国外造纸装备新技术

知识类型: 析出资源
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内容出处: 《中国造纸年鉴.2007》 图书
唯一号: 110120020230000204
颗粒名称: 国外造纸装备新技术
分类号: F416.4
页数: 3
页码: 367-369
摘要: 本文包含了ValZone带式压光机和特级卫生纸纸机技术ATMOS等国外造纸装备新技术。
关键词: 造纸 装备 技术

内容

一、ValZone带式压光机
  由美卓(METSO)造纸机械公司推出最新开发的ValZone带式压光机,使得压光技术向前迈进了巨大的一步。它采用了一种长压区压光技术,可以大大推进纸和纸板压光的质量以及生产效率。ValZone带式压光机的特点是采用长达1米的长压区替代了传统的辊式压光机,ValZone带式压光机的压区由光滑的加热钢带和热辊形成,纸幅的两面可以在这个长压区中同时得到压光。这种独特的压光方法进一步拓展了宽区压光技术,是靴式压光发展的自然延伸。带式技术原先已被成功地用于该公司的Condebelt干燥系统。
  (1)结构
  ValZone带式压光机的结构由加热钢带、热辊和顶辊3个钢带导辊组成,厚0.8毫米的钢带由3个导辊中的两个进行加热,导辊和热辊采用油加热,纸页由导纸辊进入热钢带和热辊之间进行压光,顶辊为分区可控中高辊,同普通辊式压光机相比,软压光机压区宽10毫米,高线压;靴式压光机最大宽度280毫米,线压较低;而ValZone带式压光机压区长度达1000毫米,使用的线压很低,且具有良好的热传导性能。
  (2)加宽的压区
  在ValZone带式压光机上,传统的压光压区被一个沿纸机纵向1米长的压光压区所取代。由于压区的滞留时间长、温度高、纸张中的水分以及压区压力低,使得纸张表面具有了可塑性,降低了纸张的粗糙度并改善了印刷性能,同时还达到了非常高的挺度和松厚度,这明显节约了原料并提高了产量。钢带和热辊形成的加热区可以对纸张的两面同时进行压光。压区被分为3个明显的阶段——预处理阶段、压力段和后处理阶段,每个阶段对纸张进行特定的处理。预处理阶段纸幅通过钢带或热辊被加热或塑化,然后进入压力段通过分区可控中高辊进行横幅加载,获得预期的横幅厚度一致的纸幅,后处理阶段降低压区压力,在钢带和热辊的调节下对纸幅进行受控的进一步热处理以稳定压光效果。
  (3)压光中采用更好的纸幅水分
  由于ValZone带式压光机有很长的压区停留时间,因而钢带和热辊的温度适中(150~200℃),无须另外的加热设备(诸如感应加热)。由于它的传热效率高,因而可以提高进入压光机纸幅的水分。压光期间的高水分含量对于纸张的塑化起着重要的作用,并且还降低了对外部润湿设备的需要。这样就节省了干部的干燥负荷,提高纸机运行车速。
  (4)关键在于有效的塑化
  压区中的高温和纸张的水分可以导致具有最佳塑化的纸张表面。中试和纸厂的经验表明,有效塑化的表面可以降低粗糙度、改善印刷质量并降低压光后恢复粗糙的倾向。这对纸张涂布和印刷过程时或水扩散到纸张或纸板的表面时,这是一个很大的好处。另外,同时进行纸张双面的压光可以防止纸张的卷曲倾向。由于延长了纸张的加热和施压的时间并且是对称加热和施压,ValZone还可以给纸张和纸板的强度以及表面的改善带来许多值得注意的特点。这为成本和材料的节约以及开发新的具有某种特性的纸种和纸板提供了显著的潜力。
  (5)良好的横幅调节能力
  由于对纸张进行有效的塑化并有精确的中高补偿的Sym辊,使其压光区具有优异的横幅调节能力,钢带技术还可以实现全宽压光。这使得可以实现在没有修边损失的条件下进行纸张或纸板的生产,实现了生产的低耗高效。
  (6)生产能力提高20%~40%
  由于ValZone带式压光机消除了扬克缸和湿压光机这样的速度瓶颈,因而提高了生产能力。例如,对于涂布纸板生产,改造后可提高产量达20%~40%,采用干燥烘缸代替扬克烘缸,意味着可以达到更高的产量。对于纸张的生产,由于使用了ValZone压光机而提高了干燥能力,可以达到更高的产量。ValZone压光机不存在任何工艺或设备上的速度限制。
  (7)操作简易
  ValZone带式压光机有一个关键特点,它可以用一个控制参数,即横幅调节区的压力进行控制。其他参数如加热、钢带的张紧力、压区滞留时间和纸张水分含量都可以保持不变。该设备对过程变化不敏感并且很容易做到可重复。过程设备、辊子和钢带的材料以及其他部件都在中试过程中经过了广泛的测试,以确保优良的运行性能以及功能的自动化和安全高效的运行。ValZone带式压光机需要的维护非常少。该压光机具有一个陡峭的开机曲线,纸种的更换效率高而且停机时间短。稳定性、再现性和对过程变化不敏感是ValZone其他的出色特点。由于取消了扬克烘缸和湿压光机,并且不需要对涂布机的干燥进行调节,ValZone带式压光机简化了整条生产线的过程控制。
  (8)紧凑的设计和快速的安装
  虽然ValZone代表着一种全新的压光方法,但是它仍然是可靠的技术。ValZone的设计简洁而可靠,只有很少的几个部件并且安装时间短。它采用很少的几个I0优化的自动化程序,并且易损件也很少,这就减少了维护工作量。由于简洁和紧凑的设计,Val-Zone带式压光机非常适用于纸机的改造。例如,与常规的压光机相比较,这种“压区二合一”的方案需要的空间明显减小。ValZone带式压光机适用作为预压光机和终压光机。
  (9)使用实例
  第一台ValZone带式压光机在芬兰M-realSim-pele纸厂的3号纸板机使用,这条生产线的产品为白卡纸(FB),生产能力21.5万吨/年,设计车速800米/分,净纸宽4100毫米,定量200~400克/米2面层和底层为漂白软木浆和硬木浆(BSW和BHW),填充层为磨木浆和漂白磨木浆(GW和BGW),带式压光机的使用效果,改善了纸板的表观,提高了纸板的挺度和松厚度,这意味每吨产品可以产出更多平方米面积的纸板;第二台装在国内珠海红塔仁恒纸业公司的2号纸板机,原来的两辊软压光机被新的Val-Zone带式压光机所替代,幅宽4350毫米,车速600米/分,2007年4月投产,取得了同样的效果;第三台也是在国内某纸厂的高档白卡纸机使用,安装工作正在进行中。
  (10)压光技术的进一步发展
  美卓造纸机械公司多年来一直在进行宽压区压光机的研究与开发。已经在中试中进行了各种纸张和纸板的试验,这些试验的结果超过了所有的预期。中试未发现有速度限制,并且纸板和纸张的表面特性和机械性质达到了一个全新的水平。该公司正在继续研究这种新的压光方法可以处理的新纸种和新的纸板品种,并且优化压光机参数以适应各个品种。ValZone带式压光机在纸张和纸板的强度和表面处理方面有许多值得注意的特点,它是压光技术新时代的开始。这种新型压光机代表了纸张和纸板整饰的新一代技术。
  二、特级卫生纸纸机技术ATMOS
  “Atmos”是福伊特(Voith)公司为生产特级卫生纸而开发的创新技术。是在“福伊特造纸织物”公司的密切协助下,在巴西圣保罗的“福伊特卫生纸过程技术中心”开发出来的。
  特级卫生纸以其突出的物理特性而有别于常规卫生纸机所制造的产品,它可以满足对松厚度、柔软度和吸水性提出的最高要求。30多年来,特级卫生纸一直是采用“热风穿透干燥(FAD)”技术的大型卫生纸生产商的领地,采用这项技术,成形的纸页主要是通过热风进行干燥,而没有进行任何的机械施压——这是为了避免对纸页特性产生负面影响,以确保特级卫生纸的质量。
  根据卫生纸生产厂家的说法,TAD技术的缺点在于投资费用高,能耗非常高,因此生产成本高,只有大型的纸业公司才乐于采用这项技术。
  福伊特公司研发的目的,在于开发出一种既能达到特级卫生纸质量又能消除TAD缺点的创新技术。
  到目前为止,大部分的卫生纸产品是所谓的传统纸种,比如卫生纸和厨房用纸,它们最重要的物理质量指标是卫生纸的松厚度、手感和结构柔软度以及厨房用纸的吸水性。卫生纸的目标是生产具有高松厚度的纸,高松厚度意味着增大纸的体积。因为体积带来吸收能力,体积带来柔软度,体积带来纸张厚度,因而节省纤维原料。
  卫生纸和厨房用纸的特性通常是用干强度和湿强度随定量的变化来表示。卫生纸主要考察体积特性即松厚度,厨房用纸主要考察吸水能力。用“Atmos”技术生产的产品与目前市场上可以买到的“干法起皱”、“TisueFlex”和“再起皱”、“TAD”3种技术生产的产品分别进行了比较。
  ①“干法起皱”:标准卫生纸机的产品质量。
  ②“TissueFlex”和“再起皱”:在福伊特的Tisue-Flex靴式压榨设备上形成的改良的卫生纸质量,以及在配有两个扬克烘缸的卫生纸机上形成的改良质量。
  ③“特级”:最好的卫生纸质量,到目前为止是用TAD技术实现的。
  不同的卫生纸机的比较
   干法起皱 TAD
  松厚度 100% 200%
  吸收能力 100% 190%
  投资 100% 200%~250%
  能耗 100% 200%~250%
  (1)干法起皱技术
  新月形单网成形器:进浆浓度0.2%→扬克缸真空压榨辊脱水:出压榨纸页干度39%→扬克缸蒸汽和热风干燥:纸页干度95%→起皱刮刀→卷纸。
  (2)热风穿透干燥(TAD)技术
  新月形成形网成形:进浆浓度0.2%→立体结构网湿起皱和湿成形-真空抽吸:纸页干度23%→干网→干燥缸热风穿透干燥:出纸页干度60%~75%→扬克缸蒸汽和热风干燥:出纸页干度95%,只有大约25%的纸幅被转移辊压榨→立体结构的纸幅→卷纸。
  (3)ATMOS技术
  新月形单网成形器立体结构网湿成形:进浆浓度
  0.2%→通透带和毛毯脱水压榨:热空气和蒸汽加压-真空抽吸,进纸页干度15%,出纸页干度35%。→扬克缸蒸汽和热风干燥:出纸页干度95%,只有大约25%的纸幅被被转移辊压榨→立体结构的纸幅→卷纸。
  ATMOS技术的特点
  ①直接在立体结构的网上成型(湿成形网);
  ②采用热空气和通透带产生的机械压力场通过脱水毛毯脱水;
  ③只有20%~25%的纸幅在转移到扬克烘缸时被转移辊挤压;
  ④大约70%的水份是通过ATMOS模块机械去除,大约30%的水份通过扬克缸蒸汽/热风罩蒸发去除。
  福伊特的“Atmos”生产线(有一个5500毫米直径的扬克烘缸和一个气体温度达500℃的烘缸气罩)可以达到1000~1500米/分的运行车速——取决于定量、浆料和产品。
  用“Atmos”技术生产的卫生纸,在阔叶木浆与针叶木浆的配比分别为70%∶30%、35%∶65%、50%∶50%的3种情况下,纸页的松厚度高于“干法起皱”和“TissueFlex”,并可达到TAD技术所实现的“特级”范围。
  用“Atmos”技术生产的厨房用纸,分别在阔叶木浆与CTMP的配比为70%∶30%、100%针叶木浆、100%二次纤维浆的3种情况下,纸页的吸水能力也高于“干法起皱”和“TissueFlex”,并可达到TAD技术所实现的“特级”范围。
  总之,“Atmos”的产品质量非常明显地处于特级区域——即使采用二次纤维生产的纸也是这样。
  用“Atmos”技术来生产特级卫生纸,较之TAD技术,具有下列优点:
  ①它使得百分之百地采用二次纤维成为可能,并仍然保持特级卫生纸的质量和TAD技术的车速。
  ②固定资产投资成本减少20%~40%——这是因为减少了所需设备,减少了安装、制造和建筑费用。
  ③干法起皱的卫生纸机可以用“Atmos”技术来进行改造——既可以采用扬克烘缸方式进行生产,也可以采用“Atmos”方式(Swingmachine)进行生产——如果特级卫生纸市场发展有需要的话。
  ④能源成本下降达30%,生产原料(浆料、化学品)、人工、织物、维修和辅助设备的总成本下降达35%。
  ⑤使用者更容易操作,而且生产能力更高。
  应用实例:由VOITH公司提供的第一条“Atmos”生产线于2006年第三季度进行调试。2007年3月车速达到1200米/分,高于担保车速1070米/分;采用80%DIP/20%SW生产手帕纸,原纸定量从21克/米2降到18克/米2,节省纤维原料15%,容积比常规纸提高130%,吸收能力提高90%。
  (黄运基根据METSO和VOITH公司的有关资料整理)

知识出处

中国造纸年鉴.2007

《中国造纸年鉴.2007》

出版者:中国石化出版社

本年鉴栏目有:综述、产品与市场、发展建设、纤维原料、环境保护、科技与教育、相关行业、地方造纸工业、企业、事件、社团工作附录、单位名录。

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