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文檔簡(jiǎn)介
第五章
紙的抄造§5-1紙料的流送與上網(wǎng)一.紙機(jī)的組成:
整臺(tái)造紙機(jī)是一種連續(xù)工作的聯(lián)動(dòng)機(jī),從流漿箱進(jìn)漿總管到卷紙機(jī)。一)本機(jī)部分:
1、
濕部:流漿箱、網(wǎng)案部、壓榨部。
2、干部:干燥部、壓光機(jī)、卷紙機(jī)。
3、機(jī)械傳動(dòng)、真空、蒸汽、汽罩、排風(fēng)、熱風(fēng)、施膠、(半)壓光。
二)附屬部分:白水、濕紙邊、濕損紙、白水坑、干損池、水利碎漿機(jī)等,是獨(dú)立的,但又是造紙工藝過(guò)程不可缺少的一部分。二、流漿箱一)流漿箱的作用和要求:1、沿紙機(jī)橫向均勻的分布紙料:上網(wǎng)的紙料沿紙機(jī)全寬和全高兩個(gè)方向上,在各點(diǎn)漿流的速度、壓力、濃度和湍動(dòng)等的分布應(yīng)均勻一致;2、能有效的分散纖維:上網(wǎng)的紙料必須是均勻分散的纖維懸浮體,保持纖維無(wú)定向排列;3、噴漿穩(wěn)定:噴漿的速度、噴射角和著網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)穩(wěn)定一致;4、流漿箱其他要求:流漿箱應(yīng)有足夠的剛性,不變形、確保結(jié)構(gòu)尺寸不變。二)流漿箱的發(fā)展和類(lèi)型:
1、敞開(kāi)式流漿箱:其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是通過(guò)調(diào)節(jié)箱內(nèi)漿位的高低來(lái)控制上網(wǎng)的漿速(圖3-39),只能用于中低速紙機(jī);
2、封閉式流漿箱:
其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是流漿箱的堰池是封閉的,通過(guò)變更漿位上的空氣氣墊壓力,能準(zhǔn)確、靈活、大范圍地調(diào)節(jié)上網(wǎng)漿速(圖3-40),適用于中速或較高速紙機(jī);3、斂流式流漿箱:其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是漿流充滿短小的箱體,利用漿泵或氣墊的壓力調(diào)節(jié)和控制漿速,配有高強(qiáng)微湍的整流元件(圖3-41);適于夾網(wǎng)紙機(jī)和高速長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī);
4、斂流氣墊結(jié)合式流漿箱:具有斂流式流漿箱的優(yōu)點(diǎn),又能克服斂流式之不足,排除泡沫和消除脈動(dòng)(圖3-42);適于夾網(wǎng)紙機(jī)和高速長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī);三)流漿箱的基本組成和主要元部件(圖3-43)
布漿器——紙料的分布裝置;
堰池——紙料的整流裝置;
堰板——紙料的上網(wǎng)裝置;1、布漿器:作用:將凈化篩選系統(tǒng)送來(lái)的紙料均勻地分布到流漿箱的堰池中。
1)高效布漿器的基本要求:
a.
進(jìn)漿總管是等壓管,能保證紙料沿紙機(jī)全寬成穩(wěn)定的等壓分布;
b.各支管必須有相同的壓力損失,確保紙料均勻分布,以若干細(xì)流進(jìn)入堰池,并要求支管對(duì)總管漿流的不穩(wěn)定性不敏感;
c.不變形、不銹蝕、尺寸精確、內(nèi)壁光滑不掛將;
d.設(shè)有回流和測(cè)壓裝置。1)高效布漿器的組成形式a.孔板布漿器:紙料由總管進(jìn)漿,通過(guò)一塊由若干小孔的孔板進(jìn)行布漿。經(jīng)消能處理后,布漿效果好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適于中高速紙機(jī)。b.階梯擴(kuò)散布漿器:紙料由總管進(jìn)漿,通過(guò)若干個(gè)階梯擴(kuò)散器進(jìn)行布漿。具有整流和消能功能,能產(chǎn)生高強(qiáng)微湍,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適于各類(lèi)紙機(jī)。c.管束布漿器:紙料由總管進(jìn)漿,通過(guò)若干管束進(jìn)行布漿。能產(chǎn)生高強(qiáng)微湍,管束結(jié)構(gòu)復(fù)雜,適于新型的高速長(zhǎng)網(wǎng)和夾網(wǎng)紙機(jī)。2、
堰池
—流漿箱的整體部分:
a.作用:根據(jù)紙機(jī)車(chē)速的要求,依靠漿位高度或氣墊壓力,提供與網(wǎng)速相適應(yīng)的靜壓頭,并借助整流元件對(duì)紙料進(jìn)行整流并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)耐膭?dòng),消除泡沫。
b.要求:
1)堰池流道內(nèi)漿流的深度應(yīng)保持不變,避免產(chǎn)生漿流不穩(wěn)或二次流動(dòng)。
2)為了穩(wěn)定漿位,消除泡沫,堰池內(nèi)設(shè)有溢流裝置,溢流量為5%。
3)為了消除泡沫和清洗箱壁,堰池內(nèi)裝有噴水管。流漿箱的箱壁應(yīng)有足夠的剛度,以避免受壓變形。幾種主要的整流元件:1)隔板:適于低速敞開(kāi)式流漿箱:隔板分5~7格。產(chǎn)生的湍動(dòng)規(guī)模大,整流效果差,易絮聚。
2)勻漿輥:是一根有較大剛性,輥面上由若干小孔的中空薄壁輥筒,是一般流漿箱應(yīng)用最廣的整流元件。作用:消除漿中的渦流和橫流,對(duì)紙料進(jìn)行整流,防止纖維絮聚和沉降。提高漿流的湍動(dòng)強(qiáng)度,分散纖維,提高成紙的勻度。3)
階梯擴(kuò)散器—階擴(kuò)流漿箱:體積小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,效率高(見(jiàn)圖3-51、52)。特點(diǎn):a)階擴(kuò)具有分布、整流、消能等多功能,固不需配置其它消能元件;
b)上網(wǎng)濃度高(可提高到1.5%);
c)使用范圍廣,可用于長(zhǎng)網(wǎng)、圓網(wǎng)和紙板機(jī);d)抄速范圍大,適應(yīng)性強(qiáng)(車(chē)速:40~1500m/min);e)紙料通過(guò)量的調(diào)節(jié)范圍廣(13~18g/m2,80~140g/m2,380g/m2)。4)導(dǎo)流片(漂片):由一組平行的薄片組合而成。
a.減少了整個(gè)流道中漿流截面上的速度差。
b.漿流中的橫流、偏流和大湍動(dòng),由于受導(dǎo)流片的阻滯而逐步消失,使大湍動(dòng)衰減為穩(wěn)定的微湍動(dòng),整流效果非常好。3、堰板使紙料加速并均勻地以一定角度噴射到網(wǎng)面上,在網(wǎng)上形成均勻的濕紙頁(yè)。
1)
漿料流速Vm與堰池壓頭H之關(guān)系:
Vm=60μ·(2gH)1/2,μ:湍動(dòng)系數(shù);g:重力加速度。
2)堰板的型式和特點(diǎn):
a.
閘板式堰板—可調(diào)垂直式閘板:唇板開(kāi)度可全幅調(diào)節(jié)或局部微調(diào)??捎糜谥?、高、低速紙機(jī)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)節(jié)方便,紙頁(yè)橫幅定量誤差小,但易掛漿,漿流著網(wǎng)點(diǎn)近。
b.
斂唇式堰板:又稱噴漿(鴨嘴)式堰板,適于中低速紙機(jī)。漿流加速比緩和,上網(wǎng)紙料的噴射角、著網(wǎng)點(diǎn)易控制。需整流。
c.直立唇緣式堰板:又稱結(jié)合(鷹嘴)式堰板,適于中高速紙機(jī)。具有上述二種裝置的優(yōu)點(diǎn):
Ⅰ.使?jié){流保持微湍動(dòng),使?jié){料不易掛漿。
Ⅱ.在上網(wǎng)前提高湍動(dòng)強(qiáng)度,更好地分散纖維;
Ⅲ.上堰板可全副、局部、前后調(diào)節(jié)
§5-2紙頁(yè)的成形與脫水一.紙機(jī)網(wǎng)部的任務(wù)和要求:1、任務(wù):使紙料脫出水分,形成紙頁(yè),(出伏輥干度15~25%),其脫水特點(diǎn):脫水量大而集中(占紙機(jī)總脫水量的90%以上)。2、紙料所含自由水能在重力和機(jī)械力作用下(網(wǎng)部和壓榨部)脫出;結(jié)合水不能在重力和機(jī)械作用下脫出,而只能在在干燥部受熱時(shí)脫出。游離漿含自由水多,易脫水。粘狀漿含結(jié)合水多難脫水。3、要求:紙料在網(wǎng)部成形時(shí),要求纖維適當(dāng)擾動(dòng),分散均勻。使抄成的紙頁(yè)勻度良好,全幅一致。二.長(zhǎng)網(wǎng)部一)長(zhǎng)網(wǎng)部紙頁(yè)的脫水和成形(圖3-58)
1、上網(wǎng)段:包括胸輥、成形板;
任務(wù):成形,緩慢脫水。
2、成形脫水段:
A區(qū)(成形區(qū)):該區(qū)應(yīng)緩和均勻脫水,以保證紙頁(yè)成形良好。
B區(qū)(脫水區(qū)):可適當(dāng)加速脫水。
3、壓差脫水段:包括真空箱和伏輥;本段濕紙已經(jīng)成形,可采用較高的壓差加速脫水2、不同紙種的脫水要求與控制二)上網(wǎng)紙料的噴射和紙頁(yè)的脫水與成形1、要求:“五穩(wěn)”:紙料的配比穩(wěn),車(chē)速穩(wěn),堰池的水位穩(wěn),送漿泵的水泵的壓頭穩(wěn),進(jìn)出伏輥濕紙的水分穩(wěn)?!岸€(gè)一致”:全副紙料上網(wǎng)一致,濕紙水線的長(zhǎng)短一致。理想:噴射角、漿速、噴射距離、噴漿的厚度保持一致。
2、紙料的噴射距離:圖3-59
1)從噴口到著網(wǎng)點(diǎn)的距離,應(yīng)嚴(yán)格控制,即紙料在達(dá)到膨脹極限以前必須著網(wǎng),以防止空氣混入紙料。
2)斷面膨脹的原因:是由于紙料噴出后壓力減低,紙料的速度頭變成靜壓頭時(shí)產(chǎn)生的湍動(dòng)所引起的;3、成形板和成形箱
1)作用:控制上網(wǎng)段的脫水量,改善紙頁(yè)的脫水和成形,消除跳漿現(xiàn)象,提高紙頁(yè)的勻度,并起到支撐銅網(wǎng)的作用。
2)成形板的安裝:可以采用水平安裝,最好進(jìn)口邊緣略低于網(wǎng)面;因銅網(wǎng)離開(kāi)胸輥后,輕微下沉,如果成形板前緣與造紙網(wǎng)形成一個(gè)尖銳的角,就會(huì)對(duì)銅網(wǎng)產(chǎn)生摩擦,而且可能引起漿料的擾動(dòng)。所以,成形板前緣與造紙網(wǎng)保持1.5~3mm的間歇,并低于造紙網(wǎng)0.75~1.5mm為宜。
4、紙料著網(wǎng)點(diǎn)與胸輥和成形板的位置1)紙料著網(wǎng)點(diǎn):從胸輥中心線開(kāi)始直到成形板這一區(qū)間內(nèi)。
2)成形板前段距胸輥越近,胸輥的脫水量越少。
3)進(jìn)入夾區(qū)的空氣的可能去向:
A.空氣流受阻由進(jìn)口返回;
B.空氣流進(jìn)入漿層;
C.空氣流穿過(guò)銅網(wǎng)從網(wǎng)下排出。因此,成形板應(yīng)距胸輥有適當(dāng)?shù)木嚯x,著網(wǎng)點(diǎn)在成形板稍前一點(diǎn)。
5、著網(wǎng)點(diǎn)的調(diào)節(jié)與控制1)噴射角α(P161):
α角過(guò)大,跳漿,流失增加,兩面差大,強(qiáng)度差;α角過(guò)小,脫水量太少,易產(chǎn)生漿道子“紙病”;影響紙頁(yè)的質(zhì)量和成形;粘狀漿:α角稍大些。游離漿:α角稍小些。較小,靈敏區(qū)2)X/Y
增大,α變小,減少脫水量;0.7~2.0
減小,α變大,增大脫水量;6、漿速Vm與網(wǎng)速Vc之關(guān)系:
Vm=ΦVc;Φ:漿網(wǎng)速比。
1)Φ=1,網(wǎng)對(duì)紙料沒(méi)有剪切力,紙料著網(wǎng)時(shí)擾動(dòng)小,纖維易絮聚,成紙的勻度差。
2)Φ>1,漿速大于網(wǎng)速,紙料上網(wǎng)時(shí)漿往前涌,沿紙料厚度方向出現(xiàn)速度差,利于防止纖維絮聚;使用游離漿時(shí),會(huì)留下“漿道子紙病”;適于粘狀漿抄薄紙或要求伸長(zhǎng)率較大的紙張。
3)Φ<1漿速小于網(wǎng)速,紙料著網(wǎng)時(shí)受到網(wǎng)子的引力而促使纖維分散,紙幅的勻度好,因此一般均采用Φ<1。三)成形脫水段的擾動(dòng)和紙頁(yè)的脫水與成形
1、擾動(dòng)的必要性:
1)上網(wǎng)的紙料濃度(0.1~1.2%)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于紙料的臨界濃度(0.05%),纖維很容易產(chǎn)生絮聚。
2)紙料在流漿箱中進(jìn)行高強(qiáng)微湍動(dòng),但這種微湍動(dòng)很快會(huì)衰退。
3)擾動(dòng)的規(guī)模要適當(dāng)。2、脫水元件
1)案輥:無(wú)縫鋼管制成的薄壁管輥,外包硬橡膠。①作用:促使紙料脫水并產(chǎn)生擾動(dòng),使纖維分散,改善紙頁(yè)的成性并支撐網(wǎng)子。
②脫水機(jī)理:
③
按輥的脈動(dòng)作用與壓力分布:
④
案輥對(duì)紙頁(yè)擾動(dòng)與紙頁(yè)的脫水和成形:濕紙經(jīng)過(guò)案輥時(shí),經(jīng)受了兩次垂直方向的脈沖變化,使紙料產(chǎn)生擾動(dòng),這對(duì)紙頁(yè)的成形和脫水有重要影響。△h=Kuc2/2g
a.對(duì)低速紙機(jī),這種擾動(dòng)比較緩和,可以促使纖維分散,減少纖維絮聚,對(duì)紙頁(yè)成形有利;
b.對(duì)高速紙機(jī),案輥脈沖作用所產(chǎn)生的擾動(dòng)過(guò)于強(qiáng)烈,形成強(qiáng)烈的洗出作用,對(duì)紙頁(yè)的脫水和成形不利。⑤溝紋案輥對(duì)紙頁(yè)的擾動(dòng)與紙頁(yè)的脫水和成形:特點(diǎn):輥面上有溝槽,網(wǎng)與溝槽接觸時(shí)網(wǎng)上的漿層不會(huì)經(jīng)受正負(fù)壓力脈沖,因此減少了脫水作用,改善了紙頁(yè)成形。常安裝在成形板之后,主要用于成形脫水段的成形區(qū)。2、案板(又稱刮水板)
1)案板的脫水過(guò)程和脫水機(jī)理:在案板的脫水過(guò)程中,從網(wǎng)面到案板的斜面之間由于各層水膜的速度不同,使水膜內(nèi)部產(chǎn)生剪切力,并由此形成很多小的渦流,給網(wǎng)上的紙料產(chǎn)生相應(yīng)的擾動(dòng),有助于改善紙頁(yè)成形,并形成了案板的壓力脈沖;2)對(duì)紙料的擾動(dòng)與紙頁(yè)的脫水和成形:與案輥壓力脈沖相比:a.沒(méi)有明顯的壓力最高點(diǎn);b.案板的真空抽吸區(qū)比較長(zhǎng),真空度也較低;c.案板的脈動(dòng)強(qiáng)度與紙機(jī)網(wǎng)速的平方、斜角的大小成正比。
3)案板與案輥的脫水性能比較a.案板沒(méi)有明顯的壓力最高點(diǎn);b.案板的脫水量大而緩和,抽吸力量小,但塊數(shù)多,頻率高,真空區(qū)長(zhǎng),總脫水量大于案輥;c.案板能改善紙頁(yè)組織,提高成紙的質(zhì)量;案板脈動(dòng)平緩,后夾區(qū)抽吸力小,細(xì)小纖維,填率留著率高,成紙細(xì)密,紙頁(yè)兩面差??;d.案板易于調(diào)節(jié),能精確的控制脫水量和脈動(dòng)強(qiáng)度;e.案板能延長(zhǎng)網(wǎng)的壽命,便于推廣塑料網(wǎng)。3、網(wǎng)案的搖振裝置將胸輥和部分網(wǎng)案用偏心機(jī)構(gòu)進(jìn)行搖振。目的:克服網(wǎng)上纖維再絮聚現(xiàn)象,降低纖維排列的方向性和促進(jìn)脫水,提高紙頁(yè)勻度,改善紙頁(yè)成形。振動(dòng)指數(shù)=(振動(dòng)頻率×振動(dòng)幅度)/紙機(jī)車(chē)速當(dāng)紙機(jī)車(chē)速低于600m/min以下(特別是生產(chǎn)高定量紙)時(shí),高頻搖振對(duì)改善成形勻度有很明顯的效果;但當(dāng)紙機(jī)車(chē)速高于600m/min時(shí),搖振對(duì)勻度的改善很少甚至沒(méi)有。4、整飾輥整飾輥是一空心網(wǎng)輥,要裝在水線即將消失之前的兩組真空箱之間,此處漿層的干度約2-6%,脫水已接近完成,而濕紙上還有一層水膜。作用:在于梳理纖維、整飾紙面;還可以給某些特殊紙種提供需要的水印案。
在低速紙機(jī)上使用整飾輥對(duì)改善勻度是較為有效的;整飾輥輥徑選擇的原則是使整飾輥的轉(zhuǎn)速保持在120~150r/min之間。五)高壓差脫水段
紙頁(yè)的脫水與成型:由真空箱和伏輥組成,出伏輥的干度達(dá)15~25%,脫水量占10~25%。
1、真空箱:濕箱:水線以前的真空箱。干箱:水線以后的真空箱。
1)脫水機(jī)理:靠真空的抽吸,在紙頁(yè)上下產(chǎn)生壓力差,壓縮紙頁(yè)而脫水(濕箱);另外,當(dāng)空氣穿過(guò)紙頁(yè)內(nèi)部時(shí)將纖維上的水分帶入真空箱而脫水。
2)真空度H與脫水面積S的關(guān)系:當(dāng)脫水量一定時(shí),
L1·H11/2=L2·H21/2
L=脫水面積/有效吸水網(wǎng)寬,L—等量長(zhǎng)度;增加真空箱數(shù)比增加真空度更為有效。(3)真空箱的排列和真空度的控制a.真空箱的排列:真空箱應(yīng)采用緊密的連續(xù)式排列,以利于連續(xù)脫水,防止紙頁(yè)經(jīng)過(guò)空隙時(shí)網(wǎng)上的水分返回到濕紙頁(yè)中,以提高真空箱的脫水效率;b.真空度的控制:在總真空度不變的前提下,真空箱真空度分配采用“遞增式”,不僅脫水的效果最好,而且成紙質(zhì)量最高;在水線之前應(yīng)采用低真空度,水線之后必須加大真空度。2、伏輥和真空伏輥
1)普通伏輥:脫水效率低,網(wǎng)的磨損消耗大,操作麻煩,出事故多等缺點(diǎn),只適用于舊式低速長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī);2)真空伏輥:由抽真空的下伏輥和包膠壓輥(上伏輥)組成,壓輥與真空伏輥之間有偏心距,偏向壓榨部。作用:使紙頁(yè)緊貼伏輥,提高脫水效果,消除壓花,減少紙頁(yè)繼頭,提高濕紙頁(yè)強(qiáng)度,方便引紙操作。三、圓網(wǎng)成形器的紙頁(yè)成形與脫水
一)圓網(wǎng)部的分類(lèi)和組成:
網(wǎng)籠
1、老式圓網(wǎng)紙機(jī)網(wǎng)部網(wǎng)槽伏輥
1)紙料上網(wǎng)形式:
a.順流式;b.逆流式;c.側(cè)流式。成形原理:靠圓網(wǎng)內(nèi)外的水位差所產(chǎn)生的過(guò)濾作用,使纖維在脫水過(guò)程中被吸附在網(wǎng)面上形成網(wǎng)頁(yè)。1)紙料上網(wǎng)形式
a.順流式:紙料流動(dòng)的方向與圓網(wǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同。脫水能力強(qiáng),紙張勻度好,白水濃度低,纖維流失少,(薄紙)。
b.逆流式:紙料流動(dòng)方向與圓網(wǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。上網(wǎng)濃度高,白水濃度大,纖維流失大—抄造紙板。c.側(cè)流式:紙料流動(dòng)的方向與圓網(wǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向構(gòu)成900。成紙縱橫拉力比小,適于長(zhǎng)纖維抄造薄紙或某些特殊用紙。2)網(wǎng)槽(1)順流式:紙料流動(dòng)的方向與圓網(wǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同,在成形過(guò)程中,紙料又逐步濃縮的現(xiàn)象,使溢流漿的濃度大于上網(wǎng)漿的濃度。
a.活動(dòng)弧形板式網(wǎng)槽:由可活動(dòng)的弧形板組成上漿流道,能調(diào)節(jié)弧形板與網(wǎng)槽之間的距離,可改變漿速與網(wǎng)速相適應(yīng);有效脫水弧長(zhǎng)較短,上網(wǎng)濃度較高;
b.順流溢漿式網(wǎng)槽:網(wǎng)槽的有效脫水弧長(zhǎng)最長(zhǎng),脫水能力強(qiáng),可采用較低的上網(wǎng)濃度,白水濃度小,纖維流失少,所抄成紙頁(yè)縱橫向拉力比大,緊度大,成紙質(zhì)量好;2)網(wǎng)槽(2)逆流式網(wǎng)槽:網(wǎng)槽紙料流動(dòng)方向與圓網(wǎng)籠轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,在成形過(guò)程中,由于紙料的不斷進(jìn)入抵消了紙料的濃縮作用,因而不需要設(shè)溢流裝置;上網(wǎng)濃度高,白水濃度大,纖維流失多,所抄成紙頁(yè)縱橫向拉力比小,故適于抄造紙板;(3)側(cè)流式網(wǎng)槽:網(wǎng)槽紙料流動(dòng)方向與圓網(wǎng)籠轉(zhuǎn)動(dòng)方向成一定的角度(90°);成紙縱橫向拉力比小,車(chē)速較慢,適于長(zhǎng)纖維抄造薄紙或是縱橫向拉力比較小的紙種及高級(jí)特種用紙。2.新型圓網(wǎng)造紙機(jī)1)真空?qǐng)A網(wǎng):a.網(wǎng)內(nèi)抽真空以增大脫水的壓力差和紙漿對(duì)網(wǎng)面的附著力,有利于提高圓網(wǎng)紙機(jī)的車(chē)速;b.進(jìn)漿部分用擴(kuò)散布漿器和可變速的勻漿輥。c.采用可調(diào)節(jié)的溢流擋板,以便調(diào)節(jié)漿速和網(wǎng)速相適應(yīng)。2)加壓式圓網(wǎng)a.在圓網(wǎng)籠外加氣壓提高脫水能力。在網(wǎng)籠的外面形成一個(gè)密閉的壓力室,以增大圓網(wǎng)籠內(nèi)外的脫水壓差及紙漿對(duì)網(wǎng)面的附著力。
b.漿料中細(xì)纖維、填料、膠料流失少,白水濃度極低,紙頁(yè)兩面差很小,成紙緊密,間層結(jié)合好,濕紙較真空?qǐng)A網(wǎng)易于從網(wǎng)面剝離。c.加壓式圓網(wǎng)網(wǎng)槽液面較平穩(wěn),從而可以提高成紙的質(zhì)量,改進(jìn)紙頁(yè)的緊度和平滑度;d.加壓式圓網(wǎng)脫水好,因而可以把上網(wǎng)紙料的濃度降低到0.1-0.15%,有利于提高紙頁(yè)的勻度和減少纖維絮聚。二)影響圓網(wǎng)紙機(jī)紙頁(yè)的脫水和成形的基本因素
1、網(wǎng)內(nèi)外壓差和脫水弧長(zhǎng):
dQ/dt=F·ΔP/R;
F=脫水弧長(zhǎng)×網(wǎng)寬,
R:脫水阻力;
ΔP:網(wǎng)內(nèi)外脫水壓力。2、漿速VT與網(wǎng)速Vc的關(guān)系:
Φ=VT/Vc,
Φ值不能大于1,若漿速快于網(wǎng)速,會(huì)沖壞濕紙頁(yè);Φ太小,洗刷作用強(qiáng)烈,縱橫向拉力比越大。新式圓網(wǎng)紙機(jī)采用噴漿成形。3、選分作用和洗刷作用
a.選分作用:紙料中的纖維有粗細(xì)長(zhǎng)短的不同,上網(wǎng)時(shí)圓網(wǎng)有選擇性的吸附纖維。
b.洗刷作用:濕紙頁(yè)粘附在網(wǎng)上跟網(wǎng)籠轉(zhuǎn)動(dòng),與紙料發(fā)生摩擦,已附在網(wǎng)上的長(zhǎng)纖維被沖刷下來(lái)。
1)逆流式網(wǎng)槽也存在選分作用和洗刷作用,而且洗刷作用更為明顯;
2)為了減輕洗刷作用,圓網(wǎng)的的掛漿弧長(zhǎng)不易太長(zhǎng)。4、圓網(wǎng)的轉(zhuǎn)速和臨界速度V
臨界速度V:當(dāng)圓網(wǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力與濕紙頁(yè)在網(wǎng)上的重力相等時(shí),圓網(wǎng)的轉(zhuǎn)速稱為圓網(wǎng)紙機(jī)的“臨界速度”,即圓網(wǎng)紙機(jī)的最大車(chē)速。V=(γgsinθ)1/2,m/min;
F=MV12/γ={g(γ-h(huán))}1/2
V隨網(wǎng)籠直徑、漿位角的增加而增大;但只靠加大網(wǎng)籠直徑來(lái)提高臨界車(chē)速是不行的,需依靠外加壓力ΔP來(lái)增加紙層的向心力,以抵消圓網(wǎng)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力。V={γg(sinθ+ΔP·a)}1/2四、雙網(wǎng)成形器一)疊(上)網(wǎng)成形器:紙料上網(wǎng)后先在長(zhǎng)網(wǎng)段(預(yù)成形區(qū))初步脫水,然后再進(jìn)入雙網(wǎng)區(qū)成形;二)夾網(wǎng)成形器:紙料一上網(wǎng)即夾在雙網(wǎng)中脫水成形,整個(gè)過(guò)程均在雙網(wǎng)內(nèi)完成,而不需要預(yù)成形區(qū)。疊(上)網(wǎng)成形器和夾網(wǎng)成形器均屬雙網(wǎng)成形器,主要是為了解決普通長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)存在的紙頁(yè)兩面差嚴(yán)重、微觀勻度較差和紙業(yè)Z向結(jié)構(gòu)分布不均已等問(wèn)題。一)疊網(wǎng)成形器:二)夾網(wǎng)成形器1、特點(diǎn):強(qiáng)烈快速脫水,采用高效能流漿箱;2、成形器只是對(duì)長(zhǎng)網(wǎng)的網(wǎng)部進(jìn)行改造,還須使用原長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)的壓榨部和烘干部;3、夾網(wǎng)成形器向生產(chǎn)文化用紙、薄紙和多層紙板三個(gè)方面發(fā)展。
夾網(wǎng)成形器與長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)相比:1)完全消除了紙料懸浮液與空氣之間的自由表面;2)成形區(qū)短,紙中的纖維結(jié)構(gòu)形狀與紙料離開(kāi)流漿箱堰嘴時(shí)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)狀態(tài)非常相似;3)由于上下雙向同時(shí)脫水,改善了紙頁(yè)的兩面性。三)夾網(wǎng)成形器的定義和分類(lèi)夾網(wǎng)成形器是指在兩張成形網(wǎng)間完成全部成形過(guò)程的成形器;1、輥式夾網(wǎng)成形器:紙幅的成形是在成形輥上進(jìn)行的;2、脫水板式夾網(wǎng)成形器:采用靜止脫水元件(脫水板)脫水,可抽真空或不抽;其成形過(guò)程的纖維留著率低,但成形質(zhì)量好;3、輥/脫水板式夾網(wǎng)成形器:綜合了上述兩種成形器的優(yōu)點(diǎn),兼顧了紙頁(yè)成形質(zhì)量好纖維留著率。四)疊/夾網(wǎng)成形器:
1、J型立式夾網(wǎng)成形器2、V型立式夾網(wǎng)成形器
3、弧形夾網(wǎng)成形器§6壓榨部
一、概述現(xiàn)代新式紙機(jī)紙張抄造過(guò)程水脫出情況:98.3%在網(wǎng)部脫掉,1.1%在壓榨部脫掉,0.6%在烘缸部脫去;網(wǎng)部、壓榨部、烘缸部脫去相同重量水的成本比較:1:70:330;改進(jìn)壓輥材料、結(jié)構(gòu)、合理的壓榨組合和毛毯設(shè)計(jì);新式復(fù)合壓榨、靴型壓榨。二、壓榨部的作用:1、脫水:借助于機(jī)械壓力脫出濕紙頁(yè)中的水分;2、傳遞紙幅:將網(wǎng)部揭下來(lái)的濕紙頁(yè)送到干燥部去干燥。3、改善紙頁(yè)的質(zhì)量,提高緊度、強(qiáng)度;4、消除網(wǎng)痕。三、壓榨部對(duì)紙張性質(zhì)的影響
壓榨可增加纖維間的接觸及結(jié)合面積,因而能提高受纖維結(jié)合影響為主的各項(xiàng)強(qiáng)度性質(zhì)。1、耐破因子:在任何打漿度下,隨壓榨力升高而提高;2、緊度:隨壓榨力提高而增加;
3、抗張強(qiáng)度:隨壓榨力提高而增加;
4、撕裂度:主要決定于纖維長(zhǎng)度和纖維本身強(qiáng)度,提高壓榨力,撕裂強(qiáng)度影響不大。
5、耐折度:是紙的單根纖維柔曲性的一次量度;隨著壓榨力提高,耐破度有所增大。如果漿料的打漿度越高,壓榨力又越大,則紙張的耐折強(qiáng)度增長(zhǎng)速度也越快。6、氣孔率:隨著壓榨力提高而升高;7、不透明度:隨著壓榨力提高而降低。四.濕紙頁(yè)的傳遞1、引紙方式開(kāi)放引紙
閉式引紙(粘紙引紙、真空引紙)紙機(jī)和紙板機(jī)采用哪種引紙方式,主要取決于車(chē)速和產(chǎn)品的定量。1)開(kāi)式引紙:在真空伏輥中裝設(shè)壓縮空氣管,有內(nèi)向外將網(wǎng)上的引紙條吹到一壓毛毯上;應(yīng)注意的問(wèn)題a.濕紙?jiān)诰W(wǎng)上的剝離點(diǎn)應(yīng)剛好在或略微超過(guò)真空伏輥內(nèi)真空室后方邊緣,這樣既不會(huì)有漏氣破壞真空度的現(xiàn)象,也不會(huì)因濕紙過(guò)度松弛而引起皺褶;
b.為了應(yīng)付濕紙粘附力、濕強(qiáng)度和可伸長(zhǎng)性的變化,引紙輥和一壓為首的第一個(gè)毛毯輥的位置,應(yīng)當(dāng)是可調(diào)的;
c.濕紙與一壓毛毯的角度應(yīng)當(dāng)是略微向上派上一壓毛毯,以免濕紙下面帶進(jìn)空氣。
2)粘舐引紙:將伏輥上的濕紙粘貼在引紙毛毯下面進(jìn)行傳遞,特別適合于中速和低定量紙機(jī);多用在生產(chǎn)薄紙的圓網(wǎng)紙機(jī)或長(zhǎng)網(wǎng)單缸紙機(jī)。
a.粘紙毛毯需組織結(jié)實(shí)、編制緊密、毯面平整,并須燎毛,現(xiàn)多采用針刺毛毯;
b.粘舐引紙要求引紙毛毯含水量較大,因此,須降低一壓的線壓,以避免濕紙壓化;
c.粘舐引紙靠的是水膜粘附作用和微弱的抽吸作用,紙的定量應(yīng)較小;
d.引紙毛毯毯面比較細(xì)密,以后將濕紙從引紙毛毯轉(zhuǎn)移到一壓毛毯比較困難。3)真空引紙:依靠真空作用將濕紙由伏輥傳遞到一壓,適于高速、超高速紙機(jī)。五.壓榨的組成形式
1.雙輥壓榨1)正壓榨:濕紙進(jìn)入壓榨的方向與紙機(jī)運(yùn)行方向相同;正壓榨的上輥為石輥,下輥多用膠鐵棍;鐵輥掛膠的原因是其有良好的彈性,能夠緩和上壓輥對(duì)濕紙和毛毯的壓榨作用,減少濕紙的“壓化”,延長(zhǎng)毛毯的使用壽命,并且能讓上輥和下輥更好的吻合,取得壓榨的均勻脫水;正壓榨能提高紙張正面平滑度。2)反壓榨:濕紙進(jìn)壓榨的方向與紙機(jī)運(yùn)行方向相反。一般用在第三道壓榨,兩個(gè)壓輥也是石輥和膠輥,因此反壓榨能減輕紙的網(wǎng)痕,提高紙張的反面平滑度,減少紙張兩面性。反壓榨只用于生產(chǎn)紙面平滑度要求特別高和兩面差小的低速高級(jí)紙機(jī)。
2)光澤壓榨:是壓榨部最后一道壓榨;上壓輥為膠輥,下壓輥為表面極為光滑的包銅輥;濕紙不需要用毛毯傳遞,直接進(jìn)入光澤壓榨,易引起斷頭;作用:壓光紙面,消除網(wǎng)印、毯印,提高紙的緊度和網(wǎng)面的平滑度。
3)引紙壓榨:用于真空引紙的中、高速紙機(jī)。上輥用平壓輥或溝紋壓輥,下輥為真空輥;壓榨線壓不大,真空度也不高;作用:將濕紙從引紙毛毯上轉(zhuǎn)移到壓榨毛毯,故又稱轉(zhuǎn)移壓榨。4)擠水壓榨:將引紙毛毯和一壓毛毯擠壓脫水的壓榨;壓榨輥一個(gè)為膠輥,一個(gè)為包銅輥或石輥。
六、壓榨脫水原理
1、壓區(qū)中的壓力機(jī)械壓力流體壓力2.橫向脫水原理普通壓榨中壓區(qū)中主要的壓力梯度是存在于和壓區(qū)相垂直的方向(即X-X方向),因此從濕紙中壓出的水是沿著水平方向流動(dòng)。特點(diǎn):脫水距離長(zhǎng),阻力大,脫水效果差,易產(chǎn)生壓花(壓潰)現(xiàn)象。壓花(潰)壓力:與剛剛出現(xiàn)壓花壓力時(shí)相對(duì)應(yīng)的壓力;3、垂直脫水機(jī)理
—溝紋壓榨、真空、盲孔壓榨;這類(lèi)壓榨方式的壓榨脫水不是橫向脫水,而是垂直向下脫水,壓榨出來(lái)的水沿毛毯垂直方向脫出。特點(diǎn):垂直方向壓力梯度大,脫水路徑短,脫水快,對(duì)壓榨效果決定作用的是流體壓力梯度,機(jī)械壓力是條件。3、垂直脫水機(jī)理第一區(qū),壓力逐漸增大,濕紙的干度變化不大,所有壓榨力都是用在壓縮濕紙和毛毯的纖維結(jié)構(gòu),從濕紙和毛毯中壓出的主要是空氣;第二區(qū)中,濕紙含水量已達(dá)到了飽和狀態(tài),同時(shí)流體壓力增加,從濕紙中壓榨出的水進(jìn)入毛毯,使毛毯含水量達(dá)到飽和,因而產(chǎn)生流體壓力,把水壓到毛毯下層的空隙中;第三區(qū)中,總壓力曲線下降,濕紙纖維結(jié)構(gòu)壓力增長(zhǎng)到最高點(diǎn),濕紙干度最高;紙幅仍受到壓縮作用,但毛毯充分膨脹,此后變成不飽和狀態(tài),而在毛毯內(nèi)產(chǎn)生真空抽吸作用,使紙頁(yè)和溝紋中的水和空氣返回毛毯;第四區(qū)中,紙和毛毯都在膨脹,濕紙變得不飽和,造成出現(xiàn)負(fù)值,濕紙膨脹所形成的真空要比毛毯大,結(jié)果造成水和空氣進(jìn)入毛毯和毛毯中的水進(jìn)入實(shí)質(zhì)的雙向流動(dòng),紙頁(yè)回濕;4、壓控壓榨和流控壓榨壓區(qū)脫水分為壓控壓榨和流控壓榨;壓控壓榨:水脫出作用主要由壓榨力大小所決定;流控壓榨:水脫出作用主要取決于流體流動(dòng)阻力;紙的定量較低,紙頁(yè)較薄,打漿度較低,濕紙壓榨脫水主要由壓榨力大小所決定—壓控壓榨;紙的定量較高,紙頁(yè)較厚,打漿度較高,壓榨脫水困難,濕紙壓榨脫水的效率主要由脫水阻力所決定—流控壓榨;流控壓榨中使用雙毯壓榨有利于紙的雙面脫水、減少流控壓榨時(shí)水的流動(dòng)路徑和阻力,使壓榨向壓控壓榨轉(zhuǎn)移;壓控壓榨脫水效率要比流控壓榨高。六.影響壓榨脫水的因素:
1、壓榨壓力:壓榨脫水效率與壓榨比壓成正比,隨線壓指數(shù)而增加;壓榨壓力與出紙干度間是一種非線性關(guān)系;要提高出紙干度,須特別大地增加壓榨壓力(圖3-227);2、加壓時(shí)間t:濕紙?jiān)趬簠^(qū)中受壓的持續(xù)時(shí)間;壓榨時(shí)間與壓輥?zhàn)冃螌挾菴成正比,與車(chē)速V成反比;
t=C/2V3、進(jìn)壓區(qū)的毛毯含水量:含水量越小,出壓區(qū)的濕紙干度越大;4、進(jìn)壓區(qū)的濕紙干度:濕紙進(jìn)壓區(qū)對(duì)出壓區(qū)干度變化的比值約為3︰1~2︰1;5、紙的回濕1)壓區(qū)中的回濕:在壓區(qū)中壓榨壓力開(kāi)始下降時(shí),立刻就會(huì)產(chǎn)生回濕作用;它的大小主要受毛毯和和濕紙界面的毛吸管粗細(xì)、濕紙和毛毯膨脹復(fù)原速度及毛毯含水量的控制;
2)壓區(qū)后的回濕:壓區(qū)后紙的回濕,回濕水量是很大的;主要受壓區(qū)后紙?zhí)旱慕佑|時(shí)間、毛毯面組織結(jié)構(gòu)和毛毯含水量的控制;6、濕紙溫度:提高紙機(jī)壓榨部濕紙的溫度,水的粘度和表面張力成比例的降低,因此,在相同壓榨壓力下,濕紙的脫水加快;7、漿料性質(zhì):紙料的打漿度和配比,決定紙料的粘度,因此對(duì)壓榨脫水影響較大;
8、紙的定量:紙的定量愈大,濕紙出壓區(qū)的干度也越低;
打漿度低的紙料抄出濕紙的定量小,為壓控壓榨;紙的厚度較薄,紙中空隙對(duì)壓榨出水的流動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生太大的阻力;當(dāng)紙料打漿度較高而濕紙的定量有較大時(shí)為流控壓榨,濕紙中的空隙對(duì)壓榨出水的阻力較大;易采用雙毯壓榨。9、毛毯性質(zhì):壓榨毛毯是影響壓區(qū)中壓力分布均勻性的最主要因素;細(xì)毛毯的吸水性好,低定量紙脫水效果好;粗毛毯有較大的透水性,適于高定量紙脫水。七、強(qiáng)化壓榨脫水的途徑和措施一)升溫壓榨:在壓榨部讓濕紙溫度升高以強(qiáng)化壓榨脫水;提高濕紙溫度可以減小壓榨脫水的三種不利因素:a.減小流體流動(dòng)阻力;b.減小纖維壓縮阻力;c.減小回濕作用;目前生產(chǎn)上應(yīng)用的升溫壓榨有:1、紅外線升溫壓榨2、噴氣箱升溫壓榨3、熱缸升溫壓榨3、熱缸升溫壓榨
—將三輥復(fù)合壓榨中央的石輥換成一個(gè)蒸汽加熱的大烘缸;1)為了避免纖維粘缸,鑄鐵缸面鍍有一層抗腐蝕、耐用、導(dǎo)熱性能良好的特種合金;2)熱缸升溫壓榨纖維粘缸的問(wèn)題,通常是廢紙漿和pH值低的情況下較容易發(fā)生;3)為了防止壓榨膠輥的熱積累影響膠層硬度,壓輥內(nèi)部通冷水冷卻;西班牙DG國(guó)際公司發(fā)明的熱壓榨,有一個(gè)內(nèi)部蒸汽加熱的大徑中心輥(蒸汽壓力<0.3MPa,直徑<3m),中心輥上有2~3個(gè)溝紋輥或盲孔輥.特點(diǎn):投資低于寬壓區(qū)壓榨,壓榨干度較高,使紙頁(yè)強(qiáng)度得到提高,紙張表面受到光澤整飾作用。熱缸升溫壓榨可使:1)壓榨出紙干度提高到50%或更高;2)進(jìn)烘缸部的濕紙干度大、溫度高,可節(jié)省干燥部的蒸汽消耗;3)能改善成紙的質(zhì)量;4)減少紙機(jī)斷頭停車(chē)的次數(shù);2、雙毯壓榨1)有較寬的壓區(qū),紙?jiān)趬簠^(qū)中受壓時(shí)間較長(zhǎng);
2)由于壓區(qū)較寬,壓力較小,減少了濕紙被壓潰的危險(xiǎn),并能改善紙和紙板的松厚度;
3)減小了成紙的兩面性;
4)因?yàn)樵黾訅赫ッ撍芰?,提高壓榨出紙干度,也增加了?qiáng)度,因而減少了濕紙斷頭;
5)高打漿度漿料抄定量大的紙板,雙毯壓榨脫水尤為有效。
3、寬壓區(qū)壓榨(Extended-nippress)和靴型壓榨
1981年推出的寬壓區(qū)壓榨,壓區(qū)內(nèi)有較長(zhǎng)的停留時(shí)間,用于最后一道壓榨時(shí),改進(jìn)紙幅的結(jié)構(gòu),關(guān)鍵部件是固定的靴形加壓板(pressureshoe)和不透水的合成膠帶,靴形板用潤(rùn)滑油連續(xù)潤(rùn)滑,壓力維持時(shí)間是傳統(tǒng)壓榨的8倍,實(shí)現(xiàn)了壓榨脫水的重大躍進(jìn)。寬壓區(qū)壓榨:壓區(qū)寬度大,壓榨線壓高,壓力維持時(shí)間長(zhǎng);
4、長(zhǎng)壓區(qū)壓榨:使用大直徑的、硬度比較低的壓榨膠輥,壓榨時(shí)能有一較大的壓區(qū);八、圓網(wǎng)造紙機(jī)的壓榨部1、濕紙頁(yè)被上下毛毯夾著通過(guò)壓榨輥壓榨脫水;2、壓榨脫水后的濕紙頁(yè),被組織細(xì)密的上毛毯從下毛毯上揭走,帶往烘缸,再經(jīng)托輥擠壓脫水;3、托輥的構(gòu)造與壓榨輥相同,只是直徑略小、硬度較大的包膠輥;4、下毛毯要有較大的強(qiáng)度,相當(dāng)好的平滑度和良好的濾水性;5、上毛毯是用細(xì)羊毛織成緊密的斜紋毛毯,平滑度更高,上機(jī)前需燎毛?!?干燥部
一.特點(diǎn):
重量大,占紙機(jī)60~70%;占地多,占紙機(jī)40%;投資高,占紙機(jī)50%;動(dòng)耗大,占紙機(jī)50%;汽耗大,占生產(chǎn)成本的5~15%(典型蒸汽消耗量為每kg水1.3kg蒸汽);進(jìn)入干燥部的濕紙中有游離水、毛細(xì)管水和結(jié)合水;干燥時(shí)脫掉的首先是纖維間的游離水,其次是纖維微孔中的毛細(xì)管水,最后是纖維細(xì)胞壁中部分的結(jié)合水。二.作用和組成
1、脫水,紙頁(yè)干度達(dá)92~95%;
2、提高強(qiáng)度和平滑度;
3、完成施膠:干燥使膠料變軟,增加膠料在纖維表面的流動(dòng)性,使膠料在纖維表面均勻分布,表面自由能下降,使纖維的極性端(OH-)內(nèi)取向,非極性端外取向,暴露在外。組成:因紙機(jī)生產(chǎn)品種的不同而有較大的差異;普通多缸,雙烘缸,單缸等。3.濕紙頁(yè)從壓榨部到干燥部的傳遞傳遞的方式:(1)毫無(wú)支撐的開(kāi)放式引紙,容易斷頭。(2)將干網(wǎng)延伸到引紙輥,干網(wǎng)支撐保護(hù)著濕紙、改善以前長(zhǎng)距離開(kāi)放遞紙過(guò)程的顫動(dòng),但高速紙機(jī)干網(wǎng)帶來(lái)的界面空氣,又會(huì)使?jié)窦堩?yè)顫動(dòng)和延長(zhǎng),當(dāng)濕紙頁(yè)與干網(wǎng)分離,濕紙被干網(wǎng)壓在烘缸上時(shí),常常出現(xiàn)皺褶。(3)八十年代改進(jìn)的干燥部引紙方式,特點(diǎn):干網(wǎng)支撐段的上方安裝有傳遞真空箱(采用低真空,75~125Pa)(4)用干網(wǎng)代替真空箱,濕紙頁(yè)由兩床干網(wǎng)夾著傳遞到干燥部毫無(wú)支撐的干燥部開(kāi)放式引紙有真空輥、傳遞真空箱的干燥部引紙方式三.干燥對(duì)紙頁(yè)性質(zhì)的影響:
1、機(jī)械強(qiáng)度等:a.當(dāng)紙的干度達(dá)到了50%以上時(shí),隨著干度的增加,紙的強(qiáng)度迅速增加;
b.濕紙?jiān)诟稍飼r(shí),紙的橫向收縮受到阻礙,而縱向受著牽引力的作用,無(wú)法自由收縮,反而被拉長(zhǎng),紙頁(yè)本身產(chǎn)生應(yīng)力,增加了紙的剛性和縱向的抗張強(qiáng)度,而使成紙的可伸長(zhǎng)性減小,耐破度、透明度下降,耐折度先升后降;撕裂度在紙的干度達(dá)到75%時(shí)大大降低;
c.牽引力與強(qiáng)度關(guān)系:牽引力大,剛性強(qiáng),裂斷長(zhǎng)和耐折度升高,耐破度下降,縱向伸長(zhǎng)率下降,橫向伸長(zhǎng)率提高,橫向裂斷長(zhǎng)、耐破度、撕裂度下降;
d.干燥還會(huì)大大影響紙的緊度、吸收性、透氣度、平滑度和施膠度等其他性質(zhì)。2、干燥時(shí)的紙的收縮
1)紙機(jī)干燥的紙,主要是在厚度上產(chǎn)生收縮(50~200%),厚>橫向>縱向;
2)紙的橫向收縮是兩邊大,中間??;
3)收縮性:破布漿和含機(jī)木漿紙<化學(xué)漿<高粘KP漿
4)干燥時(shí)的紙頁(yè)收縮的原因:a.纖維具有脫水性,脫水,單根纖維收縮,紙頁(yè)收縮;b.水蒸發(fā),表面張力使纖維靠近,形成氫鍵,紙頁(yè)收縮。
5)干燥對(duì)其它紙頁(yè)性質(zhì)的影響:平滑度、緊度提高,不透明度下降;打漿度高,紙頁(yè)收縮性好,緊度、透明度高。四.干燥過(guò)程原理和強(qiáng)化措施:
1、烘缸干燥區(qū)的劃分及特點(diǎn):ab段:貼缸干燥區(qū),從烘缸表面吸取熱量,升高濕紙溫度,傳熱效率較差,蒸發(fā)水量小(5~10%)。bc段:壓紙干燥區(qū),傳熱量、蒸發(fā)水量最大(60~85%)。cd段:貼缸干燥區(qū),濕紙?jiān)诤愣囟认逻M(jìn)行單面自由蒸發(fā),蒸發(fā)水量小(5~10%)。de段:雙面蒸發(fā)區(qū),靠紙頁(yè)自身熱量蒸發(fā)水分,蒸發(fā)水量較大(20~30%)。特點(diǎn):
1)紙的干燥都有一個(gè)升溫、降溫、再升溫的循環(huán)過(guò)程。
2)沿著紙幅的橫向水蒸氣排出速度不同,兩邊>中間。
3)
帆布阻礙了水分的順利蒸發(fā)。
2、干燥方式和干燥過(guò)程的階段性
1)干燥方式和過(guò)程:方式接觸干燥對(duì)流干燥,是在雙面自由蒸發(fā)干燥區(qū)過(guò)程傳熱傳質(zhì)紙機(jī)干燥的主要方式是接觸干燥。2)接觸干燥的階段性
a.升溫階段(10~15%):時(shí)間短,水分變化小,濕紙溫度和干燥速率增長(zhǎng)很快。
b.恒速階段(55~65%):紙的溫度和干燥速度不變,內(nèi)部水分?jǐn)U散大于外部,蒸發(fā)去掉的是游離水。
c.降速階段(25~35%):第一段:干燥速率直線下降,溫度降低。第二段:干燥速率銳減,溫度回升,紙的內(nèi)外溫度差接近于零。干燥去掉的水,第一段為毛細(xì)管水,第二段為結(jié)合水。3、干燥速率:
恒速階段:決定于外部擴(kuò)散;降速階段:決定于內(nèi)部擴(kuò)散;烘缸中蒸汽傳給濕紙頁(yè)總熱量Q:
Q=U(tπ-tb)F;接觸干燥的干燥速率:
dW/F·dZ=U(tπ-tb)/r=U(tπ-tb)/(iπ-Ic)(kg水/m2·h)
4、烘缸干燥的傳熱:強(qiáng)化干燥措施:
增加烘缸個(gè)數(shù);
a.增加接觸面積F;
增加烘缸直徑;增加紙幅包角(2250~2350);
b.提高⊿t(tπ-tb)——提高蒸汽壓力;一般不希望烘缸溫度超過(guò)1200C;
c.提高總傳熱系數(shù)U=1/(1/α1+δ/λ+1/α2)λ:缸導(dǎo)熱系數(shù)
α1:冷凝蒸汽對(duì)烘缸的傳熱系數(shù);
α2:烘缸外壁對(duì)紙的傳熱系數(shù);5、干燥紙的熱量消耗和蒸汽消耗量
1)
干燥紙的熱量消耗:干燥1kg紙的理論耗熱量QTb
:
QTb=Q1+Q2+Q3
獲得1kg風(fēng)干紙蒸發(fā)掉水分W所需要的熱量:
W=(C2-C1)/C1Q1=W(iˊ-CWt1)=(C2-C1)/C1(iˊ-CWt1)提高1kg風(fēng)干紙中絕干纖維到蒸發(fā)溫度所需要的熱量:
Q2=1×C2·Cc(t2-t1)提高1kg風(fēng)干紙中水分到蒸發(fā)溫度所需要的熱量。
Q3=1×(1-C2)CW(t2-t1)實(shí)際耗熱量:QPT=QTb/ηη:干燥部的干燥熱效率;2)干燥1kg風(fēng)干紙蒸汽消耗量:D=QPT/(iπ-Ic)iπ:進(jìn)入烘缸蒸汽熱含量:ic:排出烘缸冷凝水的熱含量:6、通氣方式:
1)單段通氣:無(wú)蒸汽循環(huán)的單獨(dú)通氣;一般低速窄紙機(jī)多采用單段或兩段通氣。特點(diǎn):a.管線簡(jiǎn)單;b.沒(méi)有蒸汽循環(huán),需定期排不冷凝氣;c.排水阻氣閥門(mén)太多;d.閥門(mén)出故障時(shí),會(huì)引起蒸汽流失,或使冷凝水充滿烘缸,大大降低干燥能力。2)分段通氣
1、分段通氣:依靠各段烘缸之間的壓力差,或者借助于連接在最后一段的真空泵產(chǎn)生負(fù)壓進(jìn)行蒸汽循環(huán)。
2、第一段烘缸(占總數(shù)的60~75%)通新鮮蒸汽,二段(20~35%)、三段(2~4個(gè)烘缸)通閃急蒸發(fā)的二次蒸汽。3、特點(diǎn):a.用氣水分離器代替了排水阻氣閥。b.由于排出了冷凝水和不凝氣,保證了整個(gè)烘缸溫度均勻。c.烘缸溫度逐漸上升,干燥曲線易于調(diào)節(jié),趨于完善。d.
總傳熱系數(shù)提高,提高了干燥效率。
分段通氣7、烘干面積、數(shù)目和烘缸部的出力
1)干燥部需要的烘缸干燥有效面積F:F=GW∕m=G∕m×(C2–C1)∕C1(m2)G—紙機(jī)每小時(shí)生產(chǎn)能力(kg紙∕h);
m—烘干單位出力(kg水∕
h·m2有效面積);2)干燥部需要的數(shù)目n:Fn=παDb∕360(m2),F(xiàn)n—烘缸的有效面積;
G=0.06bvq(kg紙/h)
n=F∕Fn=GW∕mFn=21.6vqW∕παmD;
D—烘缸直徑;
b—抄寬;q—紙的定量;
α—烘缸被紙包住的角度(225~235°);五、干燥曲線:五、干燥曲線:開(kāi)始逐漸升溫,然后平直,最后稍有下降。1)初期升溫要緩慢:
a.
產(chǎn)生大量蒸汽;
b.
紙頁(yè)貼缸
c.
影響施膠2)后期要降溫(設(shè)冷缸)
a.
控制紙頁(yè)的水分;
b.
提高紙的塑性
c.
減少靜電作用六、冷缸
為了冷卻紙的兩面,一般要在干燥部的最后裝有一個(gè)或兩個(gè)冷缸(上下層各一個(gè));1)作用:a.降低紙的溫度(從70~90℃降到50~55℃);b.提高紙的含水量(可增加1.5~2.5%);c.增加紙的塑性,減少紙的靜電;d.通過(guò)壓光機(jī)后,可提高紙的緊度和平滑度。2)冷缸的冷卻水用量:每kg紙(Q)由于纖維(Q1)和水(Q2)的冷卻所減少的熱量:Q=Q1+Q2
=C2CC(t2–t3)+(1–C2)Cw(t2–t3)(KJ/KG紙)空氣的濕含量由x1減少到x2,溫度由t1降到t2時(shí),放出的熱量Q3(按每紙計(jì)):Q3=(I1–I2)x0∕(x1–x2)
冷缸帶走的熱量QT=Q1+Q2+Q3冷卻1kg紙所消耗的水量G:
G=QT∕△tCw=QT∕(t‘4–t‘3)Cw七、干燥部的通風(fēng)
1)通風(fēng)方式:
a.自然通風(fēng)(層樓布置較好)
b.強(qiáng)制通風(fēng)(抽、鼓風(fēng)機(jī))
c.強(qiáng)制循環(huán)通風(fēng)
c.強(qiáng)制循環(huán)通風(fēng)汽罩通風(fēng)根據(jù)使用氣罩裝置形式的不同,蒸發(fā)每kg水所用的空氣量從7kg到20kg不等。為了防止氣罩內(nèi)部的滴水、結(jié)垢和腐蝕,排出空氣的容量和溫度必須足夠,以免局部冷凝。紙頁(yè)干燥部的供風(fēng)方案是干燥部操作重要的一個(gè)方面。早期的烘缸汽罩只不過(guò)是一個(gè)帶抽氣風(fēng)機(jī)的夾層頂棚;隨后出現(xiàn)了改進(jìn)型的局部封閉汽罩;而全封閉汽罩則提供了更好的供排汽流控制;新一代的“高露點(diǎn)汽罩”是密封和絕熱的,完全避免了空氣的滲漏,補(bǔ)充新鮮空氣的數(shù)量由于操作在部分循環(huán)的高溫下而大大減少。七、干燥部的通風(fēng)1)
計(jì)算(L):
L=W/(X1-X0)=(C2-C1)/C1(X1-X0)L=(C2-C1)/C1(X1-X0)(kg空氣/kg紙);如紙機(jī)生產(chǎn)能力為Gkg紙/h則LT=G(C2-C1)/C1(X1-X0)(kg空氣/h)
LP=1.05~1.10LT八、提高干燥效率的主要途徑1、提高蒸汽壓力:在不影響紙的質(zhì)量的前提下,盡可能提高蒸汽壓力;2、樹(shù)脂掛里:對(duì)烘缸內(nèi)壁進(jìn)行樹(shù)脂掛里(即涂上一層樹(shù)脂膜)既可以防止烘缸內(nèi)壁不受腐蝕,又能使蒸汽由膜狀冷凝變成滴狀冷凝,因而提高傳熱效率;3、合金烘缸:使用高傳熱系數(shù)的合金烘缸可大大提高傳熱效率;4、擾流桿:烘缸內(nèi)安裝擾流桿可改善傳熱,同時(shí)還能起均勻紙中水分的作用;
5.異型剖面烘缸:使用肋條或帶溝烘缸可減少冷凝水的厚度并產(chǎn)生擾動(dòng),提高傳熱效率;6.氣袋通風(fēng):采用氣袋通風(fēng)可提高烘缸的干燥效率,并使成紙橫幅水分均勻一致;但要求采用透氣性大的干布或干網(wǎng)相配合;7、高速熱風(fēng)干燥:利用高壓鼓風(fēng)機(jī)將將高溫?zé)犸L(fēng)通過(guò)噴嘴高速垂直的吹到烘缸表面的濕紙上;8、穿透干燥:在正壓或負(fù)壓下,熱風(fēng)穿透整個(gè)濕紙層進(jìn)行干燥;穿透干燥分為:1)外向穿透干燥:熱空氣在壓力作用下由穿透烘缸內(nèi)部向外穿透濕紙層進(jìn)行干燥;2)內(nèi)向穿透干燥:熱空氣在真空作用下穿透濕紙層進(jìn)到穿透烘缸內(nèi)進(jìn)行干燥;§8紙的壓光、卷曲、完成整理
一、壓光一般長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)壓部之后裝有一臺(tái)壓光機(jī),用以提高紙的平滑度,光澤度和厚度均勻性。低中速紙機(jī):3~6輥壓光機(jī);高速紙機(jī):8~10輥壓光機(jī);手工引紙:干燥部來(lái)的紙繞過(guò)最上一個(gè)輥,因此棍子數(shù)為奇數(shù);壓縮空氣引紙:干燥部來(lái)的紙由上面第一、二兩個(gè)壓光棍之間進(jìn)入,因此棍子數(shù)為偶數(shù)。1.壓光(Calendering)作用作用:提高紙張的平滑度、光澤度、改善紙張厚度等參數(shù)的橫向均一性,獲得光滑的印刷表面;操作:用輥?zhàn)舆M(jìn)行碾壓,借施更大的壓力、剪切力,和借加熱或潤(rùn)濕纖維,使它們更柔韌而加以強(qiáng)化。2、壓光對(duì)紙頁(yè)性質(zhì)的影響1、壓光棍個(gè)數(shù)增加,裂斷長(zhǎng)、撕裂度有所下降,厚度成直線下降;不透明度變化不大,平滑度有顯著提高,紙的緊度提高,吸墨性下降。2、增加紙的水分,纖維塑性增加,緊度、強(qiáng)度、光澤度、抗油性提高,白度和部透明度降低;3、壓光棍摩擦產(chǎn)生大量的熱,應(yīng)設(shè)法冷卻壓光棍;4、壓光機(jī)棍子間的壓力是由棍子本身重量造成;5、膠印紙適宜采用雙輥壓光機(jī):1)紙面應(yīng)有良好的油墨覆蓋能力;2)紙面光澤度不要求太大;3)不希望過(guò)大地增大紙的緊度。彈性輥采用水冷法去除面層產(chǎn)生的熱量,硬輥配可變中高。特征:輥?zhàn)佣际菃为?dú)驅(qū)動(dòng)的,可以在紙機(jī)速度下打開(kāi)和封閉壓區(qū)
該壓光機(jī)組的特征是:具有加熱輥和可變中高輥。在高溫下紙張變得比較柔韌,使得可以在較低的壓力下碾壓,而獲得理想的效果。壓光機(jī)頭兩個(gè)包繞的壓輥應(yīng)該是加熱的,底輥必須是有可變中高,也可以是某中間輥有可變中高,以便改變壓區(qū)負(fù)荷,底輥上面的一個(gè)輥通常作傳動(dòng)輥。二、卷取卷紙機(jī)是
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