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本文作者:楊樹忠作者單位:天津造紙廠有限公司研發(fā)中心
圓網(wǎng)造紙機(jī)從發(fā)明到現(xiàn)在經(jīng)過了不斷的改進(jìn)和發(fā)展,1808年英國(guó)人迪克音遜(Dickinson)發(fā)明了圓網(wǎng)造紙機(jī),最初用于生產(chǎn)單層紙,到1817年經(jīng)過不斷改造,增加了蒸汽加熱回轉(zhuǎn)型烘缸。美國(guó)在1817年從英國(guó)購(gòu)入圓網(wǎng)紙機(jī)并安裝在惠靈頓的造紙廠。圓網(wǎng)造紙機(jī)是當(dāng)今世界上長(zhǎng)網(wǎng)、圓網(wǎng)、夾網(wǎng)三大造紙機(jī)類型之一。我國(guó)在1918年從日本購(gòu)進(jìn)第一臺(tái)帶有4個(gè)圓網(wǎng)成形器和20個(gè)烘缸的圓網(wǎng)造紙機(jī)用于生產(chǎn)板紙并安裝在蘇州的華盛紙廠。據(jù)80年代統(tǒng)計(jì),日本的圓網(wǎng)造紙機(jī)占總機(jī)臺(tái)的38.8%,美國(guó)是31%;國(guó)際上雖然由于更先進(jìn)的成形器的出現(xiàn),圓網(wǎng)成形器似乎已經(jīng)過時(shí),但一家荷蘭的紙廠在1989年還是建成了所有9個(gè)成形位置都采用圓網(wǎng)成形器的紙機(jī),大約在同時(shí)英國(guó)一家紙廠也安裝了類似的紙機(jī)。到1994年,我國(guó)的圓網(wǎng)造紙機(jī)約占總臺(tái)數(shù)的80%,其總體水平主要是紙機(jī)門幅窄,車速低,紙頁(yè)成形質(zhì)量不高?,F(xiàn)在我國(guó)生產(chǎn)衛(wèi)生紙的企業(yè)除幾家引進(jìn)新月形成形器外,絕大多數(shù)廠家仍然以圓網(wǎng)造紙機(jī)為主;國(guó)內(nèi)大部分的箱板紙廠也在使用圓網(wǎng)造紙機(jī)生產(chǎn),但和國(guó)外先進(jìn)的紙機(jī)相比還存在著很大的差別。為此,國(guó)內(nèi)有條件的紙廠正在以長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)取代圓網(wǎng)造紙機(jī),但是圓網(wǎng)造紙機(jī)也有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、造價(jià)和動(dòng)力消耗低等優(yōu)點(diǎn),因此,在今后較長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi),圓網(wǎng)造紙機(jī)與長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)將長(zhǎng)期共存,關(guān)鍵在于我們應(yīng)積極行動(dòng),改造現(xiàn)有的圓網(wǎng)造紙機(jī),研究出適合我國(guó)國(guó)情和原料特點(diǎn)的圓網(wǎng)造紙機(jī)改造方案。圓網(wǎng)造紙機(jī)的濕部成形器是圓網(wǎng)造紙機(jī)的關(guān)鍵部件,現(xiàn)就有關(guān)圓網(wǎng)造紙機(jī)濕部成形器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其改造方法論述如下。
1老式圓網(wǎng)造紙機(jī)濕部成形的特點(diǎn)和適用性
我國(guó)現(xiàn)存還沒有改造的圓網(wǎng)造紙機(jī),大部分是老式的圓網(wǎng)造紙機(jī),圓網(wǎng)籠的大部分置于牛角道型漿槽內(nèi),濕部成形的特點(diǎn)是利用圓網(wǎng)籠內(nèi)外的水位不同而產(chǎn)生壓力差,漿料被吸附在網(wǎng)籠表面,當(dāng)水排出后,隨著網(wǎng)籠的轉(zhuǎn)動(dòng),網(wǎng)面上的漿料開始形成紙層。漿料與網(wǎng)籠內(nèi)的白水液位差越大,漿料與網(wǎng)面的吸附作用也越大,紙層也相應(yīng)地加厚。如果液位差減小則吸附力就差,這時(shí)紙層也就減薄。圓網(wǎng)造紙機(jī)網(wǎng)籠的紙層成形過程基本上是一個(gè)過濾過程,網(wǎng)籠表面漿料中的白水排出流速與漿料的性質(zhì)有關(guān),也與液位的大小有關(guān),運(yùn)行中大量的白水從網(wǎng)籠兩邊排出,并不斷地通過白水泵返回混合槽進(jìn)行循環(huán)使用。網(wǎng)面的紙層,隨著網(wǎng)籠的無(wú)端轉(zhuǎn)動(dòng),利用軟膠面伏輥被轉(zhuǎn)移到不斷運(yùn)行著的毛毯上。老式圓網(wǎng)成形器,最典型的是逆流型和順流型。逆流型的上漿與網(wǎng)籠運(yùn)行方向是相反的,故紙頁(yè)在最高濃度處開始成形,雖然可形成較厚的漿層,但這種成形存在著嚴(yán)重的缺陷和不足。因?yàn)榫W(wǎng)籠逆著漿流方向旋轉(zhuǎn),部分沉淀纖維連續(xù)地從網(wǎng)籠上被沖刷掉,形成“斑點(diǎn)狀”的凝集纖維束造成紙頁(yè)勻度差。這種紙機(jī)還因纖維成形具有獨(dú)特的沉淀方式而帶有方向性。在結(jié)構(gòu)上,存在著網(wǎng)槽間的漿道深度大,漿流速度低,湍動(dòng)強(qiáng)度低尺度大的特征,而且是不可控制的;因此在纖維高度絮凝的情況下形成纖維不良的紙層,加之成形弧太長(zhǎng),對(duì)已部分成形的紙層的強(qiáng)烈洗刷作用,使橫幅定量分布不勻。這種成形器也有它的優(yōu)點(diǎn),由于逆流上漿,濕紙層疏松、表面常有豎立的細(xì)小纖維,有利于層間結(jié)合,更適合于生產(chǎn)板紙的中間層紙福,同時(shí)也有廣泛的原料適應(yīng)性,一次掛漿可以達(dá)到100g/m2以上。順流型的上漿與網(wǎng)籠運(yùn)行方向是一致的。上漿是在網(wǎng)籠下部的回轉(zhuǎn)側(cè)直接與網(wǎng)面接觸。這一上漿方式在開始時(shí),網(wǎng)面的吸附量很大。以后,隨著吸附量的減少,漿料就開始處于易掉狀態(tài)。當(dāng)網(wǎng)籠再次進(jìn)入漿料白水槽時(shí),漿料又一次貫通網(wǎng)籠達(dá)到再次上漿。在結(jié)構(gòu)上,網(wǎng)槽的弧形底部和網(wǎng)籠表面構(gòu)成一個(gè)牛角道形的漿槽。牛角道的大小和形狀對(duì)紙的質(zhì)量影響很大。順流型成形比逆流型成形有更好的勻度。但是,改進(jìn)勻度與減少方向性是以降低紙層定量為代價(jià)而得到的,順流式成形器最適合用于生產(chǎn)在定量約50g/m2以下的紙頁(yè)。在多圓網(wǎng)造紙機(jī)上生產(chǎn)箱板紙時(shí),最典型的用法是面層和襯層使用順流型成形器以提供外觀,芯層和底層則使用逆流型成形器以提供所需的厚度。
典型圓網(wǎng)造紙機(jī)的圓網(wǎng)濕部成形,在結(jié)構(gòu)上存在著提高產(chǎn)量與質(zhì)量的矛盾,這種矛盾主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):(1)網(wǎng)籠的脫水區(qū)短,漿料打漿度略有提高就會(huì)使?jié)窦垖訛V水困難,導(dǎo)致網(wǎng)籠表面紙層水分過大,在伏輥處極易發(fā)生壓花現(xiàn)象。(2)漿料上網(wǎng),纖維呈定向排列,成紙的縱橫強(qiáng)度比大。尤其在漿料流速慢于網(wǎng)速時(shí),這種纖維定向性更加明顯,同時(shí)嚴(yán)重影響紙張的勻度。(3)圓網(wǎng)造紙機(jī)在成形時(shí),有洗刷和選分的特性。洗刷和選分的結(jié)果:無(wú)論順流式還是逆流式網(wǎng)槽,入口端的平均纖維長(zhǎng)度較短打漿度較高、而出口端纖維平均長(zhǎng)度較長(zhǎng)打漿度低。因此,順流式成形器抄出的紙幅,網(wǎng)面細(xì)小纖維較多,毛毯面粗大纖維較多。逆流式成形器抄出的紙幅與順流式正好相反,網(wǎng)面粗大的纖維較多而毛毯面細(xì)小的纖維較多。洗刷和選分現(xiàn)象是造成圓網(wǎng)機(jī)抄造的紙張有明顯兩面差的原因之一。(4)因離心力的作用,車速稍有提高網(wǎng)籠及伏輥處就會(huì)出現(xiàn)甩漿現(xiàn)象,因此,限制了車速的提高。老式圓網(wǎng)成形器其速度和成紙質(zhì)量都受到限制,國(guó)內(nèi)一般車速只有50~80m/min,質(zhì)量定格在中低檔。國(guó)內(nèi)老式圓網(wǎng)造紙機(jī)大部分以生產(chǎn)瓦楞原紙、箱板紙、水果包裝紙和衛(wèi)生紙為主。與長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)相比圓網(wǎng)造紙機(jī)仍存在著勻度不均、橫幅定量不均、縱橫強(qiáng)度比過大等多種紙病,所以高檔文化用紙類多由長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)來(lái)生產(chǎn)。
2圓網(wǎng)造紙機(jī)的改造
為提高圓網(wǎng)造紙機(jī)的成紙質(zhì)量,我國(guó)早在五十年代針對(duì)老式的圓網(wǎng)造紙機(jī)成形器就進(jìn)行了改造。天津造紙廠經(jīng)過15次改造的圓網(wǎng)濕部成形器被稱為“一五式圓網(wǎng)成形器”,它的最大特點(diǎn)是上網(wǎng)開始點(diǎn)在圓網(wǎng)的最下點(diǎn),即在圓網(wǎng)內(nèi)外壓力差最小處開始上網(wǎng),因而能減少紙頁(yè)成形過程的選分作用,其缺點(diǎn)主要是由于一五式為水平方向上網(wǎng),水平唇布下方常有泡沫積聚現(xiàn)象出現(xiàn),影響正常上漿。營(yíng)口造紙廠經(jīng)改造后的成形器就是著名的“(?。┗顒?dòng)弧形板成形器”。它是一種變形的順流式圓網(wǎng)成形器,其特點(diǎn)是將固定弧形底部改為活動(dòng)的可調(diào)節(jié)的弧形板,由定向弧和定速弧兩部分組成,而流漿箱部分則與順流式圓網(wǎng)槽基本相似。根據(jù)定速弧成形弧面的長(zhǎng)短分為長(zhǎng)弧面和短弧面兩種。長(zhǎng)弧面角度為50~60度,運(yùn)行時(shí),洗刷作用大,紙面較粗糙。短弧面角度一般為35~45度,上漿壓力大,選分作用強(qiáng)烈,紙頁(yè)兩面差較大。一五式和活動(dòng)弧形板式圓網(wǎng)成形器運(yùn)行速度與順流式和逆流式圓網(wǎng)成形器相當(dāng),也是50~80m/min。隨著造紙技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,最近10年我國(guó)在圓網(wǎng)造紙機(jī)的改造上主要是采用壓力噴漿成形器、壓力成形器和改良活動(dòng)弧形板式成形器改造老式的低速圓網(wǎng)成形器。國(guó)內(nèi)老式圓網(wǎng)成形器的改造目標(biāo)主要是改善紙張的勻度和質(zhì)量、縮小縱橫強(qiáng)度差、提高車速。
2.1改善勻度的措施
紙張生產(chǎn)的質(zhì)量及其市場(chǎng)的適應(yīng)性,往往跟勻度有關(guān)。勻度不僅影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量,而且還可影響其物理和光學(xué)性能。生產(chǎn)實(shí)踐表明抄出勻度好的紙張注意以下兩點(diǎn)是很重要的。(1)上網(wǎng)前纖維分散要好,減少絮凝,無(wú)橫流和大的渦流。(2)上網(wǎng)的纖維要均勻的成形,這一點(diǎn)在現(xiàn)代的長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)上是很好的,但是對(duì)于圓網(wǎng)機(jī)而言,旋轉(zhuǎn)網(wǎng)籠的表面纖維層存在有洗刷和選分的特性,纖維在圓網(wǎng)籠上均勻的成形還無(wú)法和長(zhǎng)網(wǎng)成形相比。因此,目前主要是借鑒長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)上漿的成熟技術(shù)來(lái)改善圓網(wǎng)造紙機(jī)濕部紙頁(yè)成形的勻度和質(zhì)量。老式圓網(wǎng)成形器,大都使用單管布漿和最簡(jiǎn)單的隔板做整流元件,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、操作維修方便,但漿料產(chǎn)生的湍流尺度較大,整流效果差,容易產(chǎn)生纖維絮聚物。從理論上講,為了更好地分散漿料懸浮液中的纖維絮聚物,湍動(dòng)必須作用于每根單纖維,其湍動(dòng)規(guī)模必須小于纖維的長(zhǎng)度,也就是2毫米以下。這種規(guī)格的湍動(dòng),能夠由漿料懸浮液穿過一個(gè)與它所要求的湍動(dòng)規(guī)模相同的通道產(chǎn)生,也就是漿料穿過一個(gè)2毫米的縫隙就能夠產(chǎn)生一個(gè)規(guī)模為2毫米的細(xì)微規(guī)模的湍動(dòng),但是現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中這種縫隙易被纖維堵塞,所以實(shí)現(xiàn)起來(lái)很困難。為了達(dá)到“纖維規(guī)格”的湍動(dòng),科研人員做了很多研究和測(cè)試工作,從發(fā)展上看,第一個(gè)代替隔板的是勻漿輥,而后是各種高效的布漿器和整流元件。通過設(shè)計(jì)良好的“湍動(dòng)發(fā)生”元件可以做到增加漿料的湍動(dòng)水平和湍動(dòng)范圍,高效的布漿器和整流元件能夠產(chǎn)生高強(qiáng)度的微湍流,從而有利于分散漿料中的纖維絮聚物。這些高效的“湍流發(fā)生”元件在國(guó)內(nèi)外的長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用,而今圓網(wǎng)造紙機(jī)也在逐步地應(yīng)用,近10年來(lái)長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)上的一些提高勻度和質(zhì)量的成熟技術(shù)在圓網(wǎng)機(jī)上的應(yīng)用情況有如下幾項(xiàng)。
(1)目前在改造后100m/min以上車速的圓網(wǎng)造紙機(jī)上,絕大多數(shù)都在使用錐管布漿器。早在60年代,在美國(guó)弗尼吉亞州的弗尼吉亞制漿造紙廠的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了一項(xiàng)重要的研究工作。研究結(jié)果是制造出了一個(gè)錐形多管布漿器,該錐形管從紙機(jī)的一側(cè)傾向另一側(cè),并以許多細(xì)長(zhǎng)的小徑支管把漿料送進(jìn)流漿箱。這個(gè)帶漿料回流的錐形多管布漿器,解決了以前管道進(jìn)漿不能均布于紙頁(yè)全幅的難題。尤其是在高車速的條件下多管布漿器的使用已是目前所有新興流漿箱的共同特征。多管布漿器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是:①過度管長(zhǎng)度推薦6~8倍的管徑,流速在1.8~2.6m/s的范圍之內(nèi)。②錐管部分的設(shè)計(jì)參數(shù)國(guó)內(nèi)外普遍采用拜鈉斯方程及其修正直線法選定。③總管進(jìn)口設(shè)計(jì)速度為2.6~3.1m/s。④支管和總管的加速比應(yīng)大于1.5~3。⑤回流量通常按5%~10%考慮。
(2)我國(guó)在圓網(wǎng)造紙機(jī)濕部成形器的改造中,勻漿輥是第一個(gè)引進(jìn)圓網(wǎng)造紙機(jī)上的整流元件,配合應(yīng)用多管布漿器比隔板有較好的整流效果。最近幾年,國(guó)內(nèi)對(duì)老式圓網(wǎng)機(jī)的改造中約60%以上使用了勻漿輥整流元件,比改造前的紙張勻度提高很多。勻漿輥的整流依靠漿流進(jìn)出孔輥的孔眼,受到收縮和擴(kuò)散,使?jié){流產(chǎn)生湍動(dòng),漿料得以分散。但是勻漿輥在實(shí)際運(yùn)行中也存在湍動(dòng)尺度較大的問題,對(duì)整流效果有一定的影響,會(huì)使紙面產(chǎn)生漿道子,而且勻漿輥兩端漿料流動(dòng)不穩(wěn)定,造成流漿箱邊緣流動(dòng)波動(dòng)。漿料通過旋轉(zhuǎn)的勻漿輥會(huì)產(chǎn)生一定的波動(dòng),經(jīng)過一段距離才會(huì)消失,影響勻漿輥波動(dòng)的原因很多,馬爾當(dāng)(Mardon)等人進(jìn)行了這方面的研究工作。他們提出了一個(gè)在勻漿輥流漿箱上確定波動(dòng)長(zhǎng)度的公式,這個(gè)公式在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。勻漿輥的波動(dòng)長(zhǎng)度是勻漿輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,該公式表示如下。設(shè)計(jì)時(shí),從勻漿輥到圓網(wǎng)網(wǎng)面的距離L要恰到好處。距離過長(zhǎng)漿流湍動(dòng)消失,漿料在上網(wǎng)后會(huì)形成大的漿團(tuán),使網(wǎng)上濕紙成形勻度惡化;L距離過短,漿流湍動(dòng)波動(dòng)仍較大時(shí)就上網(wǎng),會(huì)把較大的波動(dòng)帶到網(wǎng)面上而使?jié)窦堩?yè)產(chǎn)生漿道子,造成質(zhì)量不良的紙張。實(shí)際的L距離要考慮到圓網(wǎng)紙機(jī)的車速、流量、漿種和紙種對(duì)L長(zhǎng)度的影響,設(shè)計(jì)時(shí)一定要經(jīng)過必要的修正后才能最后確定下來(lái)。
(3)理論上孔板具有與勻漿輥類似的整流效果,它使?jié){流加速,能產(chǎn)生相當(dāng)大的壓力降并使?jié){流產(chǎn)生強(qiáng)湍動(dòng),但在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)孔板作為漿料的均布元件效果很好,而作為整流元件時(shí)則發(fā)現(xiàn)在兩塊孔板間產(chǎn)生橫向流動(dòng)的現(xiàn)象,有時(shí)還出現(xiàn)掛漿問題。因而一般流漿箱比較廣泛使用旋轉(zhuǎn)的勻漿輥而不使用孔板作為整流元件。
(4)階梯擴(kuò)散器在改造后的較高速度圓網(wǎng)造紙機(jī)上正在逐步使用。這些整流元件能夠產(chǎn)生強(qiáng)度高且尺度小的微湍流,能夠非常好地分散漿料中的纖維絮聚物,整流效果是顯著的。而且這些整流元件都是非旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),使得流漿箱沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部分,可以縮小流漿箱的體積且維修制造也方便。事實(shí)上階梯擴(kuò)散器還可以當(dāng)做均布元件,而且效率也較高。為達(dá)到高強(qiáng)度和微尺寸的湍流,階梯擴(kuò)散器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)是各階梯段的內(nèi)部漿流流速和結(jié)構(gòu)尺寸,階梯擴(kuò)散器階的大小決定了湍動(dòng)規(guī)模的大小,而湍動(dòng)的強(qiáng)度則與紙料的流速和通過階梯時(shí)的壓力降有關(guān),壓力降越大,湍動(dòng)越大、湍動(dòng)強(qiáng)度也越大;因此階梯的結(jié)構(gòu)尺寸和紙料通過階梯的流速就決定了均布元件性能和分散纖維的效果?,F(xiàn)在最新式的階梯擴(kuò)散器的內(nèi)部漿料流速為:錐管內(nèi)流速3.5m/s;第一段階梯漿流速度是13.5m/s;第二段階梯漿流速度是6.5m/s;第三段階梯漿流速度是3.5m/s。
2.2提高車速的改造
圓網(wǎng)造紙機(jī)整臺(tái)設(shè)備的速度受限于濕部成形器,這與長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)不同,長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)整臺(tái)機(jī)的車速是由壓榨和烘干部的能力決定的。運(yùn)行時(shí)普通圓網(wǎng)造紙機(jī)抄紙車速受圓網(wǎng)網(wǎng)籠離心力的限制,當(dāng)圓網(wǎng)網(wǎng)籠上產(chǎn)生的離心力與濕紙頁(yè)在網(wǎng)上的重力相等時(shí),稱為圓網(wǎng)造紙機(jī)的臨界速度,即圓網(wǎng)造紙機(jī)的最大車速??捎孟铝泄奖硎?。為了直觀地看到網(wǎng)籠直徑和液面高度對(duì)臨界速度的影響,我們把上述公式做成表1。分析表1我們看到:ф1000直徑的網(wǎng)籠速度隨液面的變化幅度是85~118m/min;ф1250直徑的網(wǎng)籠速度隨液面的變化幅度是99~142m/min;ф1500直徑的網(wǎng)籠速度隨液面的變化幅度是119~157m/min;ф1800直徑的網(wǎng)籠速度隨液面的變化幅度是140~173m/min;ф2000直徑的網(wǎng)籠速度隨液面的變化幅度是151~183m/min。網(wǎng)籠直徑從ф1000增到ф2000,極限車速?gòu)?18m/min增加到183m/min。但是,這只是理論上的可能性,而實(shí)際上老式的圓網(wǎng)造紙機(jī)的運(yùn)行車速要比這個(gè)理論車速低很多。
順流式和活動(dòng)弧形板式圓網(wǎng)造紙機(jī),在提高網(wǎng)籠的轉(zhuǎn)速時(shí),紙的勻度會(huì)變得很差,主要原因是網(wǎng)速提上去了而漿速上不去,造成嚴(yán)重的漿料沖刷,致使形成的濕紙頁(yè)勻度不良和縱橫強(qiáng)度差。老的翻漿板圓網(wǎng)槽是用漿位來(lái)控制漿速,對(duì)于順流式和活動(dòng)弧形板式圓網(wǎng)槽其漿速和液位的關(guān)系見表2。從表2可以看出以調(diào)節(jié)漿位的方式來(lái)提高漿速是有限的。目前國(guó)內(nèi)改造的圓網(wǎng)造紙機(jī),為了提高上網(wǎng)漿速,已經(jīng)應(yīng)用了壓力噴漿式成形器和漿泵進(jìn)漿的改良活動(dòng)弧形板式成形器(改良活動(dòng)弧形板式成形器只是在壓力噴漿式成形器的前端唇板處增加了溢流并加寬了弧形板和網(wǎng)籠間的寬度)。目的是提高漿速和增加成形區(qū)的濕紙干度,與普通的圓網(wǎng)造紙機(jī)相比,車速可明顯提高,一般可以達(dá)到100~120m/min,抄紙車速可以更接近于圓網(wǎng)造紙機(jī)的臨界車速。有文獻(xiàn)報(bào)道,壓力噴漿圓網(wǎng)成形器的漿料是直沖網(wǎng)面的,漿易堵塞在網(wǎng)籠的內(nèi)外網(wǎng)之間,難清洗,也影響漿料上網(wǎng)的勻度,紙幅上不時(shí)出現(xiàn)一條條的“水痕”、“透明點(diǎn)”等紙病,影響紙的外觀質(zhì)量;且壓力噴漿出口離網(wǎng)面只有0.5~1mm,外網(wǎng)易磨損,網(wǎng)的使用壽命只有10~20天,頻繁換外網(wǎng),影響生產(chǎn)和產(chǎn)量。
從目前國(guó)內(nèi)的圓網(wǎng)機(jī)改造實(shí)踐上看,這種圓網(wǎng)機(jī)的改造,要想使抄速超過200m/min還是有困難的。因此必須依靠外加壓力Λp來(lái)增加濕紙頁(yè)的向心力,以抵消轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力。有外加壓力的臨界車速用下列公式表示。外加壓力ΛP和臨界車速的關(guān)系如表3至表7所示。分析表3至表7可以看出:外加壓力的圓網(wǎng)液位對(duì)車速的影響很小,幾乎可以忽略不計(jì)。提高網(wǎng)籠的直徑對(duì)提高車速也是有限的,而外加壓力ΛP的大小對(duì)提高圓網(wǎng)造紙機(jī)的臨界成形車速影響最顯著,增加ΛP值是提高圓網(wǎng)造紙機(jī)臨界車速的最有力的措施。因此我國(guó)近幾年來(lái)制造的衛(wèi)生紙機(jī)大部分都使用了真空網(wǎng)籠來(lái)提高車速,整臺(tái)造紙機(jī)實(shí)際運(yùn)行車速可達(dá)到500m/min。改造后的生產(chǎn)箱板紙的圓網(wǎng)造紙機(jī)大部分也用上了壓氣圓網(wǎng)成形器(壓力成形),這種成形器是一種用外部加壓式代替真空的圓網(wǎng)濕部成形方式,它在圓網(wǎng)的上旋邊,由貼在網(wǎng)上的濕紙頁(yè)、網(wǎng)槽內(nèi)的紙料液面、網(wǎng)槽兩邊的側(cè)板和后板以及毛毯形成一封閉小室;由鼓風(fēng)機(jī)送入空氣使小室的壓力保持40~50mm水柱,最高可達(dá)100mm水柱,除此之外和普通圓網(wǎng)造紙機(jī)成形器的區(qū)別就是使用了多管布漿器和勻漿輥以提高漿料速度。壓力圓網(wǎng)比真空?qǐng)A網(wǎng)簡(jiǎn)單而且易操作,車速運(yùn)行在200~300m/min之間的圓網(wǎng)造紙機(jī)可生產(chǎn)出質(zhì)量良好的紙張。
以上引用的計(jì)算臨界車速的公式是在忽略了濕紙頁(yè)對(duì)網(wǎng)籠的黏附力的條件下計(jì)算的網(wǎng)籠速度,如果在考慮到濕紙頁(yè)黏附力的條件下,理論上網(wǎng)籠速度應(yīng)該會(huì)超過我們上面的臨界速度,但是要想在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中真正超過這個(gè)臨界車速是有附加條件的。首先一點(diǎn)是網(wǎng)籠在以上計(jì)算臨界車速的條件下運(yùn)行,濕紙?jiān)诰W(wǎng)籠的脫水段將無(wú)法脫水,水跟著網(wǎng)籠轉(zhuǎn),部分水在經(jīng)過伏輥時(shí)被甩到網(wǎng)籠與伏輥的外三角處;其二是不經(jīng)過脫水的濕紙層經(jīng)過伏輥時(shí)濕紙頁(yè)會(huì)被嚴(yán)重壓花。因此,在權(quán)衡了濕紙層黏附力和濕紙層脫水的狀況下,筆者認(rèn)為引用這個(gè)公式計(jì)算臨界車速是合理的。但是臨界車速計(jì)算的數(shù)據(jù)只表明網(wǎng)籠的速度,而濕紙頁(yè)能否被正常地引到毛毯上,其毛毯的選型及伏輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的。因此不要把網(wǎng)籠能達(dá)到的速度和正常濕紙頁(yè)能否被成功地引上毛毯的速度相混淆,這一點(diǎn)在圓網(wǎng)機(jī)改造時(shí)應(yīng)該特別引起重視。
3結(jié)語(yǔ)
我國(guó)目前改造的以生產(chǎn)書寫紙和高檔衛(wèi)生紙為主的圓網(wǎng)造紙機(jī),其進(jìn)漿裝置基本上由多管布漿器、階梯擴(kuò)散器、唇板裝置組成。多管布漿器由不銹鋼板焊接而成,內(nèi)壁須經(jīng)過拋光處理。唇板的構(gòu)造被設(shè)計(jì)成:上唇板可作整體開度調(diào)節(jié),也可分別進(jìn)行微調(diào),保證了橫幅定量差的調(diào)節(jié)精度。微調(diào)裝置采用差動(dòng)螺桿結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)靈活方便。即使正在運(yùn)行中的圓網(wǎng)造紙機(jī),也能夠容易地改變間隔,調(diào)節(jié)流速。剛性突唇由不銹鋼整體模壓為弧形,內(nèi)表面作拋光處理,作為弧形罩蓋與網(wǎng)籠共同成形上漿。網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)高檔衛(wèi)生紙的圓網(wǎng)機(jī)上以真空網(wǎng)籠為主同時(shí)使用階梯擴(kuò)散器作為整流元件。生產(chǎn)書寫紙的圓網(wǎng)成形器多采用直徑ф1800mm片狀網(wǎng)籠,其整流元件多用階梯擴(kuò)散器或勻漿輥。噴漿式、改良活動(dòng)弧形板式和壓氣成形圓網(wǎng)成形器則多用于箱紙板的生產(chǎn)中,布漿整流元件主要以多管布漿器加用勻漿輥為主。