十五、纸和纸板的抄造

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内容出处: 《奇妙的造纸术》 图书
唯一号: 110120020230001482
颗粒名称: 十五、纸和纸板的抄造
分类号: TS762;TS764
页数: 26
页码: 160-185
摘要: 本文记述了长网纸机纸页形成过程、流浆箱的作用与种类、长网部结构、压榨部的作用与形式、毛毯的种类与选择、干燥部的作用与通汽方式、压光机与卷纸机的作用,以及长网纸机的传动和造纸机白水的回收。
关键词: 纸板 抄造

内容

纸和纸板常用的质量指标
  在造纸工业生产过程中,由于采用了各种不同的工艺条件和加工方法,可以生产出各种具有不同特性的纸和纸板,使它们具有不同的用途。纸和纸板常用的质量指标一般有以下几个方面。
  (1)物理性能:物理性能是纸或纸板的基本指标,需要专门仪器进行测定。
  定量:每平方米的纸或纸板的重量,以克/平方米表示。
  厚度:纸样在两测量板之间、在一定压力(通常为1.0±0.1千克/平方厘米)下测出来的厚度,以毫米表示。
  紧度:指每立方厘米纸或纸板的重量,衡量纸张结构的疏密程度,以克/立方厘米表示。
  透气度:一定面积的纸或纸板在一定的真空度下,每分钟透过的空气量或透过100毫升空气所需要的时间,以毫升/分钟或秒/100毫升表示。
  伸缩率:表示纸或纸板受到外力拉伸直到拉断时长度的增长值与试样原来长度之比,以%表示。
  抗张强度:单位宽度的纸或纸板在外力作用下断裂时所能承受的最大拉力,以千牛/米表示。
  裂断长:重量相当于抗张强度的纸条本身的长度,或者说使由于纸或纸板本身重量而裂断时的长度,单位为米。
  耐破度:单位面积的纸或纸板所能承受最大的压力,单位为千帕。
  撕裂度:先将纸或纸板切出一定长度的裂口,然后撕到一定长度所用的力,单位为毫牛。
  耐折度:纸或纸板在一定张力情况下能经受往复折叠的次数。
  (2)吸收性能:纸和纸板的吸收性能包括施胶度、吸水性能、吸墨性能、吸油性能等。
  施胶度主要反映纸或纸板的抗水能力,通常用鸭嘴笔蘸特制的标准墨水在纸面上画线,看在规定时间内不扩散、不渗透的最大宽度,单位为毫米。
  吸墨性能:指纸或纸板吸收油墨的能力。
  (3)光学性能:白度:指纸或纸板的洁白程度,通常以在波长为457纳米蓝色标准光源下的反射率表示,单位为%。
  不透明度:即纸张阻碍光线透过的程度。若纸张的不透明度低,印刷后的字迹会在纸页的另一面映射出来。
  纸和纸板的光学性能还包括亮度、光泽度、透明度等,均可通过光学仪器进行检测。
  (4)表面性能:平滑度:指纸和纸板的表面凹凸的程度,以在一定的真空度下,一定容积的空气通过受一定压力的试样表面与玻璃面之间隙所需的时间表示,单位为秒。
  表面强度:指纸或纸板的表层物质(纤维、填料、胶料等)相互结合的强度,体现了纸张在印刷过程中受到油墨剥离力的作用时所具有的抗掉毛、掉粉、起泡和撕裂的性能,用拉毛速度表示,单位为米/秒。
  (5)适印性能:适印性能是印刷纸或用于印刷的纸板的一项重要质量指标,它是纸或纸板的表面吸墨性能、平滑度、松厚度、挺度、表面强度、尺寸稳定性、不透明度等各种质量指标在印刷过程中的综合体现。
  (6)其他质量指标:纸和纸板的其他质量指标包括化学性能(如pH值、Cl﹣、SO2﹣4的含量等)、电气性能(如电气绝缘性、介电性能等)、水溶性等。
  (7)外观质量:纸和纸板的外观质量指用肉眼可以观察到的外观质量缺陷,如匀度、尘埃、浆斑、孔洞、裂口、折子、针眼、透明点、卷边、色差等。
  对于不同用途的纸和纸板所要求的质量指标也各不一样。如印刷纸要求有良好的适印性能和抗张强度,使印刷后的字迹清晰,套色准确,并在高速轮转印刷机上不断纸;书写纸则应该有良好的施胶度和合适的平滑度,才能书写流利,墨水不“洇字”;包装纸则要求纸质柔软结实,并且有较大的耐破度;电气电解纸需要具有较高的绝缘性能。
  纸和纸板规格尺寸要求
  根据使用的需要,纸和纸板可制成卷筒纸和平板纸两种规格。对于纸和纸板的尺寸,国家对其中的某些纸张如印刷纸、书写纸、打字纸等作出了一定的规定。
  平板纸的幅面尺寸主要有880毫米×1230毫米、850毫米×1168毫米、787毫米×1092毫米等。纸张尺寸允许的最大偏差为±3毫米。符合以上尺寸的纸张均为全开纸,其他小裁纸如复印纸、书籍等,都在全开纸基础上系列对折后形成尺寸,如8K纸、16K纸等。其中880毫米×1230毫米为A系列国际标准尺寸,如复印纸中的A3、A4等是由该尺寸的纸张经过三次或四次对折形成的纸幅。其他幅面的纸张如787毫米×1092毫米、850毫米×1168毫米等在国内还在使用,但逐渐以国际标准尺寸所代替,纳入国际规范化标准。
  卷筒纸宽度主要有1575毫米、1092毫米、880毫米、850毫米、787毫米等,纸幅宽度允许的偏差为±3毫米。
  国家对卷筒纸的长度无统一的规定,但一般产品均有其习惯上的做法,如卷筒新闻纸和印刷纸的长度为6000米,卷筒绘图纸为20米。还有一些产品的尺寸,根据用途另作规定,如纸袋纸宽度1020毫米,长度4000米;卷烟纸宽度29毫米或29.5毫米,长4000米或5000米。也有一些特殊用纸,根据其用途及用户要求协商规定,如浸渍装饰原纸宽度1270毫米等。
  纸和纸板的规格和尺寸,既是其用途的需要,又是造纸机幅宽的设计依据,同时关系到造纸设备的标准化和系列化。
  造纸机的种类
  造纸是一个加水和脱水的综合过程。在抄纸之前要加入大量的水将纸浆稀释,制成均匀的纤维悬浮液,在造纸过程中就要将大量的水脱去。造纸机其实就是一台脱水机,它利用各种手段,如过滤、抽吸、压榨、烘干等方法,将纤维悬浮液里的纤维分离出来,并形成组织均匀的纸页。
  造纸机是一种结构复杂、连续工作的综合大型机器,由网部、压榨部、干燥部、压光机、卷纸机、传动部及相关辅助设备构成。根据网部形式的不同,造纸机可分为长网造纸机、圆网造纸机、夹网造纸机三种类型,其他还有斜网造纸机、多网造纸机等。其中长网造纸机和圆网造纸机是目前使用最为广泛的两类造纸机。
  长网造纸机的特点是成形部由流浆箱和网案组成,可以生产大多数品种的纸张,车速最低为20米/分钟,最高设计车速目前已达到2200米/分钟以上,纸机幅宽也发展到10米以上。长网造纸机是目前大中型造纸厂普遍使用的一种类型。
  圆网造纸机与长网造纸机最大的区别是成形部。圆网造纸机的成形部是由圆网槽和圆网笼组成的。车速较慢,一般30~120米/分钟,产量低,结构简单,在我国多用于中小型造纸厂生产中低档产品。然而随着科学技术的发展,圆网造纸机的结构和性能都得到迅速发展。例如,我国某企业引进的新月形成形器圆网造纸机门幅达5.6米,车速为2000米/分钟,用于高档卫生纸的生产,年生产能力达到6万吨。
  夹网造纸机的成形部是由流浆箱及两条长网组成的,对纸页进行两面脱水,成纸两面差小,是一种车速较快,生产能力较高的造纸机,我国有许多企业引进这种纸机用于高档纸的生产。
  斜网造纸机是近几年才发展起来的新型造纸机,成形器由流浆箱和斜网组成,斜网的角度可调。这种类型的造纸机上网浓度极低,可抄造的纤维较长,一般8~10毫米,最长可达30毫米,纸机脱水能力大,纸页匀度好,主要用于特种纸的生产。
  造纸机分为左手机(Z型)和右手机(Y型)。其确定方法为站在造纸机的干燥部末端(或卷取部),面向伏辊,如传动设备在左边的,称为左手机(Z型);传动设备在右边的,称为右手机(Y型)。一般安装或设计纸机时,造纸机的操作面应在采光较好的一面,如果安装二台纸机,则应选用左右手纸机各一台。
  长网纸机纸页的形成过程
  网部是造纸机的主要部分,纸页是在网部形成的。长网纸机的网部包括流浆箱和网案两部分。由供浆系统送来的纸料悬浮液通过流浆箱以稳定、均匀的速度喷射到网面上,通过网下脱水元件所产生的负压进行过滤,使纤维和辅料沉积在网面上,形成均匀的纸页,并在形成纸页的过程中脱去纸料带来的大部分水分。
  这个成形和脱水的过程大致可以分为三个阶段。
  第一段是上网区。流浆箱唇口喷出的纸料开始与网面接触,网下面是胸辊和成形板,要求喷射出来的纸料均匀分散且浆流平稳。
  第二段为成形脱水区。纸页在此成形并脱去大部分的水分,脱水元件主要为案辊和脱水板。通常情况下,长网纸机的上网浓度为0.3%~1.0%,经过此区的脱水过程,湿纸页干度可达1.5%~3.0%,脱去纸料中水的65%~85%。在这过程中,前部(约在案辊前部分的三分之一)为纸页成形区,需要给纸料以一定的湍动,防止纤维絮聚,影响纸页的匀度,在低速纸机上,一般设有摇振装置以增加纸料的湍动。后部为脱水区,纸页已基本形成,应该尽可能地脱去多余的水分。
  第三段为高压差脱水区。采用高压差脱水元件,如真空吸水箱和真空伏辊,对湿纸页进一步脱水。一般经过真空吸水箱强制脱水后,纸页干度可以达到10%~15%。再经过伏辊进行机械压榨或真空抽吸进一步脱水,纸页干度可以提高到12%~24%。此时湿纸页已经有了一定的强度,可以传递到压榨部进一步脱水。
  流浆箱的作用和要求
  流浆箱在成形网的前面,因此也叫网前箱。流浆箱是造纸机的一个极其重要的组成部分,是连接“流送”与“成形”两部分的关键枢纽。它的结构和性能对于纸页的形成、造纸机的抄造性能以及纸张的质量都有重要的影响。因此在造纸厂有人称它为“造纸机的心脏”。
  (1)流浆箱是由布浆器、堰池、堰板三个主要部分组成。
  ①布浆器是纸料的分布装置,由进浆总管、均布元件和消能整流元件组成。它的种类有单管布浆器、多管进浆分布器、多孔板布浆器和阶梯扩散分布器等。布浆器的作用就是将网前供浆系统送来的纸料,均匀地分布到流浆箱的堰池中,使上网的纸料沿纸机横向全幅均匀一致地分布,同时使纸料产生适当湍流,防止纤维絮聚成团。
  ②堰池是流浆箱的主体部分,一般由箱体、隔板、匀浆辊、溢流装置等部件构成。堰池的作用是根据造纸机车速的要求,保持纸料具有一定的静压头,以适应纸料的上网速度。在堰池内的纸料借助整流元件(如隔板、均浆辊)的作用得到进一步均匀分散。
  ③堰板,又叫唇板,是流浆箱的上网装置,由可以调整开口和角度的上唇板和下唇板构成。堰板的作用是使纸料均匀地以一定的速度和角度喷射到网子上面,是纤维在网子上形成均匀的纸页的开始。堰板的种类有喷浆式堰板、垂直式堰板、结合式堰板等多种。
  (2)流浆箱的功能和使用效果是由布浆器、堰池、堰板等部件综合体现的,其作用和要求主要有以下几个方面:
  ①沿着造纸机的横向均匀地分布纸料,使上网成形的纸页全幅定量、水分、厚度均匀一致。
  ②有效地分散纤维,防止絮聚,使形成的纸页具有良好的匀度。
  ③按照工艺要求,保持稳定的浆速和网速的关系,并且便于控制和调节。
  ④流浆箱的管道、箱体及各元件光滑无死角,无挂浆现象。
  ⑤占地面积小,结构紧凑,便于清洗。
  流浆箱的种类
  按照流浆箱结构形式及特点,流浆箱可分为敞开式、封闭式(气垫式)、满流式等三大类。另外,还有经过改进的稀释水流浆箱、多层流浆箱等。
  (1)敞开式流浆箱:敞开式流浆箱最主要的特点是堰池结构是敞开的,制造工艺简单,是目前国内造纸机上应用最为广泛的一种纸料流送设备。一般采用单管、多管或孔板进浆,用隔板或匀浆辊整流,通过调节堰池内的浆位控制纸料的上网速度。但是随着车速的不断提高,浆位会随之提高,势必加大流浆箱的高度和重量,从而使流浆箱的结构变得十分复杂,体积变得十分庞大。因此,敞开式流浆箱一般只能适用于中低速的造纸机上。
  (2)封闭式流浆箱:封闭式流浆箱也叫气垫式流浆箱,它的特点是流浆箱的堰池结构是密封的。在堰池内,恒定的浆位上方充满空气垫并形成一定的压力。通过控制纸料的液位使纤维得以分散,防止絮聚,控制压缩空气的压力保证稳定的上网浆速网速比,以获得均匀的纸页和定量分布。如果纸机车速发生变化,可以通过调节空气压力的大小,灵活、精确地调整浆速与之适应。封闭式流浆箱适应性强,体积小,结构紧凑,调节方便,一般用于车速较快、抄宽较大的长网造纸机上。
  (3)满流式流浆箱:满流式流浆箱的特点是纸料充满短小的箱体,通过改变输浆泵的压力,或者高位箱的压力,或者气垫的压力来调节和控制上网纸料的速度。满流式流浆箱内没有传动装置(如匀浆辊等),体积小,效率高,可以使纸料的速度和分散更加均匀一致,纸张成形匀度较好。这类流浆箱一般用于夹网造纸机或高速长网造纸机。
  (4)稀释水流浆箱:稀释水流浆箱具有满流式流浆箱的结构和功能,不同的是采用稀释水调节横幅纸料的浓度来调整纸幅的横向定量分布。传统的流浆箱对唇口喷出的纸料流量和纸页的纵横向定量波动的调节,都是依靠对上网纸料的压力进行控制,对堰板唇口的形状调节来实现的。这样会使浆流发生紊乱,影响纸页的质量。稀释水流浆箱是将总管来的纸料(浓度较高)送到集管后,再由集管分出的许多细管送入流浆箱,另外还有一个细的集管,用于稀的浆料和白水输送,它上面的许多细管分别与浓纸料集管上的细管相连,即通过添加低浓度的纸料和白水来调节浓纸料的浓度。与传统的调整方式相比,减小了横幅方向的定量变动,控制的范围增大,适应工艺条件变动后时间缩短。但是设备复杂,要求有很高的自动控制水平,投资较大。在近几年我国引进的高速夹网纸机和大型长网纸机中,部分采用了稀释水流浆箱。
  长网部的结构及其作用
  长网部是由一张无端的造纸网分别套在胸辊和伏辊上所组成的网案。它的作用是将喷射到网面上的纸料进行脱水成形,形成组织均匀的纸页。它主要由一系列的脱水元件组成。
  (1)造纸网:造纸网是一张无端的筒状网子,是造纸机的贵重消耗品,具有承载纸料和脱水的作用,并且带动网部各种筒辊的运转。造纸网一般分为铜网和聚酯成形网两类。
  铜网是由铜丝编织而成的,有单织、复织和捻织多种加工方法。铜网的滤水能力取决于其目数(每英寸宽度内经线的根数)和编织方法。
  聚酯网是由聚酯单丝编织而成的,可分为单层网、双层网等,滤水性能和铜网一样与经线、纬线的密度及编织方法有关。聚酯网和铜网相比,具有重量轻、耐腐蚀,耐磨损、寿命长等优点,近几年来除了生产特殊要求的纸张用铜网外,大部分长网纸机采用聚酯网。
  (2)胸辊:位于流浆箱唇板下面,是网案部分的开始,它起着承托造纸网及改变造纸网运转方向的作用,同时脱去上网纸料的一部分水分。
  (3)成形板:成形板设置在胸辊的后面,一般情况下,从流浆箱喷射出来的纸料着网点应在成形板的前缘。它用来支撑造纸网,并控制网部前期脱水的速度,使纸页得到良好的成形。
  (4)案辊和脱水板:案辊和脱水板都是位于中部的脱水元件,一方面用于支撑造纸网,一方面在造纸网的运转过程中产生吸抽作用脱水,案辊多用于中低速纸机,案板多用于中高速纸机,也有的纸机同时使用案辊和脱水板。
  (5)真空吸水箱:真空吸水箱是设置在网案后部的高压差脱水元件,依靠真空泵在箱体内产生真空。当造纸网带着湿纸页经过真空箱面板时,一方面由于纸页上下的压力差使纸页被压缩脱水,另一方面由于空气穿过纸页内部空隙,把纤维上附着的水带入真空箱内,达到脱水的目的。
  (6)伏辊:伏辊是网部最末端的辊子,带动造纸网运转,脱去湿纸页的一部分水分,并向压榨部转移纸页。普通伏辊由上下两根伏辊组成,由于效率低,操作困难,目前大部分长网纸机采用真空伏辊。
  (7)水印辊:水印辊也叫饰面辊,是一个平直正圆形的空心网辊,它安装于造纸网面的上面,由造纸网带动运转,也可以自己带传动运转。它像擀面杖一样对网面上的湿纸页进行碾压抹平,提高纸张的匀度和紧度。如果在网辊的表面焊上特殊的图案,就会在湿纸页上形成厚薄不一的“水印”,用于纸张的防伪和装饰。例如,我们常见的钞票纸、税票纸等纸张的水印,就是这样形成的。
  另外,长网部一般还装置导网辊、校正辊、紧网辊、喷水管等,用于造纸网的调整和冲洗,在低速纸机上设置有网案摇振装置,用于加强上网纸料的分散,提高纸页的匀度。
  压榨部的作用
  湿纸页虽然在网部脱掉了大部分的水分,但是从伏辊处引出来的湿纸页干度一般还不到20%,湿纸页的强度还比较低,若将这样的湿纸页直接送到干燥部进行干燥,一方面会因为湿纸页的强度太低造成纸幅断头,另一方面会消耗大量的蒸汽,增加生产成本。同时生产出来的纸页纤维结构不够紧密,表面粗糙,纸张强度低,无法满足质量要求。因此,从网部出来的纸页需要在压榨部利用机械压力进一步脱水后才能送入干燥部进行干燥。
  造纸机压榨部的作用主要有以下几个方面:
  (1)借助机械压榨尽可能多地脱去湿纸页中的水分,减少干燥部蒸汽的消耗,降低生产成本。一般纸张抄造过程中水分脱出的情况是:98.3%在网部脱掉,1.1%在压榨部脱掉,0.6%在烘缸部脱去。采用不同方式脱掉同样重量的水所需要的成本相差悬殊,在网部、压榨部和烘干部脱去相同数量的水所花的成本比例约为1∶70∶330。如果在纸机压榨部多提高纸页1%的干度,在烘干部可以减少5%的蒸汽消耗量。
  (2)将网部揭下来的纸页,传送到烘干部去干燥。对于某些吸水性要求较高、紧度要求较小的特殊纸张,如滤纸、浸渍原纸、香烟滤嘴棒纸等,压榨主要起到传递湿纸页的作用,而不需要加压。
  (3)在压榨脱水的过程中,同时增加湿纸页纤维的结合力,可以提高纸页的紧度和强度,减少纸机的断头,保证纸机的正常生产。
  (4)改善纸页的表面性质,消除网痕,提高纸面的平滑度,减少纸页的两面差。
  由于纸料性质、纸张品种、纸机抄速、压榨结构(压榨的形式、道数)、压榨压力、毛毯的滤水性等因素的影响,湿纸页在压榨部的脱水程度也不相同,而且差别较大。一般情况下,湿纸页经过压榨后的水分在70%~55%之间,采用新式的复合压榨,压榨后的水分可以降到50%~52%,如果增加蒸汽箱,提高纸页温度,纸页水分甚至可以降到45%。
  另外,纸机横向的脱水应该均匀一致,使压榨后进入干燥部的纸页具有均一的横向水分。
  双辊压榨、多辊压榨和复合压榨
  压榨的种类很多,根据每道压榨的压辊数目可分为双辊压榨、多辊压榨、复合压榨等。
  (1)双辊压榨:双辊压榨是目前造纸机使用较为广泛的一种压榨形式。双辊压榨由上下两根压辊组成,下辊附有传动装置,为主动辊,上辊为从动辊,湿纸页通过毛毯的托运进入两压辊之间受到挤压而脱水。
  根据压辊的结构形式,双辊压榨可分为普通压榨、沟纹压榨、真空压榨、盲孔压榨等。
  普通压榨即平辊正压榨。一般上压辊为石辊,可以使纸页比较容易剥离下来。下压辊为包胶辊,具有较好的弹性,可以使上下压辊之间的压力比较缓和,脱水比较均匀。普通压榨一般用于低速纸机。
  沟纹压榨,上辊为石辊,下辊为刻有螺旋形沟纹的胶辊,沟纹的作用是使通过毛毯被挤出的水有一个良好的通道,从而提高压榨脱水的效率。
  真空压榨:上辊为石辊,下辊为真空压辊。真空压榨可以利用真空的作用将两压榨辊挤出的纸页水分通过孔眼垂直地吸走。与普通压榨相比,真空压榨可以脱出更多的水分,有利于湿纸页干度的提高。
  盲孔压榨:盲孔压辊是在包胶辊面上钻有一系列孔深10~15毫米、孔径2~3毫米的盲孔,比沟纹压榨有更大的孔隙容积,更有利于脱水。在高速运转状态下,盲孔借离心力可以自净,很少堵塞。目前多用于高速纸机或板纸机上。
  双辊压榨若根据其功用又可分为正压榨、反压榨、光泽压榨、挤水压榨等。
  正压榨是指湿纸页进入压榨的方向与纸机运行方向相同,湿纸页正面与上压辊相接触,反面与毛毯相接触的压榨方式,可以提高纸页正面的平滑度。反压榨则是湿纸页进入压榨的方向与纸机运行方向相反,湿纸页反面贴着石辊,正面接触毛毯。反压榨可以提高纸页反面平滑度,减少两面差。光泽压榨上面为包胶,下压辊为包铜辊,不用毛毯,主要是用于压平纸面,消除毯痕,提高纸页的紧度和平滑度,而不是用于脱水。挤水压榨则是用于毛毯的洗涤和脱水。
  (2)多辊压榨:多辊压榨包括高强压榨及垂直三辊压榨等形式。
  高强压榨是在上压辊(钢辊)与下压辊(胶辊)之间配有一个小直径不锈钢沟纹辊的压榨方式。这种形式压榨线压力小,但压强大,脱水效率较高。
  垂直三辊压榨一般由上中下三根压辊组成,因为结构复杂,换毯困难,目前很少使用。
  (3)复合压榨:复合压榨又称组合压榨或复式压榨,属于多辊多压区压榨,包括三辊双压区复合压榨、四辊三压区复合压榨等,它将真空辊、沟纹辊、石辊等压辊组合起来,可以提高压榨部的效率和湿纸页的干度,减少纸页两面差。复合压榨可以实现自动引纸,纸机断头少,一般用于中高速纸机。另外复合压榨还具有结构紧凑、占地面积较小的特点。
  压榨辊加压及提升
  在压榨装置中,如果仅依靠上压辊本身的重量使湿纸页在上下压辊之间获得脱水,这个压力就太小了,根本不能满足生产的需要,必须在上压辊上附加外来的压力,以提高两辊间的线压力来加强脱水效率。另外,在停机时,必须将上压辊提升起来,避免毛毯和包胶辊受压出现凹痕;更换毛毯时,也要将上压辊抬起来,以便毛毯套入或退出下压辊。因此造纸机的压榨部都设置有加压机构和提升装置,通常这两套机构是连接在一起的。
  目前使用的加压提升装置一般有三种类型,即杠杆重锤式加压、气动式加压、液压式加压。
  杠杆重锤加压提升装置通过操作手轮调节加压杠杆的力矩对上压辊进行加压或抬起,并依靠加减重砣来调整加压压力。这种方式劳动强度大,灵敏度较低,并且容易形成“死压”,对压榨辊造成伤害,目前只有老式造纸机还在使用。气动加压提升机构是利用压缩空气推动气缸或橡皮隔膜,带动杠杆使上辊升起或落下,通过调节压缩空气的压力来调节压辊间线压力的大小。而液压加压提升机构则是利用液体压力(油压)驱动加压油缸来带动杠杆使上辊起落,通过控制液体压力的大小来调节两辊间的线压力。
  近代新型造纸机普遍使用气动或液压式加压提升机构,它与杠杆重锤式相比,上下压辊间的压力稳定,调节幅度较大,可通过附设的压力表读数,直接反映出上下压辊间的线压力,操作更直观、方便。另外,可以方便地抬起上压辊,操作更加快捷。
  压榨辊的压力、偏心距、中高
  (1)上下压辊的压力:在压榨过程中,湿纸页的脱水主要是依靠上压辊的自重及附加压力对下压辊进行施压来达到的。上下压辊之间的压力通常以三种方式表示:
  总压力:即上压辊自身重量与附加压力之和,单位以牛顿表示。
  线压:下压辊单位长度所承受的压力。通过总压力除以上下压辊接触面的长度计算出来,单位以牛/米表示。
  比压:上下压辊间单位面积所承受的力。即总压力除以上下压辊间的接触面积,单位以帕表示。
  在正常操作中,是以加减重砣或改变杠杆力矩来变动上下辊之间的压力。在技术管理上,通常以线压表示压辊间的施压情况,而实际上比压才是影响纸幅脱水的关键因素。
  (2)上下压辊间的偏心距:在造纸机普通压榨装置中,上压辊不是安装在下压辊的正上方,而是稍微偏向湿纸页和毛毯进入压榨辊的一方。上下压辊垂直中心线之间的距离,叫做压辊间的偏心距,偏心距的大小随纸的品种、纸料性质、纸机抄速、压辊直径、压榨道数等因素而定,一般在50~100毫米之间。
  由于上下压辊间存在偏心距,当湿纸页被毛毯带入压榨脱水前,先和上辊接触,受到上压辊的预压作用提前脱水,避免了因突然受压脱出的水不能及时排出造成的湿纸页压花等纸病。
  通常,纸机的抄速快、纸料脱水困难、湿纸页水分含量高的情况下,选用的偏心距应大些。对于多道压榨的纸机,第一道压榨辊的偏心距略大,第二道、第三道压辊的偏心距应逐渐减小。
  (3)压榨辊的中高:在造纸机纸页压榨过程中,下压辊除自身重量外,还要受到上压辊所施加的压力和毛毯的拉力,使辊子中部向下弯曲,出现下垂现象。由于上辊是圆筒形的,当上辊水平压在下辊上时,上下辊只能在两端接触,中间会有一丝空隙而接触不着,造成纸幅受压不均匀,中间部分由于压力轻造成脱水能力差。为了使上下压辊均匀接触,必须将下压辊制成中央的直径略大于两端的直径,呈腰鼓的形状。这种中央凸起并逐渐向两头缩小的辊子叫中高辊,中高辊中部直径和两端直径之差叫中高。压榨辊的中高大小与压辊的直径、长度、本身材料及所受的外力大小有关。近几年来,可控中高辊在造纸机压榨部得到了应用,它可以在不同操作条件下保持压辊在全幅宽度上压力均匀一致,使纸页得到均匀脱水。
  毛毯的种类
  造纸毛毯(湿毛毯)又叫毛布,主要用在压榨部承托和运送湿纸页,作为湿纸页脱水的媒介,带动压榨部的其他组成部分,同时对纸页表面起到平整作用。因此,造纸毛毯应具有良好的尺寸稳定性、透气性、洁净度、柔软性和表面整饰性。
  造纸毛毯有编织毛毯和针刺毛毯两大类。
  (1)编织毛毯:编织毛毯是由经纱和纬纱编织而成的。所用的原料过去一般为纯羊毛,现在多采用毛涤混纺材料。编织毛毯的织法有多种,如平织、二分之一破斜纹、三分之一破斜纹等。编织方法对毛毯的性能影响较大,如果织造得紧密一些,毛毯的表面就致密平整,可以减轻纸张毯印,但滤水性会降低。如果毛毯织造疏松,可以提高毛毯的滤水性,但表面平整性及耐久性会降低。由于编织毛毯在使用上存在的局限性,逐步被针刺毛毯所代替。
  (2)针刺毛毯:针刺毛毯使用高比例的合成纤维为原料制成,分为布基针刺毛毯和网基针刺毛毯两种。
  布基针刺毛毯是用很松的毛布作基布,用针刺的方法在其两面各植入大量的纤维绒毛。在压榨过程中纸页接触的是纤维绒毛,可以减少纸页的毯印,并提高平滑度。基布的密度较小,可以减少排水的阻力,有很强的滤水性能,同时由于纤维绒毛是垂直刺入基布的,有利于垂直方向脱水。
  网基针刺毛毯,又叫棕丝底网毛毯,它是将较粗的涤纶等合成纤维单丝织成底网,然后再经铺绒、针刺及热定型等工艺制成的。与布基针刺毛毯相比,它具有更好的滤水性能。由于所采用的单丝强度大,所以使用寿命也更长。
  毛毯的选择、调整、洗涤
  (1)毛毯的选择:在选用造纸毛毯时应根据造纸机的类型、抄速、生产的品种、纸料的性质、压榨部位等因素来选择。
  在一般情况下,第一道压榨的纸页水分比较大,需要排出的水比较多,要求毛毯具有较好的滤水性和适当的弹性及平滑性,可以选用标重较小的平织毛毯。第二道压榨,纸页水分相对减少,压榨比压增加,需要毛毯的压缩性较低,平滑性略好些,可以选用标重略大的平织或斜纹毛毯。第三道压榨要消除第一、二道压榨的毛毯痕,应选用标重大些、平滑性良好、组织紧密的斜纹毛毯。
  不同的纸张对毛毯的选用也有不同的要求,生产一般纸张时,第一道压榨可选用600~700克/平方米之间的平织毛毯,第二道压榨可选用680750克/平方米之间的平织毛毯,第三道压榨可选用800~850克/平方米之间的破斜纹毛毯。如用于生产高级纸张时,可选用较薄一些的毛毯。
  如果使用针刺毛毯,由于其滤水性能较好,选用毛毯的标重应比编织毛毯略高一些,如一般情况下,一压针刺毛毯可选用700~800克/平方米,二压毛毯可选用800~1000克/平方米,三压可选用9001100克/平方米的针刺毛毯。
  (2)毛毯的调整:普通毛毯沿横向都织有一条与毛毯纵向成直角而颜色不同的线,这条线叫标准线,或者“蓝线”。毛毯在正常运行中,标准线应和压辊保持基本平行。如果毛毯整个横幅松紧不一致,或压辊压力不均匀时,常会发生毛毯标准线凸进或凹退或全线倾斜的现象,使毛毯孔眼由方形变成菱形,缩小了有效脱水面积,影响脱水效率,也常会因此造成湿纸压花等纸病,缩短毛毯使用寿命。所以应该注意控制毛毯标准线,使其保持平直。
  毛毯标准线如果出现凸前,主要是由于压辊的中高过大,中间的线速度比两边大或压辊压力不足造成的。调整的办法:一是把压辊研磨成正确的中高,二是适当加大压榨辊的线压力。在低速纸机上有时也可以选择适当的毛毯辊用垫纸的办法(即将毛毯辊两边卷上适当层数的纸页)来解决。
  毛毯标准线如果出现凹后,这主要是由于下压辊中高不足,或者中高正确,但加压过大所造成的。如果中高不足,则可以通过研磨中高,或在适当的毛毯辊中间垫纸解决。如果因为压力过大,则应适当降低压力。
  毛毯标准线发生倾斜,是因为毛毯两边松紧不一致或者压辊两侧的压力不一致造成的。可以通过设法拉紧毛毯松边或调节上压辊的压力进行调整。
  (3)毛毯的洗涤:在生产过程中,纸料中的细小纤维、胶料、填料等物质及生产用水的杂质极易附着在毛毯上,污染毛毯,堵塞毛毯孔眼,降低毛毯的滤水性能,甚至产生纸页的压花、断头。因此毛毯的洗涤在生产上非常重要。
  毛毯洗涤的方法分为生产中洗涤和停机洗涤两种。
  生产中洗涤一般利用毛毯的清洁设备,如打毯器、喷水管、挤水辊、真空吸水箱等进行经常性洗涤。停机洗涤时,应放松毛毯,在爬行速度运转并使用毛毯洗涤剂进行清洗。
  干燥部的作用及构件
  由压榨部出来的湿纸页一般还含有50%~70%的水分,这些残留的水分很难再用机械的方法除去。干燥部的作用就是用加热的方法使水分蒸发,进一步除去纸页中的水分。通过干燥,纸的水分一般达到5%~9%,纸板的水分达到10%~12%。在干燥脱水的过程中,纸页得到一定的收缩,纤维结合得更加紧密,增加了纸和纸板的强度,同时还可以提高纸页的平滑度,完成纸的施胶。
  造纸机的干燥部主要由一至若干个烘缸组成。另外还有干毯、冷缸、通汽系统、排风系统等构件。
  (1)烘缸:烘缸是造纸机干燥部的主体。它是用优质铸铁制造的封闭式薄壁圆筒,可以承受一定的蒸汽压力。烘缸的表面非常光滑,可以使纸页紧密地贴附于上面。多烘缸纸机的干燥部通常分上下两层布置,纸页两面可以交替与烘缸面贴附,以消除纸张的平滑度两面差,并防止向一面卷曲。根据工艺要求,全部烘缸一般分成若干组,每组烘缸共用一条干毯及一个烘毯缸。每个烘缸上都配有刮刀,用以除去黏附于烘缸表面上的纸屑、细小纤维等杂质,并防止纸页在烘缸上缠绕。
  (2)干毯:干毯又称帆布,它用在纸机干燥部包绕于烘缸的表面,改善纸页与烘缸的接触,增加传热强度,提高纸页平滑度,防止纸页变形和起皱,同时传递纸页通过干燥部,并带动相关的干毯导辊。因此要求干毯具有足够的强度、透气度、吸水性及耐磨、耐热、表面平滑等特性。
  干毯有帆布干毯、针刺干毯和干网等种类。目前常采用聚酯干网,其成本低,寿命长,耐酸碱,耐腐蚀,耐磨,但对热较敏感,容易降解。一般干燥前期使用帆布和针刺干毯,以减少毯印,干燥后期使用干网,提高干燥效率。
  (3)冷缸:冷缸结构与烘缸相似,置于干燥部的末端,内部通冷水,用于降低纸的温度(从70~90℃降至50~55℃),提高干纸的含水量(通常可提高1.5%~2.5%),从而提高纸的柔软性和弹性,适应压光机的需要,提高纸的紧度和平滑度,并减少纸的静电。
  (4)排风设备:纸页在干燥部水分从50%~70%降到5%~9%,蒸发出大量的水分,如果不将这些含水量大的湿空气排出车间,就会影响干燥部的干燥效果。一般在干燥部设置烘缸罩,并使其与通风管道及排风机相连,在排风机作用下,强制将烘缸罩内的湿空气排出车间,降低空气湿度,提高干燥效率。
  另外,对于中高速纸机,在干燥部还配置有引纸绳,用于自动引纸。
  干燥部通汽方式
  在造纸机的干燥部,烘缸通汽的方式有两种,即无蒸汽循环的单段通汽和有蒸汽循环的多段通汽。
  (1)单段通汽:蒸汽由总汽管分别引进每个烘缸,冷凝水通过连接排水管的阻汽排水阀排出,流入收集槽,用泵送入锅炉房,这种通汽方式称为单段通汽。它的优点是管线比较简单,操作方便,但热能利用较差,常用在烘缸数量较少的小型造纸机上。
  (2)多段通汽:为了更有效地利用蒸汽热能,实现一汽多用、节约蒸汽,现代化多烘缸造纸机多采用二段或三段通汽方式。
  三段通汽是根据干燥温度曲线的要求,把整个干燥部的烘缸分为三段,各段间进汽总管与泛汽总管用阀门隔开。通汽方式是首先将新鲜蒸汽通入要求温度高的一组烘缸中,将这些烘缸排出的冷凝水和泛汽导致水汽分离器,析出二次蒸汽,送入要求温度稍低的一组烘缸中,再将这一组烘缸排出的冷凝水和泛汽送至水汽分离器,再析出二次蒸汽,供最后一组烘缸使用。最后一组的烘缸是要求温度最低的,由最后一组烘缸排出的冷凝水和蒸汽也必须送到汽水分离器,将冷凝水(包括前二组烘缸排出的冷凝水)送到锅炉房回用。
  为有效地排除冷凝水并运用二次蒸汽,各段烘缸之间的压力差应保持在30千帕以上。在三段通汽系统中,除了蒸汽自然循环外,在最后一段的冷凝水管上还设置真空泵来加强循环,以保持必要的压差,并排出进入烘缸的空气。
  通常第一组烘缸占干燥部烘缸总数的60%~70%,由干燥部中部的烘缸组成,第二组烘缸占20%~35%,由干燥部后部的烘缸组成,第三组由干燥部前段几个温度比较低的烘缸组成。如果第二组的蒸汽压力偏低,不能满足要求时,也可以补充新鲜蒸汽。三段通汽是以干燥温度曲线为依据进行管道配置,与烘缸的分组不相干。根据生产纸种的不同,组合方式也不一样。
  多段通汽管线比较复杂,但可以充分利用热能,降低蒸汽的用量,与单段通汽相比,吨纸耗汽量可以降低10%~15%
  压光机的作用及形式
  有些纸张如滤纸、吸墨纸等,从干燥部出来后已达到了所需要的质量标准成为成品了,但是对于大多数纸种来说,由于表面粗糙、结构疏松,需要进一步提高其平滑度、光泽度、紧度,使其全幅纸宽上厚度一致才能满足要求。一般通过压光处理达到这个目的。经过压光的纸页,其性质会发生以下变化:①紧度增加,厚度缩小且比较均匀,纸的适印性提高;②纸页透气度、白度、不透明度有所降低;③纸的网印及毛毯痕减轻,光泽度和平滑度提高,两面差减小;④施胶度和强度下降。
  纸页压光是在压光机上完成的。压光机一般有普通压光机、超级压光机和软辊压光机三种形式。
  (1)普通压光机:普通压光机一般安装在造纸机干燥部的后面,与造纸机组合在一起,对纸和纸板进行压光,所以也叫纸机压光机。普通压光机一般由3~8个不同直径的钢辊组成。下辊是主动辊,其余的由辊子间的摩擦而转动。在进行压光时,纸页由上到下从这些辊子之间通过,受到辊子的压力和滑动摩擦,从而提高其平滑度、光泽度和紧度。普通压光机压辊之间是“硬对硬”接触,对于表面不平滑的纸页,辊面只压到其凸起的部分,凹处则压不到。接触的地方紧度增加,容易形成压光点,纸页表面特性不均匀。
  (2)超级压光机:超级压光机的结构与普通压光机相似,不同之处在于超级压光机辊子数目较多,一般12~16辊,线压力较大,车速较快,除钢辊外,还有纸粕辊与之相间排列。纸粕辊由一种特殊的纸制成,主要成分是毛、棉、麻、硫酸盐纸浆和石棉等。在进行压光时,纸粕辊会产生变形,压区变宽,可以承受较大的线压力,可以使纸页得到更高的紧度、平滑度和光泽度。超级压光机不与纸机安装在一起,单独安装使用。
  (3)软辊压光机:软辊压光机从上世纪80年代才开始用于造纸行业,可与造纸机安装在一起,也可以独立安装在造纸机以外。
  软辊压光机每个压区由一根可控中高软辊和一根加热钢辊组成。软辊外面包覆聚氨酯弹性材料,钢辊可以通过热油加热,油温最高可达220℃在进行纸页压光时,软光压光机的压区较宽,比压较小,同时把机械能转化为热能传递给纸页,软化纸页纤维,使其更容易压光,增加平滑度。由于软辊辊面弹性好,可以适应纸幅不好的匀度和定量变化,使纸页具有均匀的平滑度和紧度。软辊压光机的另一好处是纸页即使有较高的水分,也不会出现压黑和色斑的现象。软辊压光机最普遍的排列是二组串联的形式。第一组软辊为顶辊时,第二组则软辊为底辊,这种布置可以使纸幅两面均受到相同的压光整饰,如果有的纸张只需要单面压光整饰,则只需要一个压区即可。
  软辊压光机发展很迅速,多用于高级纸张的生产,有的地方可以代替超级压光机。
  卷纸机的作用
  卷纸机位于造纸机的末端,用来把纸页卷成纸卷。卷纸机性能的好坏直接影响纸卷的紧度和质量,并影响到纸卷的贮存和下一步的加工性能。如果纸卷太松,在存放时容易变形,失去原有的圆筒形状,在后面的复卷机或切纸机上退纸时会因转动不均匀造成纸幅震动和拉力不一致,增加纸页的断头。如果卷得太紧,退纸时会因纸页弹性变小而断纸。另外,卷纸质量不好,还有产生折子等纸病,影响纸页的质量和纸机的产量。
  目前最常用的是水平圆筒卷纸机。它由卷纸缸、双支杆、卷纸辊等组成。其中卷纸缸为主动圆筒,其速度与造纸机的车速相同或略快,纸卷就是借它与卷纸缸之间的摩擦力带动卷纸。卷纸缸里面一般通冷水,用于冷却纸页和清除静电,因此有时也叫“冷缸卷取”。
  在圆筒式卷纸机上,卷纸的紧度取决于纸卷与卷纸缸之间的压力。在卷纸缸两侧的支架上,设有调压螺杆,可以使卷纸辊轴颈作前后移动,调节纸卷对冷缸的压力,从而保持纸卷与卷纸缸压力的均匀一致。在新式纸机上多采用了气动加压和退开的装置,通过操作箱控制副臂及主臂的气压,来调节卷纸辊与卷纸缸的线压力,使造纸机下来的纸张卷成紧度均匀的卷筒纸。
  长网纸机的传动
  长网纸机的传动分为定速部分和变速部分。定速部分是指辅助设备的传动,包括搅拌器、筛浆机、摇振装置及浆泵、白水泵、真空泵等。这部分传动不因纸张在纸机上的运行速度变化而变动。变速部分是指纸机本身的传动,包括伏辊、下压辊、烘缸、压光机及卷纸机等。这部分传动的速度随纸料性质、纸张品种及纸机运行速度而改变。
  纸机本身的传动一般有两种方式,即单电机总轴传动和多电机分部传动。
  单电机总轴传动即采用一台大功率交流异步电机带动一根总传动轴。总轴有横轴和纵轴两种排列方式,用得较多的是纵轴传动方式。纵轴沿造纸机纵向排列,通过皮带轮与电动机相连,而各个传动点则通过锥形皮带轮、变速箱与总轴相连而转动。每个传动点还设有离合器装置。
  多电机分部传动即在每个传动点都有自己独立的电动机,电动机与纸机传动轴之间通过减速器连接。调速通过控制直流电机的转速而实现。多电机分部传动的优点是传动稳定,结构简单,便于生产过程的自动控制和调节,维修方便,新式纸机多数采用多电机分部传动的方式。
  无论采用哪一种传动方式,造纸机本身的传动必须保证造纸机的车速在一定的范围内获得平稳的调整。一方面,造纸机在运行时车速必须稳定,各部分不应因为该部分负荷变化而使车速发生改变,以免造成各部的速差发生变化,引起纸机“断头”,或者影响纸页的质量。另一方面,为了提高纸机的适应性,要求纸机的传动能有较大的变化范围,对于品种单一、变化较小的纸机,变化范围一般为1∶2。对于纸种和定量变化较大的纸机,变化范围应为1∶6~1∶10。同时纸机各部分的速度也应有10%~15%的调节范围。
  为了便于检查、维修,各传动组还应设计有15~25米/分钟的爬行速度。
  造纸机的白水的回收
  在抄纸过程中,有大量的白水由造纸机的湿部排出,白水中含有大量的细小纤维、填料、胶料等物质。回收白水,不但可以回收其中的细小纤维和物料,降低清水用量,节约成本,而且可以减轻因废水排放造成的环境污染。
  为了充分利用纸机上的白水,应尽量根据白水浓度的不同分级回收,因为从纸机不同部位脱出的白水的浓度和组成是不同的。例如:纸机网下真空箱之前的网下白水浓度较高,简称浓白水;而真空箱和压榨部脱出的白水浓度较低简称稀白水;另外还有洗毛毯水,因为其中含有毛毯毛,应该与网下白水分开回收。纸机白水循环利用的原则是在不影响纸机操作和成纸质量的前提下,尽量对白水加以处理和利用,并应根据白水的浓度不同分级回收,优先利用浓白水。
  一般造纸机白水采用三级循环的方式来处理回收。第一级循环是采取网部的浓白水用于冲浆稀释系统,不但可以回收细小纤维,而且可以改善纸页匀度和施胶度。第二级循环是将第一级剩余的浓白水和稀白水经白水回收设备处理,将其中的物料回收;第三级循环是将第二级循环多余的水及其他的水经水处理设备回收处理,然后循环使用。
  白水回收的方法和设备很多,一般分为沉淀法、气浮法、过滤法三类。在白水回收系统中,可以使用一种类型的设备,也可以使用两种或两种以上类型设备相结合处理。
  沉淀法是利用纤维等物料相对密度略大于水的原理,使纤维和填料沉淀,从而达到回收纤维和填料并澄清白水的目的。为了加速沉淀速度,可以加入一定量的沉凝剂(如硅酸铝、聚氧化乙烯等)。沉淀法使用的白水处理设备有白水塔、沉淀池、加速澄清池等。它的缺点是处理周期长,设备庞大,占地面积较多。
  气浮法是一种较为先进的白水处理方法,它是在一定压力下将压缩空气溶入水中制成溶气水,然后再经过特殊结构的释放器将溶气水释放到需要处理的白水中,产生无数的微气泡,这些微气泡吸附到细小纤维上,使细小纤维密度变小而浮出液体表面,形成纤维层,然后再用刮板收集回收。气浮法设备主要为气浮白水回收机,与沉淀法相比,气浮法简单高效,但要消耗一部分电能。
  过滤法是采用各种型式的过滤介质处理白水的一种方法。处理设备主要有圆盘式过滤机、真空过滤机、圆网浓缩机等,其中圆盘式过滤机因澄清白水效果好,回收物料效率高,占地面积小,在高速纸机生产线上应用较多。
  圆网造纸机的分类
  圆网造纸机是由圆网部、压榨部、干燥部和卷取部等组成。与长网纸机相比,最大的区别在于网部结构和纸页成形方式的不同,其他部位的结构原理基本一样。圆网纸机的圆网部由圆网笼、网槽、伏辊等构件组成。圆网笼在网槽内回转,由于网内外水位差产生的过滤作用,把纤维吸附到网上形成湿纸页,湿纸页由毛毯经伏辊初步脱水后送到压榨部、烘干部进行脱水、烘干,从而形成纸页。由于圆网纸机网部结构的特点,所生产的纸页一般纵横向拉力比、纸页两面差大,同时因为脱水面积小及受离心力的影响,车速一般相对较慢,给进一步提高产量和扩大纸页品种带来一定困难。旧式的圆网纸机结构简单,占地面积小,投资低,上马快,在我国的中小型造纸企业应用比较广泛。
  为了提高圆网纸机的车速、产量、质量和效率,国内外都对圆网部进行了许多研究和技术改进,出现了许多形式的新型圆网造纸机,如真空圆网、加压圆网、超成型圆网、快速成型圆网等,因而圆网机不再是低档次纸机的代名词。如国际上用于生产卫生纸的新月形成型器圆网纸机实际最高车速达到2100米/分钟,甚至超过了长网纸机的最高车速。
  圆网造纸机按照圆网及烘缸的数量一般分为以下几种类型:
  (1)单圆网单烘缸造纸机:又称扬克纸机,常用于生产定量较低的单面光纸张,如有光纸、单面书写纸、印刷纸、包装纸及卫生纸等。
  (2)双圆网双烘缸造纸机:可以改善纸页匀度,提高干燥性能,降低两面差,可用于生产50克/平方米以上的双面光纸张,如书写纸、凸版印刷纸等。
  (3)多圆网多烘缸造纸机:主要用于抄造各种板纸和纸板,特别适合抄造分别以不同纸浆作为面浆、芯浆、底浆的纸板。
  圆网笼的作用
  在圆网造纸机的圆网部,圆网笼浸放于网槽中,其作用是利用过滤原理把进入网槽的纸浆脱去部分水分,在网上形成组织均匀的湿纸页,然后由毛毯带动伏辊脱水后进入压榨部。因此,圆网笼是形成纸页的关键设备。
  圆网笼的结构是一个圆筒形的中空骨架,直径一般900~1500毫米,通过轮辐与中心轴连接。网笼的外围包覆一层里网和一层外网,其中里网一般采用8~10目的铜网,外网则采用50~80目的铜网或塑料网。网目的选择应根据纸张的品种和纸料的性质而定。
  圆网笼对纸页的质量和造纸机的运转效率起着非常重要的作用。因此,在结构上应运转灵活,脱水均匀,在湿纸页形成过程中及形成后,不许产生搅动,以免破坏已形成的纸页。另外,应有足够的强度和刚度,以承受伏辊及毛毯的压力和拉力,有准确的几何形状,安装应保持水平。
  网槽的种类及原理
  网槽由流浆箱和弧底槽两部分组成,流浆箱的作用是使流入网槽的纸料分散均匀而且有一定的流速。网槽过去一般由木材或塑料板制成,现在多采用不锈钢材料,表面十分光滑,防止纤维沉积和便于清洗。
  圆网槽有两类,一类是顺流式网槽,浆流的方向与圆网笼回转的方向一致;另一类是逆流式网槽,浆流的方向与圆网笼的回转方向相反。其中顺流式网槽又包括顺流溢浆式、活动弧板式、喷浆式等。不同的网槽结构各有特点,对纸张的质量有不同的影响。
  (1)顺流溢浆式网槽:顺流溢浆式网槽的结构,特点是:纸料与圆网笼的有效接触面积较大,上网浓度低,纤维分散较好,生产的纸张匀度较好,背面比较平滑,透气度低,纵横向拉力比较大。一般可以用于生产普通书写纸和印刷纸,也可以生产纵向拉力要求比较大的纸张。
  (2)活动弧形板式网槽:这种网槽也属于顺流式网槽,特点是:它有一个可以调节的弧形板,可以方便调节纸料的流速和网速相适应,以适应纸张定量和品种的变化。它的挂浆弧长较短,滤水面积小,上网浓度较大。所生产的纸张纵横向拉力比略小,背面粗糙,但透气度较大,常用于生产薄型纸,也可以用于生产书写纸和印刷纸。
  (3)喷浆式网槽:喷浆式网槽的结构,特点是:纸料与圆网有效接触面积较小,滤水能力差,上网浓度高,所抄造的纸页纸质松厚,吸收性能好,纵横向拉力比较小,但匀度较差。可用于生产吸收性较好的纸或纸板,如卫生纸、包装纸等。
  (4)逆流式网槽:逆流式网槽的结构,它的上旋侧为进料口,可以防止纸料浓度逐渐升高,网笼对网槽内纸料有轻微搅动的作用,纤维交织较好,所生产的纸页纵横向拉力比较小,纸质疏松,适用于多圆网纸机的纸板抄造。
  圆网纸机纸页的形成
  圆网纸机纸页形成的过程是:纸料以一定的浓度进入网槽,并得到匀整和分散,使纸料保持均匀分布的状态和一定的流速。由于网笼外部水位高于内部的水位,当圆网转入网槽液面时,纸料中的水由圆网滤出,纤维就吸附在网面上。随着圆网的转动,吸附的纤维越来越厚,当圆网转出液面时,形成的纤维层在网面上继续脱水,直到与毛毯相遇,经伏辊轻压脱水后贴在毛毯上,随毛毯进入压榨部,而网笼继续转动,经喷水管冲洗后再次浸入纸料中。
  圆网纸机纸页的形成是一个复杂的过程,除受到过滤作用外,还受到选分作用和冲刷作用等。
  一般情况下,当圆网笼在网槽内回转时,纸料开始上网。开始时滤水速度快,比较粗长的纤维优先上网,细小的纤维易穿过网眼进入白水,当粗长纤维形成一个滤层后,细小纤维才会因表面积大、吸附强,附着到所形成的湿纸页上。这种圆网笼对纤维产生的选择性就是“选分作用”。
  随着圆网笼的继续回转,网面纤维继续增厚,过滤作用减小,所吸附的粗长纤维比较疏松,会因纸料的摩擦被冲刷下来。这就是所谓的“冲刷作用”。由于冲刷作用在圆网笼离开液面时,网面最外层纤维又因重力关系而往回滑落。选分作用和冲刷作用会影响纸页的匀度,使纸页产生成两面差。
  纸的完成和整理
  从卷纸机上下来的纸虽然具备了一些所需要的性能,但还不是最终产品,需要进一步的完成和整理。其目的主要有:裁切成一定规格的平板纸或卷成一定宽度且松紧一致的卷筒纸,以适应不同纸种的不同用途;将在造纸过程中产生的影响使用的纸张挑选出来;对具有特殊用途的纸张进一步加工,如提高纸面平滑度、光泽度、改善纸页外观;对纸张进行包装,适应贮存和运输的要求。
  纸张的完成和整理流程随纸张的种类及要求而定,一般过程如下:
  卷筒纸完成整理流程:
  平板纸完成和整理流程:
  (1)纸的超级压光:纸的超级压光是在超级压光机上完成的,目的是进步提高纸的平滑度、光泽度和紧度,改善纸页的厚度均一性。用于超级压光的纸可以是经过普通压光的,也可以是未压光的,也可以是经过涂布加工的。根据需要,也可以用软辊压光机处理纸张。
  (2)卷筒纸的整理:从造纸机下来或经过超压的纸卷一般比较松软,两边不齐,宽度不适合用户使用,同时卷筒时还有断头和纸病,所以需要将纸卷重新复卷一次。复卷是在复卷机上完成的。复卷机的作用就是切去纸幅的毛边,纵向切成一幅或几幅规定尺寸的纸幅,并将纸幅卷在标准内径的纸芯上,成为一定直径、宽度、紧而均匀、两边整齐的卷筒纸,以满足轮转印刷或加工的需要。在复卷过程中,可以剔除纸病,并接好断头。
  复卷后的卷筒纸需要进行包装,低速纸机一般人工完成,现代化大型纸机一般配备自动包装系统,可以自动完成卷筒纸的包装及粘贴封头工作。
  (3)平板纸的整理:对于大多数的书写纸、印刷纸及纸板,根据使用和印刷的要求,需要裁切成一定规格尺寸的平板纸。平板纸的裁切在切纸机上完成。最常用的切纸机为回转式切纸机。裁切的平板纸应切边整齐无偏斜。裁切后的平板纸需要人工选纸,根据纸张质量要求将带有外观纸病的纸张挑出来,把选过的纸张整理整齐,然后按500张一令进行数纸,最后再按要求进行包装打件。

知识出处

奇妙的造纸术

《奇妙的造纸术》

出版者:山东科学技术出版社

本书讲述了造纸工业快速、健康和可持续发展,带动了相关产业的发展。我国的现代造纸工业在国民经济建设中占有重要地位。以便人们特别是广大青少年更好地了解造纸工业,普及造纸技术基础知识。

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