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卫生纸机提速的技术创新改造

2021-8-14 13:23:43 次浏览

卫生纸机提速的技术创新改造


据恒源卫生纸加工设备了解,目前,圆网造纸机在国内中小型造纸企业仍大量存在,虽有它的特殊优势,但大多技术比较落后,生产品种单一,低档次,低产量,适应不了造纸发展的需要。随着造纸工业的迅速发展,圆网纸机生产各种用纸的市场需求量日益增加,企业面临着市场竞争剧烈的压力,对造纸设备的技术创新挖潜改造甚为重要。作者为寻求老式圆网纸机结构上突破性的改进,曾多次赴台湾地区考察、取经,同两岸的造纸专家交流造纸技术改造经验,并借鉴国外先进技术和参阅造纸杂志有关刊物文献资料,对圆网改长网纸机的技术改造积累了一定的经验。


某外资纸业公司原有两台抄宽为2400mm型卫生纸机,烘缸直径为3000mm,原配普通网笼直径为1500mm,老式活动弧形板网槽,车速只有90~100m·min-1,单台纸机日产量只有6~8t。五年前,曾采用压力喷浆成形器,虽对这两台纸机进行过改造,但不时出现纸病难处理,特别是纸的匀度较差,横幅定量不稳定,产品档次不高。


该公司于2009年再度对两台纸机进行了系统的技术创新改造,企业技术改造要考虑具体的实际问题,为便于维护,扩大备品、备件的通用性和互换性,更有利减少大量备品件的存放和资金的积压,同时,有利于加强企业科学规范化管理。两台纸机零部件尽量做到一样的型号规格,并进一步调整了产品结构,以适应生产15~30g·m-2的卫生用纸,纸机的工作车速可达230~260m·min-1,单台日产量可达23~27t,比改造前的纸机产量提高3倍。卫生纸机改造前后的结构示意图如图1、图2所示[1]。具体改进介绍如下。


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1、圆网成形部改造


为了改善和提高纸的匀度和定量的均一性,提高其物理性能,将曾改造的两台纸机直径为1500mm片式网笼和压力喷浆成形器换掉,纸机改为直径2000mm片式网笼和新型折流带压双匀浆辊的活动弧

形板成形器。漂白商品浆(掺白纸边纸浆40%~50%),作为生产卫生纸纤维原料,上浆量为15~30g·m-2,对浆料适应性强,上浆较均匀,保证了纸的匀度。


为了结合造纸发展的国情实际出发,考虑到造纸使用适应性和稳定性等因素,经琢磨探索,精心设计一种由原来曾已推广使用的折流带压单匀浆辊的活动弧形板成形器、改进为折流带压双匀浆辊的活动弧形板成形器,见图2所示[2],全不锈钢材料制造。该成形器设有方锥总管进浆,多管进浆稳浆器、双匀浆辊(变频电机传动)、活动弧形板调节器和弧形板高低调整装置及直接在网槽外拉取活动式堰板而方便更换唇布的装置。现将成形器的工作原理和优点作个简述:


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1.1、折流带压活动弧形板成形器的工作原理


浆料直接由浆泵以扬程12~15m的压力,以0.10%~0.22%的浓度,送进方锥形多管进浆稳浆器,以控制每条进浆管有同样的压力,然后,进入网槽底部产生折流翻滚,促使纤维团充分扩散,流经集流狭道,以稳定浆的横向宽度流动的流速(流量),且通过慢速转动的双匀浆辊后(即匀浆辊的线速与浆速要求相适应),浆的流动压力降低,形成缓和稳流,将促使浆里的泡沫消失,同时,有利纤维充分分解均匀细腻,消除纤维的絮聚,大大提高纤维上网的纵横交织能力,使湿纸页成形时厚薄和匀度一致。由于网笼内外产生较大的压力差,浆料上网迅速脱水形成湿纸页由网笼带伏辊运转而带上毯。


双匀浆辊的辊面布孔排列设左右向双螺旋线与轴线夹角度5°较为合适。匀浆辊的动力学效应,就是浆流通过双匀浆辊的流动,可近似看作通过四个孔板的扩散、混合、纵横排列、整流的流动过程,浆流过匀浆辊时首先是向辊中心流入,然后再由中心沿半径方向流动,浆流通过半径后,在两孔之间形成较强烈的小涡流,使浆流处于微湍流状态,从而使浆流中的纤维分散,避免了纤维的絮聚。浆流状态显得均匀平稳,稳定了纤维纵横交织成形的能力,有利缩小纸页纵横拉力比。双匀浆辊的转向与进浆流动方向是一致的,双匀浆辊应有适当的转速,一般控制在30~40rpm。如果转速太低,会导致纸张产生条斑;转速太高,容易造成浆料不稳定形成泡沫,使纸面产生气泡。双匀浆辊的辊面布孔排列见示意图4所示。


1.2、折流带压活动弧形板成形器的优点


由于原来用的压力喷浆成形器有多个小管喷浆直接冲击网面,浆易堵塞在网笼内外网之间,难清洗,也影响浆上网的均匀度,不时出现纸页一条条“水痕”、“透光点”等纸病,影响纸的外观质量;且压力喷浆出口离网面间只有0.5~1.0mm,外网易磨损,网的使用寿命只有8~12天,频繁换外网,影响生产和产量。而折流带压活动弧形板成形器靠网笼内外压力差使浆上网的,上浆溢流出口处离网面间距也有20~30mm,网笼内外网不存在严重堵浆和磨坏网面的现象。若在制浆对浆料处理干净的前提下,纸机上浆前也不需装置旋翼筛(压力筛),一年可节省50来万元电费和维修费。该成形器有装置自动调节浆阀,控制浆的压力和流量,且成形器底部有一定压力容量的浆位,稳定成形器的浆流运行,不受浆泵供浆偶尔波动的影响。目前国内纸厂普遍使用尼龙网、聚酯网,寿命短;采用无端不锈钢网,使用寿命长达12~18个月,大大减少停机换网时间,抄纸外观质量好;随着造纸发展的需要,今后采用无端不锈钢网将会更多。该折流带压双匀浆辊的活动弧形板成形器配套圆网纸机的车速最高可达250m·min-1,且能稳定质量匀度好,纵横向定量稳定及其纵横拉力比小,操作和维修方便,运行安全,稳定可靠,结构简单紧凑,投资改造费用省,见效快等优点。


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该纸机采用折流带压双匀浆辊的活动弧形板成形器,不但能适应生产高档卫生用纸、文化用纸,而且还能生产高强包装纸等品种,有可调节活动弧形板高低装置,抄造厚薄克重的纸页适应性广。双匀浆辊成形器适应配大直径φ2000网笼,在抄造180m·min-1以上的车速运行,对纸的匀度、纵横拉力比、撕裂度、耐折度等物理指标明显优于单匀浆辊成形器。要求网笼两端做密封可拆开的端盖,一是防止车速快而造成白水到处飞溅,脏黏物粘附四处难清洗,二是减少网笼与大气的接触面,增加网笼内外的压力差,提高抽气和脱水的能力,改善纤维纵横的交织能力,从而,有利提高纸机车速8%~10%。


2、改双毯为单毯和重叠双托辊装置


目前国内普遍使用老式双毯带托辊结构的圆网造纸机,上毛毯经主压榨,其弊病有:一是由于上毛毯在工作行程中不便安装脱水、清洗能力较强的装置,上毛毯本身携带的水分较多且有不少细小纤维、纸毛等,如与下毛毯一起夹着纸幅进入主压榨,不但不能顺利吸收纸幅的水份,甚至可能反过来使本身水分回到纸幅中,降低主压榨的脱水效率;二是毛毯和纸幅一起通过主压榨,且毛毯和纸页的伸长量相差较大,进入大缸与托辊压区时,易产生湿纸页起皱现象,造成在起皱刮刀出现纸页断头,车速愈快愈严重。如果上毯不经过主压榨,虽纸病相对减少,但抄薄页纸而车速快,致使断纸和引纸频繁。老式双毯带托辊结构的圆网纸机,车速只适应在120m·min-1左右。为了解决该纸机技术上存在的问题,将大缸双毯改为单毯和装置重叠双托辊,就是去掉上毯,将主压榨上石辊φ850移到托辊φ800这个部位来,大辊径大压区,加压效果好,暂时保留下压榨胶辊φ800带动毛毯,而重叠双压托辊各采用波纹气胎结构装置加压。这种改造形式,省去原主压榨部引纸的麻烦,且反面湿纸页直接与软压托辊接触,经进入烘缸热压区加压,修饰纸页正反面的毛糙,使纸页变得具有湿热的塑韧性强度,干燥过程不易粘缸、断头。在烘缸表面温度较高时,纸页和烘缸形成湿热的粘膜层,使起皱质量得到改善,特别是柔软度和起皱均匀细腻度有明显提高[3~4]。去掉上毯和主压榨这一道,减少动力和毛毯材料的消耗,简化设备结构,换毯简单,操作方便,减少清洗毛毯和断头接纸的麻烦。从而,降低操作工和维修工的劳动强度。


高速卫生纸机,要求使用含铜低铬的高压灰铸铁烘缸。ht200材料标号烘缸,其表面硬度、光洁度很难以满足生产要求,制造灰铸铁烘缸中同时加入cr和ca可以有效提高耐腐蚀、耐磨和表面硬度,适应卫生纸机高速运行不粘缸。为了生产安全起见,设计烘缸压力应为0.6~0.7mpa,实际工作压力为0.3~0.4mpa。卫生纸机抄纸的车速、产量、质量与烘缸质量好坏有密切关系。


烘缸部的结构是卫生造纸机的重要部位,将双毯改为单毯和重叠双托辊装置,具有结构简单,独到的设计构思,创造性的改造形式,是提高圆网纸机车速的唯一途径。


在实际操作过程中,托辊一压(石辊)出湿纸页水分要严格控制在60%以下,以免进二压托辊上烘缸湿纸页水分过高易产生“水痕”和“压花”等现象。双托辊加压部位每提高1%干度,干燥部蒸汽消耗降低5%~6%成本,因此提高托辊效率以降低干燥部的蒸发负荷,成为降低成本的有效途径。二压托辊装置软质刮刀,清除粘在辊面的细小纤维,且纸机上浆前浆料除渣要求干净,可避免影响二压托辊的辊面和烘缸缸面的使用寿命。托辊线压力的调节,必须达到既要控制湿纸水分的要求,又不致产生纸幅压溃(或避免纸页压得太结实)。一般双托辊第一、第二道线压力分别控制在30~35、35~40kn·m-1,聚氨酯辊面硬度为85~90肖氏度,中高度为0.5~0.8(中高度与线压力、车速等因素有关)。重叠双压托辊要求一压托辊(石辊)对二压托辊偏心为80mm;二压托辊对烘缸偏心为200mm。托辊辊面包聚氨酯材料,对其质量上有一定技术要求,不适合用胶辊。预压上石辊为φ550,下胶辊为φ500,其辊面设肓孔,有利提高车速,脱水效果好,线压力控制在25~30kn·m-1。但抄造车速在150m·min-1以下,湿纸页不必通过预压辊,轻压或不

压,就可达到湿纸页控制水份要求。在抄造卫生纸的实际过程中,烘缸的速比(即烘缸与卷纸缸的线速比)对卫生纸起皱影响较大,实践证明,速比范围应在1:1.20~1.36为宜,并有调速装置。当速比为1:1.16时,皱纹小而浅,速比为1:1.25时,皱纹清晰,但速比过大在起皱刮刀处有堆纸现象。起皱前湿纸水分过大,纸页容易断头,水分过小时,皱纹成形较差,纸也容易破裂,所以应根据具体情况,适当控制起皱前湿纸水分。起皱刮刀一般有如下要求,刀刃厚度1~1.5mm,刮刀角为75~80°,刀口角度不大于30°,刮刀线压力为12~15kn·m-1,一般材质可采用带锯片或紫铜板等。刀刃厚时,起皱粗;刀刃薄时,起皱细密,但刀片运行周期短。起皱刮刀和烘缸接触点的切线夹角为20~25°左右最佳,且应安装在距烘缸水平中心线下方的r/4处(r为烘缸半径),起皱刮刀和烘缸接触要求精密,不能有“透光”现象,否则,影响刮刀起皱的效果和生产运行。


该卫生纸机烘缸双毯改为单毯双托辊,对造纸毛毯的选择和使用显得尤其重要,应选用高线压底网针剌植绒造纸毛毯(简称bom毛毯),具有耐高线压力、滤水性能好、弹性回复好、容水空间大、尺寸稳定、使用寿命长等诸多优点。选择毛毯中厚克重800g/m2为适。


该纸业公司两台卫生纸机经改进后,生产卫生用纸的柔软性、白度、皱纹细腻、吸水性、湿强度、手感等均能符合卫生纸质量标准,见表1;卫生纸的成品率和合格率均由改造前的90%~93%提高到96%~98%。电耗由改造前的450度电/吨纸降到320度电/吨纸;煤耗(按标准煤计)由改造前的320kg/吨纸降到220kg/吨纸,且两台卫生纸机烘缸冷凝水温度在90°c以上,全部回收锅炉使用,节省能源消耗;生产卫生用纸,白纸边纸的得率由改造前的1220kg/吨纸降到1100kg/吨纸(生产高档卫生纸掺40%~50%的商品漂白浆);生产洗涤的废水全部经沉淀净化处理,基本上做到循环再使用;每生产一吨纸需要补充清水量

(从河里抽水),由改造前的40t降到15~20t,从而大大减少废水的排放。


该公司厂区附近山坡有一条68m高的落差水渠,为造纸生产提供有压力的自然水源,却不要用水泵动力抽水,生产使用方便。一年亦可节省近百万元电费很可观。公司设计料场、制浆、造纸却有因地制宜落差的生产流程,少用浆泵、管道、阀门等,常年累月,可节省不少电费和维修材料费用。流程有落差,便于设置斜筛不耗动力回收粗浆、细浆的流失,做到废水沉淀净化处理后有95%以上再使用,将环保污染综合治理效果优化。


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结束语


两台纸机技术创新挖潜改造取得成效,运行良好,达到了设计要求,但要抄好薄页卫生纸,应有严格的生产工艺保证,即好浆做好纸。纸机改造后,适应生产卫生用纸等品种,产品上档次,有的物理指标超过部颁要求,做到适销对路,减轻企业在市场竞争剧烈的压力,取得了显著的经济效益和社会效益。


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