浆料打到符合要求打浆质量所需的时间。需的时间。 一般规律: 打游离浆:高
27、比压,短时间; 打粘状浆:低比压,长时间。 减小比压,可减少切断,利于细纤维化; 增加比压,利于切断;迅速增加比压利于切断;逐步增加比压利于细纤维化。 打浆比压具体反映在飞刀与底刀之间的距 离上,实际生产中则由打浆电流来反映。 (二)打浆浓度 粘状打浆宜用较高浓度;游离打浆宜用较 低浓度。 (三)打浆温度 1、降低施胶效果; 2、造成树脂障碍; 3、降低打浆速度; 4、降低成纸强度。 (四)浆料通过量 其它条件相同时,通过量大,浆料在 设备 中停留时间短,经受打浆作用小,反之则大。 (五)浆料种类及化学成分的影响 (六)刀片厚度及材质的影响 薄刀利于切断,厚刀利于细纤维化;钢刀 切断作用强,石
28、刀分丝帚化作用好。 (七)添加物的影响 疏水性物质不利于打浆;亲水性物质利于 打浆。 三、各种浆料的打浆特性 (一)草类浆的打浆特性 (二)木浆的打浆特性 (三)棉、麻浆的打浆特性 (四)竹浆的打浆特性 四、打浆工艺 设计或选择打浆工艺可按如下步骤进行: 1、首先弄清楚所需生产的产品用途、特性和、首先弄清楚所需生产的产品用途、特性和 质量要求;质量要求; 2、确定生产规模;、确定生产规模; 3、决定浆料配比;、决定浆料配比; 4、决定打浆方式;、决定打浆方式; 5、选择打浆设备型号、台数和排列组合的形、选择打浆设备型号、台数和排列组合的形 式;式; 6、设计打浆流程;、设计打浆流程; 7、制定
29、打浆工艺技术条件。、制定打浆工艺技术条件。 (一)产品特征和生产规模 是进行流程设计、设备选型和原料选择的 主要依据。 (二)原料配比 选择原料配比要将必要性必要性和可能性可能性相结合。 (三)打浆方式的确定 由纸张的使用要求和质量标准所决定。 (四)打浆设备的选择、台数的确定和排列 组合 1、打浆设备的选择 2、打浆设备台数的确定 (1)按打浆能力计算打浆设备台数 打浆设备的打浆能力是指每台打浆设备在单位时间内,能使浆料提高的总打浆度。即 打浆能力打浆能力 通过量(通过量(kg/h)打浆度的提高(打浆度的提高(SR)SR kg/h 台台 所需设备台数(每小时处理量所需设备台数(每小时处理量需
30、提高打浆度)需提高打浆度)/打浆能力打浆能力 (2)按生产能力估算设备台数 台数处理量台数处理量/生产能力生产能力 3、打浆设备的排列组合 视具体情况选择并联或串联。 (五)打浆流程的设计 基本原则: 1、各设备间尽量满足顺流向排列,避免 迂回; 2、尽可能利用自然流送,并要有一定的 流送位差; 3、要检修停用某台设备时,不应影响其 它设备的正常生产。 1、打浆机间歇打浆系统、打浆机间歇打浆系统 化浆车间来浆(或浆板)化浆车间来浆(或浆板) 打浆机打浆机 刀辊刀辊 送纸机浆池送纸机浆池 成浆池成浆池 间歇打浆系统间歇打浆系统打浆机并联使用打浆机并联使用 2、打浆机连续打浆系统 化浆车间来浆(或
31、浆板) 送纸机浆池 连续打浆系统打浆机串联使用 3、圆柱精浆机(或精浆机)间歇、连续打浆系统 浆板或液体浆 水力 碎浆机 循环浆池 成浆池 送纸机浆池 圆柱精浆机 间歇、连续两用系统碎浆机、精浆机 4、盘磨机、圆柱精浆机分别用于两种浆料的 连续打浆系统 浆板 化浆 来浆 水力 侧压 碎浆机 浓缩机 盘磨机 圆柱磨浆机 送纸机 叩前池 叩后池 浆池 中间池 送配浆 叩前池 连续打浆系统盘磨机、圆柱精浆机 5、双圆盘磨浆机、匀整精浆机的连续打浆系统 化浆车间来浆 胶料 脱水机 叩后浆池 未叩浆池 填料 双圆盘磨 调浆箱 回流 矾液 送冲浆池 纸机浆池 匀整精浆机 连续打浆系统双盘磨、匀整精浆机 6
32、、带稳位箱和冷却夹套的多种浆连续打浆系统 稳位箱冷却水夹套盘磨水力碎浆机循环浆池针叶浆池阔叶浆池干损纸浆池高浓除砂器高频疏解机损纸浆池湿损纸叩后阔叶浆池叩后针叶浆池混合浆池机前浆池去冲浆 (六)打浆工艺技术条件的制定 打浆工艺技术条件包括: 1、成浆打浆度;、成浆打浆度; 2、湿重;、湿重; 3、打浆浓度;、打浆浓度; 4、通过量;、通过量; 5、打浆压力曲线(各台打浆设备电流)。、打浆压力曲线(各台打浆设备电流)。 其中1、2、3为固定条件,而4、5则为活条件随来浆情况和刀片新旧而变动。 生产新产品制定工艺条件一般要按三步走: 1、先在实验室进行小型试验,摸索初步数据; 2、再经中间试验车间
33、的试验,定出初步条件; 3、用于大型连续生产中,经过考验、修改,总结出生产条件。 第二章第二章 调调 料料 调料包括施胶、加填、调色、染色、添加化学助剂、配浆和调浓过程。调料的主要目的是从不同角度上采用不同的手段来满足纸张的某些质量要求和纸张抄造性能的需要。 第一节第一节 施施 胶胶 一、施胶的目的和方法 施胶:用某些疏水性物质,使其附着在纤维(或纸施胶:用某些疏水性物质,使其附着在纤维(或纸张)的表面,从而减少纸张的毛细管作用和纸页对水的张)的表面,从而减少纸张的毛细管作用和纸页对水的亲和力,防止水在纸张上渗透和扩散的工艺过程。亲和力,防止水在纸张上渗透和扩散的工艺过程。 施胶的目的:使纸页
34、具有抗拒液体(特别是水和水溶液)渗透和扩散的性能。 根据纸张使用情况,按施胶程度可把纸张 分成三类: 重施胶纸重施胶纸施胶度施胶度0.752.0mm; 轻度施胶纸轻度施胶纸施胶度施胶度0.250.5mm; 不施胶纸不施胶纸施胶度在施胶度在0.25mm以下。以下。 施胶方法分两种: 内部施胶内部施胶也称纸内施胶。在抄纸过程中胶料也称纸内施胶。在抄纸过程中胶料 加进纤维水悬浮液中,混合均匀后再沉着到纤维表面加进纤维水悬浮液中,混合均匀后再沉着到纤维表面上。上。 表面施胶表面施胶也称纸面施胶。纸页形成后,在半也称纸面施胶。纸页形成后,在半 干的纸页或干燥后的纸页上均匀涂上胶料。干的纸页或干燥后的纸页
35、上均匀涂上胶料。 二、常用施胶剂 施胶剂:加进(或涂于)纸页之后能使纸页施胶剂:加进(或涂于)纸页之后能使纸页具有抗液性能的物质称之为施胶剂。具有抗液性能的物质称之为施胶剂。 以松香为主体的施胶剂:以松香为主体的施胶剂: 松香胶褐色松香胶、白色松香胶、分散松香胶; 强化松香胶; 石蜡松香胶。 非松香胶:非松香胶: 石蜡乳胶;硬脂酸钠;聚乙烯醇;动物胶;蛋白胶;淀粉及其衍生物;合成树脂胶。 三、内部施胶 (一)松香的三值 松香主要成分是松香酸的同分异构物,分子式为C19H29COOH,含有少量酯类和杂质。 松香的三值是衡量松香纯度的指标。 酸值酸值是衡量松香中松香酸含量多少的指标。其是衡量松香中
36、松香酸含量多少的指标。其含义是:中和含义是:中和1g松香所需松香所需KOH毫克数。毫克数。 皂化值皂化值指完全皂化指完全皂化1g松香所消耗的松香所消耗的KOH的毫克的毫克数。数。 酯值酯值皂化值与酸值之差。皂化值与酸值之差。 C19H29COOH + KOH C19H29COOK + H2O 302 56 1000 x x(561000)/302185 (二)松香胶的制备 1、松香的皂化剂 工业生产一般用碳酸钠或氢氧化钠。 2C19H29COOH + NaCO3 2C19H29COONa + H2CO3 H2O + CO2 C19H29COOH + NaOH C19H29COONa + H2O
37、 皂化松香所需碱量可用下式计算: A(OM2/M1P)(100C)(%) 式中:式中:A所需的碱量(对松香质量)所需的碱量(对松香质量) O松香的皂化值松香的皂化值 M1测定皂化值所用碱的当量测定皂化值所用碱的当量 M2熬胶时所用皂化剂的当量熬胶时所用皂化剂的当量 P皂化剂的纯度(以表示)皂化剂的纯度(以表示) C松香胶中游离松香含量(以表示)松香胶中游离松香含量(以表示) 2、松香胶的制备 (1)褐色松香胶制备 NaOH 有热法和冷法两种。 冷法制备褐色松香胶过程 松香 松香 松香 褐色胶乳液 (2)白色松香胶制备 包括熬制、乳化 开水桶 和稀释三个步骤。 冷却水套 热水桶 熬胶锅 蒸汽 蒸
38、汽 过滤器 贮存池 喷射乳化器 乳化稀释池 白色松香胶制备流程 白色松香胶以一种胶体悬浮液的形式而能保持稳定的原因: 可以把白色松香胶料看成是由三部分组成: a、作为分散相的游离松香固体质点;作为分散相的游离松香固体质点; b、作为分散介质的水;作为分散介质的水; c、溶解于水的松香酸皂化物作为稳定剂。溶解于水的松香酸皂化物作为稳定剂。 H O H H RCOONa H O NaOOCR RCOOH RCOONa H O RCOONa H H O H (3)分散松香胶 分散松香胶是游离度接近或是100的松香胶,即松香不转化为松香酸皂,而是以游离松 香粒子形式存在于胶液中。因游离松香粒子多,施胶
39、效果要优于皂化型松香胶。 分散松香胶因所用松香有的经过改性,乳化剂类型不同,乳化条件不同等原因,制备的方法不尽相同,但基本方法大致如下: 首先将天然松香及改性松香加热熔融,在常压下搅拌,加入乳化剂水溶液,经分散得到油包水型乳液,然后在高速搅拌下加水,使油包水型乳液转而为水包油型乳液,即使松香分散于水中制成乳液型胶。 (三)松香胶的沉淀和定着 松香胶定着的方法是加沉淀剂。 1、沉淀剂的种类和性质 (1)硫酸铝(矾土、造纸明矾) 主要组成是结晶硫酸铝,并带有1218个结晶水,分子式Al2(SO4)3nH2O,是由铝矾土与硫酸反应制 得: Al2O32SiO2 + 3H2SO4 Al2(SO4)3
40、+ 3H2O + 2SiO2 (2)明矾 是硫酸铝和硫酸碱金属所形成的复盐,分子式为Al2(SO4)3M2SO424H2O,式中M为钾、钠或铵。 因含有低价的硫酸盐和多量的结晶水,其效果远 不如造纸明矾。 (3)硫酸高铁 分子式为Fe2(SO4)3,其作用与硫酸铝 相同,但与松香酸构成黄色的沉淀物,因此只 能用于本色纸张的施胶。 (4)铝酸钠 分子式NaAlO2和NaAl2O4,是一种碱性的 铝化合物,因此可提高施胶时的pH值,一般与 硫酸铝混合使用,可以在pH57的情况下施 胶,因此可减少对设备的腐蚀。 (5)三氯化铝 分子式AlCl3,其作用与Al2( SO4)3差不多。 2、松香胶粒的沉
41、淀 界面动电势学说; 配位理论。 3、松香胶的定着 (四)施胶程序和施胶操作 1、施胶程序 先加胶,充分混合均匀后再加硫酸铝沉淀剂。 2、施胶操作 (1)间歇式施胶 主要适用于盆式打浆机、池式配浆或池式调浆等 间歇操作过程。 (2)连续式施胶 适用于连续打浆、调料的过程。可有几种情况: a、敞开式连续打浆系统中,胶料加入最后一台打浆机进口,沉淀剂加在叩后浆池。 浆 b、封闭式连续打浆系统中, 叩后池加胶,纸机浆池加矾;或 胶 配浆箱加胶,冲浆池加矾。 c、采用连续施胶器施胶, 矾 在施胶器进口加胶,中间加矾 。 施胶器 3、松香胶和明矾的加入量 浆 松香胶加入量一般为0.52.0(对绝干纤维)
42、,而硫酸铝加入量一般为松香量的1.53倍。 加入量有两种表示方法: (1)用胶料中松香质量对浆中绝干纤维量的表示,这种表示方法适合于实际操作。 (2)用所需松香量占所生产成品纸的表示。这种表示方法适用于设计部门。 几种纸的施胶度和松香加入量 纸 种 施胶度(mm) 松香加入量(对成品纸) 胶版印刷纸 0.51.25 0.82.0 书写纸 0.51.25 1.02.5 有光纸 0.25 0.61.0 打字纸 0.25 0.50.7 纸袋纸 1.251.75 1.55.5 包装纸 0.51.25 0.71.0 瓦楞芯纸 11.5 条纹牛皮纸 0.51.25 0.81.0 晒图纸 3540秒(抗水性
43、) 2.54 4、施胶过程控制条件 主要条件是pH值的控制,一般以45为宜。另外还有温度和胶料本身质量。 (五)中性施胶 1、 中性施胶的特点 (1)在中性条件下抄纸,所得纸页不易老化,可提高纸页强度和寿命; (2)能减轻设备的腐蚀,延长设备使用寿命; (3)白水pH值高,无硫酸铝积累,白水易回收,利于减少排水污染; (4)纸强度高,可节省打浆动力; (5)可使用CaCO3做填料,节省纤维原料,降低成本; (6)胶料成本较松香胶高,会增加成本,要靠加填来抵消,这样不利于不加填或少加填的纸种; (7)施胶反应迟缓,尚有不稳定的问题; (8)滤水性差,成纸较滑,挺度、紧度较差; (9)微生物易滋生
44、,腐浆和断头增多,损纸量加大。 2、中性施胶剂的分类 反应型反应型 中性施胶剂中性施胶剂 树脂型树脂型 阳离子型阳离子型 聚合物型聚合物型 四、表面施胶 作用:提高纸页抗液性,改进纸张物理强度、挺 度、耐擦性能、耐久性能、平滑度及手感性等;还可 有效克服纸面掉毛掉粉、两面差等缺陷。 施胶剂:淀粉及其衍生物、纤维素衍生物、聚乙 烯醇、合成树脂、石蜡胶、动物胶等。 用途:钞票纸、证券纸、胶版纸等。 方法:槽法施胶、辊法施胶、烘缸施胶、压光施 胶等。 第二节第二节 加加 填填 一、加填的目的和作用 加填就是在纸料的纤维悬浮液中加入不溶于水或加填就是在纸料的纤维悬浮液中加入不溶于水或 微溶于水的矿物质
45、。微溶于水的矿物质。 目的:改善纸张的某些特性; 节约纸浆用量。 作用:小颗粒的填料分散于纤维之间将孔隙填充,从而改进了纸张的平滑性、匀度、手感性、适印性。 填料的折光率和亮度比纤维大,填充到纤维间隙 中,增加了纸的折光能力,从而使纸的不透明度、白 度提高。 二、填料的种类和性质 (一)衡量填料好坏的标准 1、 折光率要高,散射系数要大;折光率要高,散射系数要大; 2、 白度高、亮度大,无杂质,有光泽;白度高、亮度大,无杂质,有光泽; 3、 颗粒细腻均匀、纯度高;颗粒细腻均匀、纯度高; 4、 密度大,不溶于水;密度大,不溶于水; 5、 化学稳定性好;化学稳定性好; 6、 资源丰富,加工简便,价
46、格便宜。资源丰富,加工简便,价格便宜。 (二)几种常见填料 1、白土(铝盐) 即高岭土、瓷土、铝矾土。分子式Al2O32SiO22H2O。相对密度2.56,折光率1.56,白度8086。白度及折光系数低,但价 格便宜,资源丰富,是使用较多的一种填料。 它的应用只限于一般纸张,某些高级纸张则少用白土,因为 其折光率不高。 2、滑石粉(镁盐) 最多用填料之一。分子式3MgO4SiO2H2O。相对密度2.7,白度9097,折光率1.57。折光率与白土相近,但白度较白土高。 滑石粉柔软性好,加进纸页后能提高纸张的柔软性和印刷性能,且价格便宜,所以多数纸张都用其作填料,但由于折光率不高,对于某些不透明度
47、要求高的薄页纸少用滑石粉而多用TiO2。 3、碳酸钙(钙盐) 也叫白垩,分磨碎碳酸钙和沉淀碳酸钙两种。分子式CaCO3。相对密度2.65,折光率1.66,白度98。沉淀碳酸钙比磨碎碳酸钙粒度要细一些。 其优点是能控制纸张的燃烧;折光率和白度高;粒度较细,有较好的吸油墨性和柔软性能。缺点是由于微溶于水,呈碱性,能与硫酸铝作用,造成纸浆中的气泡。 4、二氧化钛 是一种高级填料。分子式TiO2。相对密度较大,为3.94.2,折光率也大,为2.552.7,粒度小,白度9799。 不透明度高,覆盖能力强,化学稳定性好。价格高,少用。 三、加填对纸张性质的影响 (一)加填对纸张不透明度的影响 利用高的折光
48、率提高纸张不透明度。 (二)加填对纸张印刷性能的影响 利用吸收性、柔软性和小的粒度改善纸张的吸油墨性、柔软性和平滑度。 (三)加填对纸张白度的影响 利用高白度、高覆盖力提高纸张的白度。 (四)加填对施胶的影响 填料中的碱土金属离子与松香酸生成不溶性盐,妨碍松香酸与水合铝离子结合。 (五)加填对纸张强度的影响 填料粒子填充于纤维之间,减少纤维间的氢键结合。 四、填料的加入量、留着率和留着机理 (一)填料加入量 填料加入量主要决定于以下因素: 1、纸张品种 不同品种,填料加入量不同。 几种纸张加入滑石粉量如下: 胶版纸 2025 新闻纸 47 书写纸 1525 打字纸 10 有光纸 10 图画纸
49、30 2、浆料品种 加入量:草浆木浆,机浆化浆。 3、纸机车速与填料用量的关系 加入量随车速提高而减少。 (二)填料留着率 填料留着率:留存于纸张中填料量占加入纸料中填填料留着率:留存于纸张中填料量占加入纸料中填料量的百分比值。料量的百分比值。 依测定的基准不同,又分为总留着率总留着率和单程留着率单程留着率。 总留着率是指纸页中填料量占开始加入纸浆中填料量的百分数。 单程留着率是指纸页中填料量占上网纸浆中填料量的百分数。 R(Tz/Tj)100 式中式中 R填料留着率,填料留着率, Tz纸页中填料量(占纤维)纸页中填料量(占纤维) Tj浆中填料量(占纤维)浆中填料量(占纤维) 一般可由测量灰分
50、的方法来测定填料留着率。可用下式近似计算: R(A1/A2)100 式中式中 A1绝干纸页中灰分含量()绝干纸页中灰分含量() A2绝干纸料中灰分含量()绝干纸料中灰分含量() 以上测定、计算已可以满足生产控制需要,若要精确计算,可按下式进行: R0.94(A1C)(100A2D)/(A1C)(100A1D)100 式中式中 C纤维本身所含灰分,纤维本身所含灰分, D填料灼烧减量,填料灼烧减量, 0.94抄纸后纸料的得率及纤维原料和胶料中抄纸后纸料的得率及纤维原料和胶料中 的灰分平均含量的总修正系数的灰分平均含量的总修正系数 工厂总留着率的统计计算法为: R(成品纸量成品纸量平均灰分)平均灰分
51、)/ 填料加入量填料加入量100 (三)填料的留着机理 填料留着的机械过滤学说 填料留着的胶体吸附学说 正确的解释应该是二者相结合。 计量箱 五、填料液的制备和加入方法 振动筛 (一)填料液的 填料 水 制备 回流 (二)填料的 送加填 加入方法 填料液制备槽 1、在打浆系统中 填料液贮存槽 加入 2、在纸机前加入 第三节第三节 染染 色色 一、染色的目的 染色:是指在纸浆或纸张中加入某一色料,使之有选择的吸收可见光中的大部分光谱,未被吸收而反射出来的光谱即为所需的色泽,因此染色是对色纸而言。 调色:是指在纸浆中加进蓝色、紫色或紫红色使之与纸浆中相应呈现的橙色、淡黄色或绿(灰)黄色起互补作用而
52、显出白色,是对白纸而言。 增白:是指在纸浆中加进增白剂以获得更高白度。 对造纸而言,染色有两个目的: 1、对于色纸,通过染色生产出符合色泽要求的纸张。 2、对于白纸,提高染色可以提高纸张的白度。 二、色料的种类及其性质 (一)色料的种类 颜料颜料 色料色料 天然染料天然染料 染料染料 碱性染料碱性染料 合成染料合成染料 酸性染料酸性染料 直接染料直接染料 (二)合成染料的性质及染色操作 1、碱性染料 特点: (1)为含有可溶性氨基的化合物,故可溶于水,呈碱性。 (2)着色力强,着色后色泽鲜艳。且价格便宜。 (3)对木素有较强亲和力,对纤维素也有一定亲和力,因此不用媒染剂也可获得较好着色效果。
53、(4)耐酸、耐碱、抗氯和耐光性能较差。 注意: (1)染混合浆时要分开染; (2)用水要经软化; (3)溶解温度不可太高。 2、酸性染料 特点: (1)是一种含有磺酸基团(SO3OH)或苯羟基 团的化合物,极易溶于水,呈酸性。溶解于水时趋向 于单分子的形式,因此染液的浓度可达8。 (2)着色力和鲜艳程度都不如碱性染料,而且耐 酸、耐碱和耐氯性也差,但对光的稳定性较强且耐久。 (3)对木素和纤维素都没有亲和力,要靠媒染剂 才能着色。 注意: (1)由于其对纤维没有亲和力,染色时要靠沉淀 剂定着,因此一般多用于施胶纸; (2)染混合浆料不会产生染色不匀或色斑问题; (3)可溶于冷水,用水不必软化。
54、 3、直接染料 特点: (1)为含有磺酸基团的偶氮化合物。水溶性较酸 性染料差,易形成胶体溶液。溶解温度较高。 (2)着色能力稍次于碱性染料,色泽较暗,适于 深色纸张染色。 (3)耐光性比酸性染料还强。 (4)对纤维有很强亲和力,不用媒染剂即可取得 良好染色效果。 注意: (1)要用热水溶解,浓度要低,以免出现沉淀。 水硬度对染料略有影响。 (2)遇酸会凝结产生沉淀,因此不能在酸性情况 下染色。多用于不要求施胶的纸张。 合成染料的性质比较 性质 种类 碱性染料 酸性染料 直接染料染色基团氨基碱性基团苯羟基、磺酸基团磺酸基偶氮化合物色泽 鲜艳较差深暗着色能力强差较强 耐酸、碱、氯性较差,对碱敏感
55、极差对酸敏感耐光性差较强最佳在水中溶解性可溶易溶可溶热水溶解温度60704080以上亲和力对木素有强亲和力,对纤维素有一定亲和力对纤维素和木素无亲和力对纤维有强的亲和力媒染剂单宁酸(漂白浆)硫酸铝不用染色时pH值4.56.54.55.05.56.5上染顺序加胶加矾加染料加胶及染料加矾加胶及染料加矾适应范围磨木浆和未漂浆混合浆生产施胶纸不要求施胶的色纸 第四节第四节 配配 浆浆 一、配浆的目的 1、将各种浆料和损纸按照一定比例混合 在一起。 2、控制和稳定供纸机使用的浆料的浓度。 二、配浆的方法 间歇式间歇式 配浆池配浆池 敞开式配浆敞开式配浆 配浆配浆 配浆箱配浆箱 连续式连续式 管道配浆管道
56、配浆封闭式配浆封闭式配浆 (一)配浆池的间歇配浆 胶料、矾土、填料、染料等 配 浆 池 各种浆料及白水 送纸机 配后贮浆池 (二)连续式配浆箱 A 溢流口 溢流室 进浆室 混合室 进浆口 闸板 进浆室 调节闸板 回流 进浆 出浆 混合室 出浆口 闸板式配浆箱AA面 A 闸板式配浆箱 矩形闸板 V形闸板 第五节第五节 添加剂的应用添加剂的应用 一、使用添加剂的目的及其系列产品 (一)使用添加剂的目的 1、在生产工艺及主要设备变化不大的情况下,可以较大幅度提高纸张的产量和质量,不需要特殊设备,简易可行,用量少,收效大。 2、赋予纸张某些特殊的性质。 3、解决生产上的一些问题。 (二)添加剂的系列产
57、品 添加剂的种类很多,但许多都是由一种主要原料发展(衍生)为一系列产品,通过不同的聚合工艺赋予产品不同官能基,不同的官能基则可对纸张或抄纸操作起到不同的作用。 例:聚丙烯酰胺 CH2CH 因带有不同类型、不 CO n 同数量的官能团及不 NH2 同分子量,可发挥絮凝、增强和分 散三种不同作用,形成系列产品。 有: 1、非离子型PAM; 基 分散剂 2、阴离子型PAM, 团 3、阳离子型PAM。 含 量 分子量 阴离子型PAM的应用 分散剂增强剂絮凝基 二、增干强剂(干强剂) (一)提高纸张干强度的意义 1、节约纤维原料,增大纸张强度。 2、节约优质纸浆。 3、节约动力消耗。 (二)干强度助剂
58、也叫纤维粘合剂。主要是因为它有一定的分子量 和活性基团,能使纤维羟基结合从而提高强度。 1、淀粉及其衍生物 2、植物胶 3、水溶性纤维素衍生物 4、水溶性树脂 三、增湿强剂(湿强剂) (一)提高湿强度的意义 使部分纤维间产生抗水性结合,纸张泡在 水中仍可保持一定的强度,提高使用性能。 (二)湿强剂 湿强剂:使纤维间产生抗水性结合的助剂。 一般都是热固性树脂,如三聚氰胺甲醛树 脂、脲甲醛树脂、聚酰胺环氧树脂等。 四、助留与助滤剂 (一)提高纸料助留与助滤性能的意义 1、提高细小纤维与填料留着率; 2、增加网案的脱水能力,增加产品产量; 3、改善纸页的两面性,提高纸张印刷性能等; 4、减轻白水处理
59、负荷,提高网、毯清洁程度; 5、提高纸页干度,节省干燥部蒸汽用量。 单 71 灰 程 分 留 含 着 量 率 28 8 20 网面 顶面 填料含量 (二)助留与助滤剂 1、无机产品:硫酸铝、硫酸钠等。 2、改性天然产品:阳离子淀粉、羧甲基纤维素等。 3、高分子聚合物:聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚胺、聚酰 胺等。 (三)助留与助滤机理 助留机理: 1、Zeta电位控制 + + 2、嵌镶结合 3、架桥效应 + + M M MMMMMMMM + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 助滤机理: 1、使纤维和填料的电荷减少
60、,存在于纤维、填料间充满 水的结构受到破坏,使水容易释出。 2、将电荷中和后,使细小纤维、填料重新排列,滤层疏 松,水易释出。 3、中和电荷后,纤维比表面积变化,水易通过滤层。 (四)助留和助滤剂的应用 脱水 留着 1、使用量 2、使用浓度 效 凝聚 3、加入位置 率 4、湍流对助留和助滤剂 脱水 使用的影响 留着 时间 五、纸料的除气和消泡剂 (一)纸料中空气的存在形式 游离态游离态 结合态结合态 (二)除去空气的必要性 空气的存在给纸张的抄造和性质带来很大影响: 1、影响流浆箱的纸料浓度; 2、影响封闭式压力流浆箱的压力稳定; 3、影响网案脱水; 4、形成泡沫。 (三)纸料中的泡沫 1、泡
61、沫的形成 泡沫是一两相体系,由气相分散于液相中构成。 泡沫的结构:内部为空气,外部为液膜(泡壁)。 泡沫产生的要素:有气体气体存在;液体中有泡沫稳稳 定剂定剂;受搅动搅动或冲击冲击。 2、纸料中泡沫的生成 (1)纸料中空气的来源 1)强烈的搅拌。 2)泵、管接漏气。 3)纸料受到冲击与喷射。 4)干浆板没有完全润湿。 5)白水回收的细小纤维吸附空气带入纸料中。 (2)纸料中表面活性物质的来源 1)纸浆的洗涤情况。 2)化学填加剂的使用情况。 3)废纸的处理情况。 (四)除气消泡方法 有机械法和化学法两类,这里只讨论化学除气法。 1、除气消泡剂和消泡剂 (1)消泡剂 属溶剂性,一般是烃油类。 (
62、2)油型和乳液型除气消泡剂 一般由止泡剂、载体、乳化剂和稳定剂组成。 油型止泡剂主要由脂肪酸或脂肪醇、环氧乙烷组成。 乳液型止泡剂主要是聚醚的表面活性物质。 载体以矿物油或油脂为载体的叫油型除气消泡剂; 以水为载体的叫乳液型除气消泡剂 乳化剂使止泡剂均匀分散到载体中。 稳定剂使止泡剂在载体中稳定分布,不缩合。 2、除气消泡剂的使用量 一般消泡剂用量为0.0454kg/T浆;油型除气消泡剂为0.08,乳液型为0.05。二者混用比单用一种效果好。 3、除气消泡机理 泡壁 消泡剂 吸附 进入 扩散 破膜 如图,吸附、进入后,扩散形成重复膜,具有三个作用: (1)降低了泡壁稳定剂的效能,促成破膜。 (
63、2)提高泡壁表面张力,降低粘度,使泡壁变薄,促成破膜。 (3)形成局部薄弱点,促成破膜。 六、防腐剂 (一)腐浆 腐浆形成的原因: 1、系统污染 2、系统供给养分 3、pH值 4、温度 5、湿度 (二)防腐剂 1、作用: (1)抑制微生物生长; (2)杀灭微生物。 2、要求: (1)高效; (2)无毒或低毒; (3)易分解; (4)有一定水溶性; (4)长期使用不产生抗药性。 3、机理 (1)使蛋白质变质; (2)干扰微生物细胞膜; (3)干扰遗传机能; (4)干扰细胞内部的活力。 4、类型 (1)有机金属化合物 (2)氯酚衍生物 (3)氧化和还原剂 (4)有机化合物 5、使用 根据生产条件,
64、先从易生腐浆处取浆培养,找出菌种,选用不同防腐剂试验效果,然后到生产中试验。 加入的方法可采用(1)连续加入;(2)间歇加入;(3)一次加入。 第三章第三章 纸的抄造纸的抄造 第一节第一节 概述概述 一、纸的抄造方法和设备分类 干法以空气为介质。设备较为简 抄造方法 单,但纸强度低,需加粘合 剂。 湿法以水为介质。贯穿着加水、 脱水的过程,设备庞大,且 污染环境,但成纸质量好。 单长网 长网机 双长网 中、低速,抄宽较大。 短长网 长、圆网混合机低速,抄宽较小。 设备分类 单圆网 圆网机 双圆网 低速,小抄宽。 多圆网 夹网机高速,大出口。 二、造纸机的几个常用术语 1、造纸机的生产能力 是指
65、造纸机的计算产量。 QVBqK1K2(g/min) VBqK1K2K360(T/D) 0.06VBqK1K2K3/1000(T/D) 式中:V车速(m/min) B抄宽(m) q定量(g/m) K1抄造率() K2成品率() K3工作时数(h/D) 2、造纸机的车速 车速造纸机各部分的速度是不同的,一般所说的车速是指造纸机的出纸速度,即卷纸辊上纸卷的实际速度。以m/min表示。 工作车速是指纸机最适宜的车速范围。 平均车速也叫计算车速,是指平均先进操作水平的车速,用以计算完成生产计划的计算标准。 最高车速是指造纸机在良好的工作条件下,在工作车速的基础上发挥20潜力后的车速。 设计车速也叫结构车
66、速、极限车速。一般新式纸机按最高车速提高2030,用以计算零件的强度即机件所能承受的最大负荷极限和选用传动功率。 爬行车速是指为了纸机启动时各部接头、检查和清洗纸机的铜网、毛布、干布和各部运转情况所使用的车速,一般只有1025m/min。 3、浆速和网速 浆速是指纸料离开流浆箱堰(唇)口喷向铜网时的速度,由流浆箱中浆位高度(或压力)和堰(唇)口结构所决定。 Vj602gH 式中:Vj浆速。m/min 堰口系数 H浆位高(或压力浆位),m 网速是指铜网的运转速度。由纸页性质而定,一般网速低于车速。 网速浆速 VwKwVj 式中:Vw网速 Vj车速 Kw网速对车速的滞后系数 4、上网纸料和网上纸料
67、 上网纸料是指离开流浆箱喷向铜网的全部纸料,以 绝干量/单位时间计。 网上纸料是指离开网部的湿纸页(包括两条湿纸边)中的绝干纸料量,即留在网上的全部纸料,以绝干量/单位时间计。 由此可有:上网纸料/网上纸料上浆系数 白水中绝干物量/网上纸料量漏损率 也可表示为: 白水中绝干物量/上网纸料量漏损率 前者是对网上纸料而言,后者是对上网纸料而言。 5、纸机的湿部与干部 湿部是指纸机上用机械方法进行脱水的各部分,自流浆箱至压榨部统称为湿部。 干部是指纸机上以加热方法脱水的各部分,包括烘干部、压光、卷取部。 6、造纸机宽度 净纸宽度也叫公称净纸宽度、成品宽或纸机幅宽。是 指纸机生产出来的成品纸的总幅宽度
68、。 抄宽也叫毛纸宽或纸幅宽度。是卷纸辊上纸幅的宽度。 抄宽净纸宽切边宽 切边宽一般为40mm 湿纸宽度抄纸过程中由于机械牵引力和干燥,各部纸 幅的宽度是不同的,湿纸宽度一般是指刚离开铜网时湿纸幅的 宽度,即两定边水针间的宽度。 湿纸宽度毛纸宽度/(1横向总收缩率 ) 即 BsBm/1 式中: Bs湿纸宽度,mm Bm毛纸宽度,mm 总横缩率, (BsBm)/Bs100 铜网宽度铜网两边间距离。 BwBsABm/(1)A 式中A考虑湿纸边和铜网窜动加宽系数。 一般开式引纸A200250mm, 真空引纸A250300mm. 压榨毛布和烘缸干布宽度比铜网宽度略大。 BbBw150200mm 式中 B
69、b毛布或干布宽度,mm Bw铜网宽度,mm 造纸机的轨距是指纸机两基础底轨中心线的 距离。 B净纸宽; Bm抄宽; Bs湿纸宽; Bw铜网宽; Bb毛布和干布宽; Bg轨距 B Bm Bs BwBb Bg 7、左手机和右手机 造纸机分左手机和右手机,左手机用左手引纸较为顺手,右手机则用右手引纸较为顺手。 确定左、右手机的方法是:站在造纸机的出纸端,面向纸机,如传动侧在左手边则为左手机,用Z表示;如传动侧在右手边则为右手机,用Y表示。 8、造纸车间的“三率” (1)抄造率 抄造率抄造率抄造量/(抄造量抄造损纸量)100 (2)成品率 成品率成品率(合格成品量/抄造量)100 (3)合格率 合格率
70、合格率(合格成品量/成品量)100 第二节第二节 纸料的稀释、净化、筛选和除气纸料的稀释、净化、筛选和除气 一、纸料的稀释 目的:充分分散纤维制成均匀的悬浮液。 方法:将纸料与白水或清水均匀混合。 1、在调浆箱混合 2、在冲浆池混合 调浆箱 来浆 回流 回流 回流 白水 冲浆池 来浆 白水 去净化 去净化 冲浆池 稀释浆 来浆 回流 去净化 网下白水3、冲浆泵混合 二、纸料的净化和筛选 (一)纸料的净化和筛选 纸料与浆料净化、筛选的不同之处: a、制浆是第一次,较易,造纸是第二次,较难;制浆是第一次,较易,造纸是第二次,较难; b、造纸的筛选还可起分散纤维作用。造纸的筛选还可起分散纤维作用。
71、纸料中杂质来源: 1、原料带来;、原料带来; 2、蒸煮不良造成;、蒸煮不良造成; 3、筛选不净;、筛选不净; 4、输送、贮存带来和产生;、输送、贮存带来和产生; 5、打浆等设备磨损带来。、打浆等设备磨损带来。 纸料中杂质的不良影响: 1、设备磨损;、设备磨损;2、纸张质量下降;、纸张质量下降;3、影响抄造。、影响抄造。 目的: 1、除去纸料中的尘埃和杂质;、除去纸料中的尘埃和杂质; 2、分散纤维,制成均匀的悬浮液。、分散纤维,制成均匀的悬浮液。 (二)净化和筛选设备 筛选和净化效率:经净化和筛选而除去的杂质占原浆中杂质的百分率,以表示。 筛选效率筛选效率(原浆尘埃度(原浆尘埃度良浆尘埃度)良浆
72、尘埃度)/原浆尘埃度原浆尘埃度100 除砂率除砂率(原浆含沙量(原浆含沙量良浆含沙量)良浆含沙量)/原浆含沙量原浆含沙量100 除砂率除砂率(原浆灰分(原浆灰分良浆灰分)良浆灰分)/原浆灰分原浆灰分100 选用净化和筛选设备的基本原则是: (1)筛选和净化效率要高,渣浆中的好浆率要低; (2)防止带入或产生泡沫,因此最好采用封闭设备; (3)占地面积小,动力消耗低; (4)适应性强,最好能除去不同形状或密度的杂质。 常用设备有锥形除渣器、压力筛等,特殊情况也有用沉沙盘、振鼓式圆筛的 (三)纸料净化、筛选的流程与工艺 1、国内典型流程举例 (1) 调浆箱 回流 回流 来浆 白水 沉沙盘 流浆箱
73、外流式振鼓圆筛 (2) 调浆箱 回流 回流 来浆 白 水 旋翼筛 匀整精浆机 冲浆池 三段606除渣器 地沟 锥形稳浆箱 流浆箱 (3) 稳浆箱 流浆箱 旋翼筛 铜网 除节机 白水坑 调浆箱来浆 三段606 二段606 一段606 冲浆泵 (4) 高位箱 流浆箱 旋翼筛 铜网 除节机 白水坑 高位槽来浆 三段606 二段606 一段606 冲浆泵 脉冲衰减器上浆泵 2、注意的几个问题 (1)锥形除渣器的排列和组合 (2)排渣槽的形式 (3)减少净化筛选的损失 (4)流程中设备的排列 (5)保证旋翼筛满料运转 (6)纸料浓度的控制 三、纸料的除气 (一)纸料中空气的来源和存在形式 纤维与纤维之间
74、 游离状 纤维的细胞腔中 存在形式 附着于纤维上 结合状 溶解于水中 吸附于纤维表面 1、不适当的机械搅拌引进空气; 2、输送设备如浆泵、白水泵漏气引进空气; 3、系统封闭性能差漏进空气; 纸料中空气 4、输送固定出口位置不合理,离开液面,高高喷 的来源 下引进空气; 5、回收白水中的细小纤维引进空气; 6、使用浆板原料时,浆板孔隙中存在空气。 (二)空气对造纸过程的影响 1、产生泡沫给纸页抄造带来困难,也降低成纸的质量。 2、增加脱水阻力,降低干燥效率。 3、产生浮浆造成浓度不匀。 (三)除气的方法 首先是防止空气的进入。 对已混入纸料中的空气则可用下面方法进行除气: 1、化学除气 2、机械
75、除气 3、加缓冲箱良浆接受器去真空系统来浆渣浆良浆渣浆来浆去真空系统 四、消除纸料的脉冲 (一)脉冲对抄纸过程的影响 脉冲:是指纸料在流送过程中压力或流量的波动。脉冲:是指纸料在流送过程中压力或流量的波动。由于造成脉冲的原因不同,这种脉冲可以是周期性的,由于造成脉冲的原因不同,这种脉冲可以是周期性的,也可以是非周期性的。也可以是非周期性的。 纸料脉冲对纸页抄造和成纸质量的不良影响: 1、脉冲会造成纸页纵向定量的波动,对车速较高的封闭满流式流浆箱所造成的定量波动更为突出。 2、脉冲会影响吸水箱抽吸作用,因而造成纸机负荷的波动,即产生喘气现象。 (二)脉冲产生的原因 1、由于操作条件变化而产生脉冲
76、。 2、由于纸浆与管壁相互作用而产生压力脉冲。 3、由于旋翼筛、冲浆泵或其它外部因素造成的压力脉冲。 (三)消除脉冲的方法和途径 1、改进供浆系统的设计和操作。 2、尽量减少旋翼筛和冲浆泵的压力脉冲。 3、加强除气,有效减少纸料的空气和泡沫。 4、在脉冲出现的地方采用一些相应的方法消除。一般可通过三种物理方法来完成: (1)抑制 (2)阻尼 (3)干扰 第三节第三节 纸料的流送和上网纸料的流送和上网 一、纸浆悬浮液的流体特性 (一)纸浆悬浮液的特点 一般情况下,纸浆悬浮液是固相的纤维、液相的水和气相的空气组成,是一种三相同时存在的复杂体系。 纸料则是比浆料更为复杂的一种分散体系。 (二)纸浆悬
77、浮液流动过程中的流动状态 1、纸浆悬浮液的流动状态 塞 流 混 流 湍 流 2、纸料流动状态对流送上网的影响 塞流区易絮聚,湍流区易分散,因此在不同的部 位应取不同流态。 二、流浆箱的类型及其发展情况 三、湍流及其对纸浆流送的影响 (一)湍流的基本概念 1、湍流和微湍流 湍流是指当流体的雷诺数超过一定数值时,流体的流动状湍流是指当流体的雷诺数超过一定数值时,流体的流动状 态就成为湍流,这时流道内每一个质点都有态就成为湍流,这时流道内每一个质点都有 不规则、杂乱无章不规则、杂乱无章 的运动。的运动。 微湍流是指规模很小的湍流,在此情况下,流团作用力可微湍流是指规模很小的湍流,在此情况下,流团作用
78、力可 以作用于每根单纤维,从而有利于分散纤维的絮聚。以作用于每根单纤维,从而有利于分散纤维的絮聚。 2、湍流强度 湍流强度湍流强度U/U U脉动分速度脉动分速度 U点(局部)流速点(局部)流速 所产生的剪切力为TV(U2U1) 流体密度 VU U2yl A B A BV VU1 U 3、湍流能量 湍流能量湍流能量K/Um K湍流的动能湍流的动能 Um平均流速平均流速 4、湍流速度 UiUU Ui实际存在的瞬时速度实际存在的瞬时速度 U时间平均速度时间平均速度 U实际存在的脉动速度实际存在的脉动速度 5、湍流的表现形式和特点 形式:湍流是以涡流表现的。形式:湍流是以涡流表现的。 特点:生存期短。
79、特点:生存期短。 6、湍流与絮聚的关系 有微湍流存在可使絮聚解散,当微湍流停止后,纤维会重新絮聚。絮聚与湍流密切相关: 湍流强度大、规模较小,则能充分分散纤维絮聚物。湍流强度大、规模较小,则能充分分散纤维絮聚物。 相反,强度很小,内能不足以分散絮聚物,则对分散不利。相反,强度很小,内能不足以分散絮聚物,则对分散不利。 湍流规模大,涡流湍流存在于大规模的涡流之中,分散作湍流规模大,涡流湍流存在于大规模的涡流之中,分散作 用小。用小。 这些都表明,絮聚与湍流之间存在一定的平衡关系,实际生产中,要采取措施使平衡向着分散方面转移。尽量做到: 增加湍流强度;增加湍流强度; 降低湍流规模。降低湍流规模。
80、纤维絮聚程度和所需时间与浆浓度、纤维长度有 关。一般: 浓度浓度 ,长度,长度 ,则程度,则程度 ,时间,时间 。 例:含大量磨木浆的新闻纸浆重新絮聚所需时间与浆浓的关系 位 置 浆浓 重新絮聚所需 车速600m/min时,重新絮聚 () 时间(S) 时间相当长网移动行(m) 上网 0.5 0.5 5.0 成形板后 1.0 0.1 1.0 案辊中后段 2.0 0.04 0.4 案辊与真空 3.0 0.01 0.1 箱之间 水线 4.0 0.001 0.01 以上仅为短纤维情况,长纤维则又不同。 (二)湍流对纸浆流送的影响 流送过程: 悬浮液 流浆箱 上网 形成纸页 从布浆器直到网上形成湿纸,纸
81、料都在流动,因 此也就会有絮聚产生,要形成均匀的纸页,要求在流 送过程中不断产生适当强度、小规模的湍流以分散絮 聚物。 要达到此目的,主要依靠流浆箱中的匀整装置, 如匀浆辊、阶梯扩散器、飘片等,在流送过程中不断 制造小规模、高强度的微湍流,以分散絮聚。 四、纸料上网 (一)唇板的喷射角和着网点 1、喷射角和着网点的概念 喷射角:浆流从唇板口喷出方向与下唇板延长线的交角。喷射角:浆流从唇板口喷出方向与下唇板延长线的交角。 着网点:浆流喷出后与网接触的点。着网点:浆流喷出后与网接触的点。下唇板 延长线上唇板前缘板下唇板铜网着网点水平线BbLA 图中: B上、下唇间距 b唇板开度 喷射角 接触角(触
82、网角) 喷嘴角(唇间角) A下唇板倾斜角 L下唇板对上唇板 伸出或收入程度 2、唇板结构与喷射角、着网点的关系 (1)结合式、垂直式唇板与喷射角、着网点的关系 具有角的唇板为结合式唇板,当90 时则变为垂直式唇板。 当一定时,要改变和着网点,关键是改变L/b。 L/b较小时,其值稍有变化。 就可有较大变化(L/b ),所以对纸 的影响较大,此区域叫灵敏区。一般L/b1),其值的变化,对影响不是很大。 如:当90,L/b1.2 1.4, 2 1.2, 变化0.8 当30,L/b1.2 1.4, 1.8 1.2, 变化0.6 当20,L/b1.2 1.4, 1.4 1.0, 变化0.4 (2)倾斜
83、式唇板与喷射角、着网点的关系 具体调节: x/y,即x,即上唇板收入,着网点远离唇口; x/y,即x,即上唇板伸出, ,着网点靠近唇口; x/y近于0,即两板近齐时,提高,可使 ,使着网点靠近唇口,这样上网段脱水量就大。 生产中就是靠调节x、y值来调节着网点,从而生产出合格的产品。 xy图中:喷射角 喷嘴角 x上唇板对下唇板 伸出或收入程度 y唇板开度 (3)喷射角与着网点对纸页成形和脱水的影响 ,着网点靠近胸辊,上网段脱水量大,反之则小; ,着网点较远,脱水较缓和。 有几种情况要求着网点靠近胸辊: 低车速; 用粘状浆生产薄页纸; 纸机网部脱水能力不够。 (二)浆速与网速的关系 浆速:指喷射上
84、网浆流的速度。浆速:指喷射上网浆流的速度。 网速:指纸机网部的速度。网速:指纸机网部的速度。 二者关系表示为: VjKjVw Vj 浆速,浆速,m/min Vw网速,网速,m/min Kj浆速对网速的滞后系数浆速对网速的滞后系数 可出现三种情况:可出现三种情况: 1、Kj1,VjVw; 2、Kj1, Vj1, VjVw. 浆速对网速滞后系数Kj值示例 纸张品种 纸机特点 Kj值 新闻纸 真空引纸,复合压榨,车速400m/min 0.965 新闻纸 开式引纸,车速450m/min 0.90.93 新闻纸 开式引纸,车速315m/min 0.90.93 新闻纸 开式引纸,车速215m/min 0.
85、860.87 纸袋纸 真空引纸,车速320m/min 0.98 胶版纸 开式引纸,车速110130m/min 0.90.95 1.071.08 描图纸 开式引纸,车速25m/min 1.07 绘图纸 开式引纸,车速41m/min 1.051.15 电缆纸 开式引纸,车速5565m/min 1.181.20 由以上数据可明确几个问题: 1、不同纸料性质、纸种,kj值不同。 纸袋纸、文化用纸,游离浆抄纸,Kj值一般1; 对纸的使用性能有特殊要求,Kj值一般1。 2、Kj值对着网点有影响 Kj ,Vj ,由唇板口喷出的浆流离唇口就越远,即着网点越远,上网段脱水缓和。 Kj ,Vj ,着网点近,上网段
86、脱水激烈。 3、纸机车速不同,生产同一品种时,Kj值不同 车速上升,Kj值提高,使着网点远离胸辊,脱水缓和; 车速较低,Kj值低些,着网点离胸辊近,利于加强脱水。 调节:可通过调节流浆箱的静压头来调节浆速与网速的关系,也可调节唇板 的 L/b或x/y来调节控制喷射角,或移动流浆箱位置调节着网点。 第四节第四节 纸页的成形与脱水纸页的成形与脱水 一、网部的作用及类型 作用:1、脱水脱水脱去纸料中的大部分水。 2、成形成形形成均匀的湿纸页。 类型:圆网、长网、夹网圆网、长网、夹网。 使用范围: 车速在100m/min以下,能力小,生产一般纸,如凸版、书写、有光纸等,多用圆网。 车速较高,并在300
87、m/min以下,纸质较好,用长网。 车速在300800m/min。用长网或夹网。一般800m/min以上用夹网。 湿纸页在长网机各部分脱水情况: 1、湿纸页在长网机上各部分的干度情况 上 网 出网部 出压榨部 出干燥部 干度 0.7 20 40 92 2、湿纸页在长网机上各部分的脱水量(占总脱水量) 网 部 压 榨 部 干 燥 部 脱水量 98.3 1.1 0.6 一 般 9598 13 12 3、湿纸页在长网机上各部分的脱水费用(占脱水总 费用) 网 部 压 榨 部 干 燥 部 费用 0.3 17 82.70.31782.7含水量费用干度 0.7 2022 3640 93占脱水总量 9598
88、 13 12纸机各部脱水量及费用 二、长网的成形与脱水 (一)湿纸页在长网部形成与脱水过程 1、湿纸页在长网部形成与脱水过程上网段 成 形 脱 水 段 高压差脱水段混合区 成形区(A区) 脱水区(B区) 高真空区2025657880859598脱水量0.40.70.50.81.31.41.832022干度 2520534565781814 (1)第一段:上网段(包括唇板、成形板) 作用: 主要是保证生产均匀的纸; 同时适当脱水,其脱水量随车速不同而 要求不同。 要求: 纤维分散要好,尽量无絮聚。 唇板喷浆上网时,浆流自由表面平稳, 无湍流,无横流,无跳浆现象,这样就 要控制唇板的喷射角和着网点
89、。 成形板安置位置应较胸辊最高位置稍低一点。 低速纸机要求此段脱水量要大。 高速纸机则要求此段脱水要少,要均匀。 (2)第二段:成形脱水段(由成形板后到真空箱 前, 由案辊或案板组成) 作用:通过脱水使纸页成形。 高速纸机 A区采用缓和的脱水元件,控制脱水速度不要太 快; B区宜用脱水量较大的元件,使水尽快脱除。 低速纸机 由于车速低,元件抽吸能力小,脱水主要靠静压力。 成形脱水区脱出白水浓度高,叫高浓白水高浓白水。 (3)第三段:高压差脱水段(由真空箱、伏辊组成) 作用:脱水。 要求:真空箱的真空度由前向后渐增。 纸页在真空箱脱水有两种形式:一是靠纸页上下 的压差脱水,一般在水线前,称湿箱;
90、二是靠空气流 穿过纸页孔隙将纤维间附着的水带进真空箱,一般在 水线后,称干箱。 真空箱脱水同时可使纸页紧度、强度提高。 此段脱出白水浓度低,叫稀白水稀白水。 伏辊脱水同时可将纸页压紧,强度提高。而白水 浓度更低。 2、注意两个问题 (1)注意高浓白水的回用 高浓白水回用,可减少浆耗,降低成本,减少排放污染。 生产上要注意高、低浓白水要分家,清、白水要分家。 一般车速高,上网浓度高,打浆度低,则白水浓度高。 白水浓度与这些因素的关系如下: 纸 种 车 速 上网浓度 纸料性质 浓白水浓度 稀白水浓度 (m/min) () () () 凸 版 纸 400 0.55 半游离、 0.18 0.04 半粘
91、状 新 闻 纸 430 0.8 游离 0.4 0.05 电容器纸 45.4 0.32 高粘状 0.028 (2)如何确定上网浓度 一般有如下规律: 薄纸 上网浓度低; 厚纸 上网浓度高。 长纤维纸料 上网浓度低; 短纤维纸料 上网浓度高。 打浆度低的纸料 上网浓度高; 打浆度高的纸料 上网浓度低。 (二)纸页成形和脱水 1、案辊 作用:支承铜网、脱水( 较多用在低速纸机上。) (1)案辊脱水过程与机理 网到达案辊顶点前,部分水排掉,部分水返回纸页; 网到达案辊顶点,无排水,也无返水; 网离开案辊顶点,由于 真空作用,水由网上流向网 下,形成液柱。液柱截面高 于6.2mm时,液柱破坏,分 散成三
92、部分,一部分向下排 出,第二部分附在网下,带 入下一辊区,第三部分附着 在辊面上。网楔形夹区案辊 a bc网辊 案辊在脱水过程中与网接触前后所产生压力是脉动的,如图,a点是辊向网压进水,b点是辊对网的反作用力高峰,由b点迅速转为抽吸力,在c点是最大真空度。每经过一个案辊,纸页都要经过一压一抽的脉动周期。 案辊真空抽吸力大小可按下面公式计得: hp/r Vc/2g2TVc/qrh(1 Vc/Rg) 网速造成 水表面张力 浆层造成 动压头 引起压头 静压头抽吸力主要决定于网速引起的动压头,即抽吸力与车速平方成正比: 抽吸力V (2)案辊脱水量 QbDVw/R D辊径; Vw网速; R脱水阻力;b数
93、值系数 由上式可见:QVw, Q D, Q 1/R。 Vw , Q 。 D , Q 。楔形夹区中h6.2mm线段越长,脱水量越 大,而这段长度与D有关,即D越大,楔形夹区越长,即真空区 越长,脱水量可越大。 粘状浆、厚纸、 在成形脱水后阶段,R 都增加,Q都会受影响 而降低。12mm25mm80mm225mm (3)案辊对纸页成形和脱水的影响 低车速时,案辊脱水所产生的脉动,对纸 料造成的扰动较缓和,使纤维产生快速而微小 的移动,利于解絮,提高匀度。 高车速时,这种脉冲作用产生的扰动剧烈,形成强烈的洗出作用,对均匀成形不利;造成 抽吸力大,使网下陷,引起跳浆,影响匀度, 甚至破坏纸页成形;抽吸
94、力太大,会加重细小 纤维及填料流失,甚至造成网痕、针眼等纸病。 (4)上网纸料量计算 上网纸料量上网纸料量QGK/C0m/min 式中 G纸机单位时间理论产纸量,kg/min C0百分 浓度 纸料比重,一般取1000kg/m K总漏浆系数 K上网纸料绝干量上网纸料绝干量/(卷纸机)成纸绝干量(卷纸机)成纸绝干量 漏调的纸料包括:浓白水、稀白水、伏辊白水带走的纸料,网切边纸料,干、湿部损纸量。 150m/min30mmHg300m/min90mmHg450m/min120mmHg600m/min350mmHg 几种纸的总漏浆系数K值 新闻纸 中速纸机 游离浆、短纤维 K1.51.8 新闻纸 高速
95、纸机 K1.72.0 凸版纸 K1.51.6 胶版纸 加填30,游离浆 K1.5 卷烟纸 加填40,高粘状浆 K1.52.0 字典纸 加填2030,中粘状浆 K1.5 绘图纸 K1.25 电容器纸 无填料,高粘状浆,长纤维 K1.151.25 纸袋纸 无填料,游离浆 ,长纤维 K1.25 由上表数据,可以明确几个问题: 高速纸机,K值大;车速低,K值小。 游离浆、纤维短,K值大,反之K值小。 不加填料,K值小,加填料,K值大。 (5)沟纹案辊 其结构与案辊一样,只是在辊 表面开有一些沟纹。这些沟纹可以 是环形的也可以是左右螺旋形的。 一般沟宽36mm,深210mm. 一般脱水量只有案辊的1/1
96、01/2,脱水较缓和,较适于高速纸机的成形区。 使用沟纹案辊要注意的问题: 同一台机的沟纹案辊是不能互换的; 前、后案辊纹路不能在同一直线上; 沟纹不能超过网宽。环形沟纹螺旋形沟纹 2、案板 (1)案板的结构及其参数 结构:案板是固定的脱水元件。规则形案板结构如图。 参数: 前缘角。主要起刮水作用。一般4060。它的大小直接影响前缘的脱水效果和是否卡浆、挂浆。前缘顶端不要太锋利。 一般低速机, 大些;高速机, 小些。 L1 L2 1 2 T形槽倾斜角(后角、楔角、脱水角)前缘角(前角)1前缘平面2倾斜面L1前缘平面长度L2倾斜面长度 前缘平面及其长度L1。一般L11015mm。 当前缘平面与网
97、接触时,起润湿作用,产生吸附力,使网 与平面间形成一层水膜。这层水膜起封闭作用,使此后的倾斜 面产生真空。 前缘平面一般有两种形式,一是平面的,一是弧形的。 倾斜角和斜面长度L2。二者对案板脱水特性有显著影响 一般来说,增加倾斜角和倾斜长度就能增加脱水量,但与此同时也能增加脉动强度。 、 L2与下面一些因素有关: 要求案板有一定脱水量,网部动力消耗又要小,则要提高,L2应减小。 要求细小纤维、填料保留率高,则应减小,L2提高。 要产生微湍流, 应减小,但要注意脱水量会降低。 高车速, 应小些,一般13;低车速, 应高些,一般2.54。 同一台纸机,成形段小些,脱水段大些。成形段L2短些,脱水段
98、L2长些。 (2)案板的脱水过程与机理 过程:案板是固定的,网是运动的,当网到达板的前缘时,网下附着的水被刮下,网和纸页在前缘平面一段内,由于润湿 的关系,产生吸附力,网与平面间形成薄水膜,使后面离开时 与倾斜面形成楔形夹区处产生真空,使水不断脱出。 机理:水由两部分脱除,前缘靠刮水,倾斜面利用压差和 速差脱水。 由于案板与网有速差,产生剪切力,存在湍流阻力,所以 脱水速度较案辊低,造成的脉动也小。 从脉动曲线图上可见: 由于前缘角将附在网上的水由于前缘角将附在网上的水 刮掉,网与板接触处不再出现压刮掉,网与板接触处不再出现压 力最高峰。力最高峰。 案板真空抽吸区较长,案板真空抽吸区较长, 真
99、空度较小。真空度较小。 (3)真空案板 结构:由普通的多组案板组成一个箱子,将箱子两端和底部密封,用接水腿或真空源造成真空。 由于这种结构,就造成案板与低真空的混合脱水,并是持续脱水。由压力脉动曲线可见,压力脉动是连续的,因而脱水较缓和。 一般置于案辊(板) 与真空箱之间,作为过渡 阶段,也可以说在案辊或 案板脱水达到极限后,用 它来进行半强制脱水。 接真空系统或水腿 (4)对三种脱水元件的概括比较 三种脱水元件脱水的特点: 案辊案辊:脱水有压力高峰,真空抽吸大,脉动强度大。纸页经过 每个案辊要经过一压一抽的脉动变化,因而细纤维流失 大,纸的两面性大。脱水是间断的。 案板案板:脱水无压力高峰,
100、真空脱水区长,真空度较小,脱水较 缓和,相邻两板脉动较靠近,脉动强度较小。 真空案板真空案板:无压力高峰,混合、持续脱水,脱水缓和,脱水量 较大。相邻案板脉动相连,在三者中脱水最缓和。 案板比案辊具有的优点 可调节脱水能力; 脱水缓和,可以提高脱水能力; 可提高纸质量。 3、网案振动 目的:克服纤维再絮聚; 降低纤维排列方向性; 促进脱水,提高纸页匀度。 形式:主要是采用偏心机构对纸机进行摇振。 一般低车速、粘状浆,采用摇振装置效果明显;高车速、游离浆则作用不明显。 摇振强度摇振强度(频率频率)振幅振幅/车速车速 长纤维高粘状浆,采用大振幅,低振次; 短纤维游离浆,采用小振幅,高振次。 车速高
101、,振次应相应提高。 (三)纸页高压差脱水 此段由(湿真空箱)真空箱和伏辊组成。主要采用提高真空度的办法加强脱水。 1、湿真空箱 结构、原理与真空案板箱基本相同,一般用在高速纸机上。 2、真空箱 脱水作用是靠真空箱的抽吸,在纸页上下产生压力差,压缩纸页脱水。 mmHg 真空度对不同干度纸页 脱水量的影响脱水量l/min3.8干度9.2干度11.6干度网拖动力kg mmHg真空度对网拖动力的影响 11.6 3.0 3、整饰辊(饰面辊) 是一空心网辊,特殊的可在网上焊一些花纹,可 使纸面产生暗纹。 作用: 起整饰作用,改善纸的匀度。 改善纸的表面状况,增加表面结合强度。 给一些特殊纸张以要求的水印。
102、 安装位置:一般安装在水线差不多要消失的位置。 4、伏辊脱水 可继续脱水至20左右的干度,同时提高紧度和 湿纸强度,以利于引入压榨部。 有普通伏辊和真空伏辊两类。 (四)网案结构 1、网案型式 各种纸机网案型式与作用基本类似,但由于纸种、纸料、车速等不同,就使脱水元件在网上排列组合方式不同。 2、网案规格和网案出力 (1)网案规格 网案长度L:从胸辊中心线到伏辊中心线间距离。 LQ/KwBn Q纸机单位时间产纸量(纸机单位时间产纸量(kg/h) Bn网案网案有效宽度(有效宽度(m) Kw网案单位有效面积产纸量(网案单位有效面积产纸量(kg/mh) 网案有效宽度Bn: BnBm/1 Bn卷纸机上
103、纸宽度(卷纸机上纸宽度(m) 纸的总纸的总横向收缩率()横向收缩率() 网案有效面积F: FLBn (2)网案出力(Kw) 网案出力:即指网案单位有效面积在单位时间内的网案出力:即指网案单位有效面积在单位时间内的产纸量。产纸量。 影响网案出力的因素有: 纸机车速; 纸料性质; 纸料种类。 网案出力可用两个指标来表达: kg脱除水脱除水/mh (网案总脱水量/网案有效面积24小时) kg纸纸/mh (纸机抄造量/网案有效面积24小时) 三、圆网与夹网的成形和脱水 四、造纸用水的封闭循环和白水回用 (一)白水回用的作用 1、节水、节水 2、节浆、节浆 3、防止污染、防止污染 (二)白水循环方式 一
104、级循环:直接用于冲浆。一级循环:直接用于冲浆。 二级循环:在车间内经回收装置进行处理。二级循环:在车间内经回收装置进行处理。 三级循环:在车间外与全厂废水合并处理三级循环:在车间外与全厂废水合并处理。 (三)白水处理方法 沉淀法沉淀法 过滤法过滤法 浮选法浮选法 第五节第五节 压压 榨榨 部部 一、压榨部的作用 1、继续用机械方法使纸页脱水。 2、将纸页压紧,紧度增加,强度提高。 3、改善纸的质量,消除网痕、毛布痕,提高平滑度,减少两 面差。 4、传递湿纸页到压榨部。 二、压榨部结构 目前尚无简单通用的公式可供计算,只能根据生产实际要求来确定,如纸种、纸料种类等。 对压榨部的排列,要考虑以下几
105、个实际问题: 1、要达到最大的脱水量。 2、要达到最大的工作效率、最大的运转率。 3、不能对纸有损坏。 4、投资成本要低。 压榨道数:由两个压榨辊组成一个压榨单元叫一道压榨道数:由两个压榨辊组成一个压榨单元叫一道压榨。压榨。 压区:两个压榨辊相接触处,或一对压榨辊在自压区:两个压榨辊相接触处,或一对压榨辊在自重和外力下形成的接触区域为压区。重和外力下形成的接触区域为压区。 当几个辊子同时接触,就 很难说由几道压榨组成,而只 能说是由几个压区组成。 辊子构型:根据需要选择, 有平辊、沟纹辊和真空辊。 压力配置:根据生产经验,随纸的干度逐渐提高,每一道后继的压榨压力逐渐提高。 由于车速不同,压榨部
106、结构区别很大,举例如下: 1、低速薄页纸机压榨部结构 2、中、低速长网多缸文化纸机压榨部结构 一压 二压纸页 一压 二压 反压 光压纸页 3、高速长网多缸纸机压榨部结构引纸压榨 一压 二压 三压 纸页 真空伏辊 真空引纸辊 4、圆网纸机压榨部 因为车速不同、压榨部结构不同,但仍可归纳出共性: 低速纸机、工业用纸纸机,脱水量小,因而压榨道数可以 少一些,可用平辊压榨。 高速纸机,脱水量大,在压榨部要采用真空引纸,使纸页 能由网部转移到压榨部。 纸页烘缸压榨 三、湿纸页的传递 (一)湿纸页的传递方式 开式引纸开式引纸 引纸方式引纸方式 粘舐引纸粘舐引纸 封闭引纸封闭引纸 真空引纸真空引纸 1、开式
107、引纸 纸在纸机上从一部分传递到另一部分,两部分之间有一定 距离必须用人工、压缩空气或引纸绳来传递(引纸)的方式。 2、封闭引纸 纸页的传递是由纸机上的某些部分进行。其中粘舐式用于 低速机,真空引纸则用于高速机。 (1)粘舐引纸 用于圆网机,也用于哈伯式纸机、短网机。 (2)真空引纸 用于高速纸机。其特点为: 在网部纸页形成45斜线而引入真空引纸辊。 在引纸压区是双毛布单面脱水。 引纸压榨。 伏辊与驱网辊共同传动。 真空引纸比开式引纸所具有的优点: 由于是封闭系统,在引纸过程中,纸所受张力 小,湿纸基本不伸长,湿纸强度损失少,因而湿纸 强度要求不高,可解决草类浆的粘断问题。 操作方便,自动化程度
108、高,占地面积小。 (二)开式引纸与抄造性能的关系 1、反映湿纸抄造性能的主要指标 (1)滤水性)滤水性纸料在网上的滤水能力。纸料在网上的滤水能力。 (2)湿纸强度)湿纸强度反映纸机能否正常生产的关键性指标。反映纸机能否正常生产的关键性指标。 (3)湿纸粘附力)湿纸粘附力湿纸与铜网粘附的程度。湿纸与铜网粘附的程度。 2、开式引纸与抄造性能的关系 纸料中杂细胞多、半纤维素多、纤维短且细胞壁 厚,则车速高时常出现粘压榨辊、断头现象,是滤水 性差、湿纸强度低、粘附力大的表现,即抄造性能差。 改进措施(在网部): (1)提高浆温,可提高滤水能力,纸干度提高,强)提高浆温,可提高滤水能力,纸干度提高,强
109、度即可度即可提高。提高。 (2)由网案下向上吹气,降低粘附力,此法较麻烦,效果)由网案下向上吹气,降低粘附力,此法较麻烦,效果 也不太好。也不太好。 (3)抄造是加进部分长纤维浆料配抄,以改善抄造性能。)抄造是加进部分长纤维浆料配抄,以改善抄造性能。 湿纸抄造性能对高速机影响大,而对低速机影响 不大,这是因为引纸张力是与车速的平方成正比,低 速时,引纸张力较小,对强度要求不高。 抄造性能对封闭引纸机不论高、低速,影响都不 大。 当纸干度从20 提高到35,湿纸强 度提高2倍多。 15 20 25 30 35 200150100 60 50 0纸干度湿纸强度g/cm (三)复合压榨 开式压榨开式
110、压榨:由两个辊子相互接触 形成一个压区,纸页由一个压区到另 一个压区必须用人工传递或压缩空气 传递的压榨形式。 复合压榨复合压榨:由两个以上辊子结合 在一起,组成两个或两个以上压区, 构成多压区压榨单元;纸页从一压区 到另一压区靠各辊来传递,即封闭引 纸;多压区压榨单元作为压榨部的一 部分,这种压榨形式叫复合压榨。 无牵引压榨无牵引压榨:多压区压榨单元是 组成压榨部的整个部分,即整个压榨 部为封闭引纸压榨。也叫全封闭引纸压榨。开式压榨复合压榨无牵引压榨 复合压榨的优越性: 这样就改善了引纸,提高了纸干度,可使干部汽耗下降,这样就改善了引纸,提高了纸干度,可使干部汽耗下降, 还可提高车速,提高产
111、量。还可提高车速,提高产量。 复合引纸按引纸方式分两大类: 带有专门引纸毛布,在多压区压榨单元中不包括真空引带有专门引纸毛布,在多压区压榨单元中不包括真空引 纸辊。纸辊。 真空引纸辊在多压区压榨单元中兼作一压辊,并带有一真空引纸辊在多压区压榨单元中兼作一压辊,并带有一 夹区。夹区。 如何选用压榨形式,考虑以下几点: 有利于损纸的处理;有利于损纸的处理; 换毛布、换辊要方便、省力;换毛布、换辊要方便、省力; 不占太大空间。不占太大空间。 压区数主要由车速来决定,V,区数;V,区数。 1、三辊二压区复合压榨 (1)带有专门引纸毛布,在多压区压榨单元中不包括真空 引纸辊 (2)真空引纸辊兼作第一压榨
112、辊,并带有一个夹区 2、四辊三压区复合压榨 3、无牵引压榨(全封闭压榨)1234135 12 4烘缸 四、压榨脱水机理和压榨形式 (一)压榨脱水机理 按脱水方向,可把压榨脱水分为反向脱水和垂直脱水两种 情况。 1、反向脱水压榨反向脱水压榨 (水平、横向脱水) 当纸页与毛布 进入压区后,受到 上辊的重力及附加 压力,起两个作用: (1)脱水作用 (2)压缩变形 作用纸页毛布上压辊下压辊压区中线 影响反向脱水的因素有: 毛布中水压越大,穿过毛布距离越长。 毛布结构疏松,或含水量较少,水在其中流动就容易。 提高车速,对毛布中水流动有一定阻碍作用。 反向脱水压榨的特点: 压出的水不能垂直流出,必须水平
113、穿过毛布沿辊反向流出。 脱水阻力大。 脱水速度慢。 由于以上情况,脱水效率低。 允许压榨线压力小。 2、垂直脱水压榨 纸与毛 布压出 的水 大部分能垂 直穿过毛布 流到下压辊 辊面上的孔 隙中去,沿 辊转动方向 的正向流出 或沿切向甩 出。 1 2 3 4上压辊下压辊总压 压缩力 水压 由于在毛布背后有不可压缩的孔隙用来存水,因此也称孔隙压榨。 在整个压区中压力由两种压力组成,一是纸与毛布中的水压力水压力,另一是作用到纸和毛布上的压缩力压缩力。 整个压区可分4个阶段个阶段: 第一阶段:由进入压区到纸页饱和。 表现:纸页从不饱和到饱和。 第二阶段:由饱和点到总压力最高点。 表现:纸是饱和的,毛布
114、由不饱和到饱和。 第三阶段:由压区中部总压力最高点到纸页最干点。 表现:纸页最干点出现在压缩力最高点上。 第四阶段:由纸页最干点到纸页与毛布分离点。 表现:纸和毛布体积膨胀,纸页回湿。 垂直脱水压榨的特点: 脱水距离短。 脱水阻力小。 脱水速度快。 脱水效率高。 压区线压力可以较大。 由以上机理分析可见,要提高压榨脱水效率,应考虑以下因素: 减少脱水距离。 提高脱水推动力,即增加压力差。 降低脱水阻力。 (二)压榨形式 一般按辊子数目来分: 按功用分:正压榨、反压榨、光泽压榨、转移压榨 双辊式 (传递压榨)、挤水压榨 按辊结构分:平辊压榨、沟纹压榨、真空压榨、盲孔 压榨、衬网压榨、网套压榨 多
115、辊式三辊垂直式、复合压榨、无牵引压榨 五、影响压榨脱水的因素 (一)压榨压力 线压 ,压辊硬度,则脱水效率;压辊直径 ,则比压,脱水效率 。 (二)加压时间 压榨时间与压辊变形宽度成正比,与车速成反比: tC/2V t压榨时间 V车速 C压辊变形宽度 (三)进压区湿纸干度 进压区湿纸干度高,则出压区湿纸干度也高。 (四)进压区毛毯含水量 毛毯含水量高,湿纸干度就低。 (五)湿纸温度 湿纸温度高,则脱水效率高,出纸干度高。 (六)纸页回湿 纸页回湿严重,出纸干度下降。 (七)浆料性质 打浆度高,细小纤维少,保水值高,则出纸干度高。 (八)纸的定量 定量高,则出纸干度下降。 (九)毛毯性质 低定量
116、纸:细毛毯较粗毛毯出纸干度高; 高定量纸:粗毛毯较细毛毯出纸干度高。 六、提高压榨脱水效率的措施 (一)升温压榨 (二)双面脱水压榨 (三)宽压区压榨 第六节第六节 干干 燥燥 部部 一、概述 (一)干燥部的作用 1、干燥纸页;、干燥纸页; 2、提高纸强度;、提高纸强度; 3、提高纸平滑度;、提高纸平滑度; 4、完成纸的施胶、完成纸的施胶 (二)湿纸页中水分存在形式 1、结合水、结合水 2、吸附水、吸附水 3、游离水、游离水 由以上水的存在形式可以说明生产中要注意的三 个问题: 纸页在干燥过程中初速快。 纸页不能过度干燥。 用草浆抄纸比用木浆抄纸干燥困难,即干燥速度慢。 二、干燥部的结构 单缸
117、式(扬克式):生产能力较低,车速较低。适 于生产单面光纸,也可生产卫生纸、包装 纸等。 双缸式:只用两个烘缸。生产两面光纸。 多缸式:按烘缸排列方式又分为两种形式 双列式:按上、下两层排列。多数纸机为 此类。 多列式:按几层排列。主要用于生产纸板、 浆板等。 三、干燥过程机理 多缸纸机干燥特点: 1、纸页烘干过程是一系列重复周期的干燥,重复次数就相 当于烘缸个数,每一周期包括纸在烘缸上和烘缸间的干燥,即纸 的干燥是通过烘缸来间断加热。 2、烘缸间湿空气排除是不等速的。 3、纸中水分蒸发速度不一样,时快时慢。 多缸纸机的干燥过程: 一个干燥周期可分为四个干燥区, 区:从纸进入烘缸到干布进入烘缸
118、区:从干布进入烘缸到离开烘缸 区:从干布离开烘缸到纸离开烘缸 区:从纸离开烘缸到进入下缸 以纸接触缸面为背面,另一面为正面,两面交替出现。两面水分蒸发和热量传递情况如图。 在图中四个区中,热量传递主要在 区,水汽化也主要在 区;水蒸汽的逸出主要在、 、 区。 0 1 2 3 4 5 6 T正面背面 纸板、浆板这些无干布情况下干燥的特点 基本上与纸一样,所不同的是在、作 为一个连续的干燥区,蒸发速度无干布影响。 纸在单缸纸机上的干燥,无重复干燥周期,可看成一个很长的周期,在很长时间内都保证 有直接传热。 单缸干燥效率比多缸的高,但二者质量是 不一样的,单缸要比多缸差,因为其属于强制 干燥,温度较
119、高,所以质量较差。 四、干燥部干燥效率和影响干燥效率的主要因素 (一)干燥部干燥效率(烘缸出力) 干燥效率以烘缸单位有效面积每小时蒸发水量表示干燥效率以烘缸单位有效面积每小时蒸发水量表示(kg/mh) m(TcTj/Tj)(0.06V q b/n)(360/ D B ) 式中: m干燥效率,kg/mh b纸在卷纸轴上宽度,mm Tc纸出干部干度, n烘缸个数, Tj纸进干部干度, D烘缸直径,m V纸机车速,m/min 纸对烘缸的包角, q纸的定量,g/m B烘缸宽度,m 干燥效率蒸发水量/烘缸有效面积小时(1) 包角系数/360 蒸发水量TcTj/Tj0.06Vqb(2) 烘缸有效面积烘缸总
120、面积/360DB /360n(3) 将(2)、(3)代入(1),即得到m。 (二)影响干燥效率的主要因素 1、不同纸机结构型式对干燥效率的影响 (1)单缸纸机:干燥效率较高; (2)多缸纸机:用中等打浆度纸料生产文化用纸,效率较低; (3)纸板机、浆板机,效率更低; (4)有无气罩情况不同。 2、不同纸料性质对干燥效率的影响 打浆度高,高粘状浆,紧度大的纸,相应的水分蒸发困难, 干燥效率低。 3、烘缸表面干燥温度曲线及其对干燥效率的影响 (1)烘缸表面干燥温度曲线 烘缸表面干燥温度曲线:将一台纸机所有烘缸表面的温度 值连起来画成的、用以表示干燥过程中干燥温度变化规律的曲 线。 不同纸机、纸种采
121、用干燥曲线不同,大致为以下两种: (2)干燥温度曲线对干燥效率的影响 前面几个缸温度不要太高,以免影响纸的质量; 中段为水分蒸发的主要阶段,温度最高,应在此段提高干 燥效率; 后段温度不可太高,避免使纸变脆等问题。 (3)干燥曲线最高温度的确定 用高粘状浆生产薄页纸,干燥曲线最高温度要选择的低一 些,一般不要超过100。 用打浆度低的纸料生产纸,最高温度可高一些,一般可达 100120,甚至可达130。 干部负荷重,最高温度可高一些,反之则可低一些。 4、烘缸通汽分段形式及其对干燥效率的影响 (1)烘缸通汽分段形式及其对干燥效率的影响 烘缸通汽分为两类: 无蒸汽循环(一段通汽)无蒸汽循环(一段
122、通汽) 有蒸汽循环(包括两段通汽和三段通汽)有蒸汽循环(包括两段通汽和三段通汽) 一段通汽就是所有烘缸均通入生蒸汽,这种形 式简单,但也存在一些问题: 传热效率低,导致干燥效率低; 定期排气,导致操作麻烦,且浪费蒸汽; 每缸一个疏水器,操作、维修量和费用增加; 疏水器出问题,会影响冷凝水排出,使干燥效率降低。 由于存在这些问题,所以多用于单、双缸纸机或 低速长网机。 两段通汽是将所有烘缸分成个数不等的两段(组),靠近压光的一段称第一段,靠近压榨的称第二段。第一段通生蒸汽,第二段通二次汽。 三段通汽则是将干燥部所有烘缸分为个数不等的三段(三组),靠近压光为第一段,靠近压榨为第三段,二者之间的为第
123、二段。 例1: ZW41760纸机,生产文化用纸,车速100148m/min,最高200m/min,日产量2025T/D,纸机共20个缸,6个烘毯缸。第十二缸后有一台表面施胶机。通汽分段为: 第一段 第二段 第三段 1119*缸加6个烘毯缸 104*缸 31*缸 通生蒸汽 通二次汽 通三次汽 例2: 双长网多缸纸机,生产电缆纸、浸渍纸、纸管纸等。幅宽2525mm,日产量30T/D,车速140m/min。纸机共有36个烘缸 (分6组),12个烘毯缸,2个冷缸。生产电缆纸通汽分段为: 第二段 第一段 第三段 1930*缸加烘毯缸 3136*缸 118*缸 冷 缸 通生蒸汽 通二次汽 通三次汽 通冷
124、水 例3: ZW103150纸机,车速200330m/min,生产新闻纸,日产量50T/D。纸机有29个烘缸,6个烘毯缸,1个冷缸。通汽分段为: 第二段 第一段 第三段 1226*缸加6个烘毯缸 511*、2729 *缸 14 *缸 冷 缸 通生蒸汽 通二次汽 通三次汽 通冷水 由以上实例,可见三段通汽的配置分为: 生蒸汽 二次汽 三次汽 此种配置适合 形式的干燥曲线。 一段 二段 三段 二次汽 生蒸汽 三次汽 此种配置适合 形式的干燥曲线。 一段 二段 三段 采用哪种配置,取决于纸质量的要求。 (2)烘缸通汽合理分段的条件 烘缸表面温度要符合干燥温度曲线要求。 保证烘缸中冷凝水顺利排出。 除
125、此,还要考虑采用原料、生产纸种、纸机结构、干燥部负荷及当地气候等因素。 有蒸汽循环(多段通汽)的优点。 可按温度曲线安排,纸质量提高。 有蒸汽循环,不凝结气体可排除,可提高干燥 效率。 由于蒸汽循环,热量可充分利用,汽耗减少。 一般低速机、缸少,用二段,高速、缸多,用三 段;单品种纸机多用有循环的,多品种的则不宜用有 蒸汽循环的。 * 现在纸机有采用热泵的,既可充分利用蒸汽,又能较彻底排出冷凝水,提高传热效率。进缸生蒸汽冷凝水进低压缸水 5、冷凝水排除形式及其对干燥效率的影响 (1)车速的影响 车速对冷凝水在烘缸中积存形式的影响 低车速时,冷凝水形成积水槽。 高车速时,冷凝水形成水环。 车速对
126、冷凝水排出难易的影响 可用离心力与车速平方成正比来说明: FmV/r F离心力 m质量 r缸半径 V车速 V,F,可使水环易贴紧烘缸, 且量多,相对来说就厚,使干燥效率 下降。 0.40.30.20.1水层厚度mm50 100 150 200 Vm/min (2)烘缸直径对冷凝水排出的影响 同一车速下,缸 径越大,水环越薄, 水易排出。同样可 用FmV/r来说明。 图中: 11000 21500 31800 (3)冷凝水排出方式 主要有戽斗式和虹吸管式。50403020100200 300 400 500 600 100水环厚度mmV m/min 123321 五、干燥对纸张性质的影响 (一)
127、干燥与纸张物理性能的关系 纸干度达50以上时,机械强度才明显增长。 受干燥影响的主要有伸长率、伸缩性、松软性、吸收性、透气性、紧度、透明度和各项机械强度。 (二)干燥与纸张应力、应变 干燥会影响纸张的弹性。 (三)干燥过程中纸的收缩与传动分组 纸在干燥过程中失去水分,会发生收缩,但同时受到牵引作用还会伸长,最终表现为伸长。 为了保证纸的质量,应使烘缸速度适应纸的干燥收缩,因此烘缸传动要合理分组。 (四)干燥与纸张脆性 温度过高、干燥速度过快,都会使纸张脆性加剧。 第七节第七节 压光、卷取及完成整理部压光、卷取及完成整理部 一、压光 (一)压光的作用 1、提高平滑度、光泽度、厚度均匀性和紧度。
128、2、也可通蒸汽作补充干燥。 3、表面施胶可采用压光施胶。 (二)压光机理 1、机械摩擦、压缩 2、剪切作用 (三)影响压光效果的因素 1、通过压区数 通过压区数,压光效果。 2、线压力 线压力,效果。 3、车速 车速,效果。 4、水分 水分,效果。但要注意,水分不可太高。 5、温度 温度,效果。 6、纸页性质 纸页松软,效果;适度打浆优于未打浆;软浆 优于硬浆;加填优于未加填;高打浆度和软浆易出现 压黑。 (四)压光机结构 二、卷取 卷纸机是造纸系统的最后一台设备。常用的有轴式和辊式两种。 卷纸要求: 1、卷筒松紧要均匀。 2、卷芯不能起皱。 3、两端松紧要一致。 三、完成整理 (一)超级压光 (二)复卷 (三)切纸、选纸、数纸和包装 第八节第八节 造纸机的传动造纸机的传动 一、纸机传动的要求和速比 速比:纸机最低车速与最高车速之比。速比:纸机最低车速与最高车速之比。 纸机传动要求: 1、一台纸机在生产品种上要允许有一定的变化范 围,相应的纸机传动要有一定的速度变化范围。 2、纸机传动还要保证能够准确的调整各个部分的 速度,以适应纸张在不同部分的伸缩变化。 二、纸机的传动型式 较早的纸机多用单电机传动,由定速或变速交流 电机带动。 较新式纸机用多电机传动,用多台直流电机带动。