维亚造纸机械对于斜网流浆箱成形器的说明
2023-01-06 11:56
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随着特种纸在品种、功能、质量等方面发展的新需求,有力地促进了用于特种纸湿法抄造的斜网成形器的开发创新。本文就斜网成形器重点技术问题进行了详细介绍。


成形过程


斜网成形器的成形过程分上网、成形、脱水三个功能段


上网段作用:接受供浆系统来浆,通过横向布浆、匀整浆流,把速度一致、纤维分散的浆料上网,进入成形段。

西安维亚造纸机械设备厂家

成形段作用:将上网段来的浆料脱水成形为纤维组织定形的湿纸页,水线是成形段功能完成的标志。成形段是直接决定纸页成形质量的功能区,是斜网成形器设计的技术核心。

脱水段作用:对纤维组织已定形的湿纸页进一步脱水,大幅提高出网干度,以可靠引纸出网部。

成形特点


1.低浓大流量脱水成形能力


基于斜网结构——倾斜脱水箱为大开度脱水成形流道设计提供足够空间,使斜网成形段能接受巨大流量,按要求浆速进行脱水成形。这一特点充分满足了特种纸长纤维的低浓抄造要求,也为良好匀度及横幅定量创造良好工艺条件保证。


2.恒定脱水压差下,脱水和成形同时进行


浆流一进入成形段马上脱水,同时就形成纤维沉积浆层,这种不间断同时脱水与成形一直至湿纸页形成。且在恒定脱水压差作用下纤维不断堆积成松紧一致、组织蓬松的纸页结构,对于要求透气度高、松厚度好的特种纸(如过滤纸)是至关重要的。


3.全程均衡一致的浆网速差进行脱水成形


浆网速差是决定纤维排列方向的主要因素,斜网通过成形装置调节和脱水箱分区脱水量的控制,能实现成形全过程浆网速差均衡,有效控制成形纸页的异向性(MD/CD)。当浆网速差很小时,斜网抄造出纸页纵横强度很接近。同时浆速均衡使脱水成形在平稳、无干扰流态下进行,有利于提高成形质量。


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产品分类
斜网成形器的基本型式由斜网流浆箱结构特征进行分类,因为斜网部结构大同小异。

敞开式斜网成形器

该斜网流浆箱特征为:浆料通过流浆箱时,有一面与大气连通,存在一个浆流自由面,其适用范围为:中低速斜网,一般车速低于150m/min;适宜抄造比重和水一致的纤维,对比重和水差异大的纤维不宜选用,因为浆料通过液位较高的上网区浆速缓慢,易造成纤维絮聚及比重不同的纤维上浮或下沉。

斜网操作工艺参数

也称水力式或满流式斜网成形器。该成形器特征为浆料通过流浆箱时,全部在封闭流道或管道内运行,没有和大气接触的自由浆面,因此其适用范围为:用于各种车速的斜网,抄造要求质量高者;特别适用于比重与水不同和比重不一的纤维混合抄造;适于层流式飘片斜网。

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在上述二类斜网成形器的基础上,为适合特种纸的众多纸种和不同性能的抄造要求,可按成形网数量、成形装置、不同成形器组合等组合型式对斜网成形器进行型式分类。

结构分析
斜网成形器最突出的结构特点是斜网部中的脱水箱与斜网流浆箱二者互为一体,共同组成脱水成形区,完成浆料脱水成形。

斜网流浆箱

斜网成形器的核心功能件,主要由布浆器、匀整元件和成形装置等组成。

布浆器
是流浆箱进口,接受供浆系统来浆,并沿纸机横幅方向均匀布浆,把浆速一致、纤维分布良好的浆流送到匀整区。目前用于新型斜网成形的布浆器主要型式有二种:

(1)锥管布浆器

该型式目前广泛用于各种流浆箱布浆,但在斜网上应用有下述不足之处:在换网和清洗维护时,起抬斜网,要拆卸进出锥管法兰上多个连接螺栓,且容易损坏密封件;斜网进浆量巨大特点,造成锥管进浆夹角大,影响布浆质量;为保证锥管等压上浆,有10 %~15%的回流浆量,车间管道布置麻烦和上浆泵能耗浪费;锥管设计与制造存在等压计算误差,造成横幅布浆系统误差。

(2)中心布浆器

中心布浆器是近年国际上推广的最新型布浆器,横幅布浆精度高,能充分保证压力相同、速度一致的浆流进入流浆箱,尤其斜网清洗换网时,斜网大尺寸起抬,因有柔性布浆软管,无须拆卸任何机件,深受斜网操作人员欢迎。同时还具有以下优点:设有缓和及消除来浆压力波动的脉冲衰减装置,对水力式斜网尤为重要;进浆方向与纸机方向一致,无须像锥管布浆90°转向,纤维分布理想;布浆器不需回流,避免部分浆料无功往返,简化管道布置和上浆泵节能;方便设置人工调节或自动控制稀释水调浓,增加精确控制横幅定量的技术手段。

2
匀整元件
匀整元件是流浆箱上网段中浆料整理的功能部件,对已布浆的浆流进一步细化分布和匀整作用,使浆流流速一致,纤维均匀分散,并产生微湍动流向成形段脱水成形。

斜网常用匀整元件有静止的台阶孔板、管束及浮动的飘片,转动的匀浆辊因产生大尺度湍动很少选用。

(1)台阶孔板:适用于中低速敞开式斜网成形器,参照台阶扩散器规范设计。

(2)管束:多用于中高速水力式斜网流浆箱,在斜网中应用,应注意长纤维浆料的管束设计要求,避免产生挂浆。

(3)飘片:适合高速斜网流浆箱和多层斜网流浆箱分隔浆层用,国产斜网已有三层飘片斜网生产运行。

3
成形装置
接收匀整元件送来的均布浆流,在恒定的压差下有序脱水,成形成湿纸页(水线)。成形装置应和脱水箱组合设计。


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4
密封装置
斜网的密封装置对斜网正常生产和纸面质量至关重要,主要有唇口密封和侧墙密封。

(1)唇口密封

箱体下唇口和运动的成形网间缺口必须加以密封,防止浆料外溢。

唇口密封有二种形式:①接触式密封:裙布借浆流压力紧贴在网上,起密封浆流作用。目前是国内斜网常用结构,使用效果不甚理想,在纸面易出现不规则浆点。


②非接触式密封:裙布与成形网工作时不接触,用一定压力的密封水,防止浆料外流,有效防止产生浆点。

(2)侧墙密封

斜网侧墙与移动的成形网间留有工作间隙,较高液位浆料必然从间歇处外溢,必须加以密封。

①接触式密封:传统用密封片接触贴网防止浆料外流,在其接触位置易产生浆块,影响正常运行(网磨损或闷车现象),浆块引起纸边不齐,对低定量纸易造成断头和引纸困难。

②非接触式水力密封:采用迷宫式水封防止浆料外溢与浆块产生,两侧纸边光滑平整,消除网边磨损。尤其在抄造低定量茶叶滤纸时,效果良好。

5
安全装置
中高速水力式斜网成形器必须加设安全装置,一旦出浆唇口堵浆(如网部停机、真空泵失灵等)上浆泵仍继续供浆,会导致斜网封闭锥型成形区内压力骤升,产生巨大上顶力,引起设备事故。有安全装置时,当成形区内压升至安全设定值时,出浆唇口迅速上抬,排除堵浆,释放内压。一般安全装置与DCS连线。

斜网部

斜网部设计应保证成形网可靠运行(提供网张力、校正及清洗等),并对湿纸页进一步脱水直至引纸出网,其中脱水箱和真空吸水箱应重点关注。


1
脱水箱
脱水箱和成形装置构成斜网脱水成形区,因此脱水箱应具有下列功能:具有充分的脱水能力,能顺利排出巨大流量的浓白水;提供恒定、可控的脱水压差;中间排水,有利横幅脱水均匀一致。


2
真空吸水箱
斜网真空吸水箱是斜网脱水重要一环,具有二个功能作用:脱走湿纸页内水分,大幅度提高出网干度;有益提高纸页透气性,这是某些特种纸所特别关注的。


因此,真空吸水箱设计和其真空系统配置,应按相关规范设计,避免产生真空脉冲现象,影响斜网部正常运行。


斜网抄造生产要点
斜网生产中,应对抄造质量和正常运行的工艺参数进行现场调控。

可调工艺参数的选用

1
上网浓度
上网浓度首先要保证抄造成形质量,尤其长纤维。在定量确定前提下,上网浓度是决定上网浆量的主要参数,上网浓度较低时的调节将引起上浆量较大变动,如浆浓由0.03%调到0.02%,上浆量将增大50%。


2
浆网速差(比)
浆网速差是影响成形质量和纸页性能异向性(纤维方向排列)的重要因素,是斜网操作常需调控的工艺参数,一般通过浆速调整对已定网速加以控制,操作应注意以下事项:

(1)浆速不允许高于网速。长网成形允许浆网速比>1,而斜网成形中不行,它会造成初始成形沉积在网上的浆层,被浆流冲刷破坏,在湿纸页上形成波浪形浆块,已有生产实践证实。


(2)浆网速比应按成纸要求的纵横性能比调整,应通过质量数据反馈与总结,建立MD/CD与浆网速比的对应规律。

(3)生产实践证明,在成形质量达到要求的前提下,可采取较大的浆网速差,有益延长脱水时间。

3
脱水压差
脱水压差是保证斜网脱水的动力参数,是在恒定的脱水压差下完成全程平稳、均匀的脱水,保证纸页的良好松厚度和透气性。脱水压差主要由脱水阻力决定,通过脱水箱的真空度调节,建议在保证脱水量的前提下,尽量选用低真空度,以减少成形网磨损和网部驱网辊动力消耗。

脱水量控制与脱水曲线

脱水快慢直接影响斜网成形,如脱水太快,易造成浆料初始沉积层中细小纤维过多流失,从而加剧两面差和产生针孔可能;而脱水太慢,延缓成形过程——水线位置后移,脱水速度取决于脱水箱各分区的脱水量的选用与分配。

分区脱水量控制
设斜网脱水箱由4个分区( 箱)组成,并承担成形区脱水量Q脱,通过Q脱=Q进-Q出=Q1+Q2+Q3+Q4流量关系,Q1~Q4成为斜网抄造要全面考虑的生产参数,它不仅与脱水快慢有关,也关系成形区内浆速均衡。


脱水曲线应用
在选择分区脱水量的实践中,采用脱水曲线图,可以直观反映分区脱水量与浆速、浆网速比等关系。下面通过实际生产二类脱水曲线进行说明。

6个分区脱水量为202~316m3/h,网速为120m/m i n;浆速在77~89m/min,浆网速比0.74~0.64,波动较大。

如果希望成形区浆速分布平缓,可调整分区脱水量为287~265m3/h,则浆速基本为100m/min,浆网速比在0.84左右,脱水更趋平稳。通过以上两组不同分区脱水量设置时脱水曲线对比,合理分配分区脱水量能改善成形区浆速,浆网速比均衡性,使脱水速度平稳,有利于纸幅成形,当然也要考虑纤维脱水难易特性综合平衡。

斜网操作工艺参数

斜网主要参数:定量q、网速V网、上网浆量Q进、上网浓度C%、成形装置开度h等。

计算公式 h =f (G/C)

式中:h—成形装置开度,mm;G—抄造原纸定量,g/m2;C—上网浓度,%。f—计算系数(按不同斜网成形器设计参数确定)。

曲线法

已知定量和工作车速V 的条件下,对上网浆量、上网浓度和开度h按曲线查知。

表格法

在定量确定前提下,按给出的上网浆量Q、开度h 、车速V网等数据直接选用。

斜网成形器广泛用于特种纸湿法抄造,基于其成形特点:大流量低浓抄造;恒定压差下同时脱水成形;全程均衡一致的浆网速差。

斜网成形器型式与新型功能部件设计,以及抄造质量与品种等方面综合评价,国产斜网成形器技术已和国际先进水平同步,可满足国内特种纸生产发展需要。

斜网成形器实际抄造生产中,应充分重视可调工艺参数的选用和调节控制,分区脱水量选用尤为重要,以保证成形质量。

西安维亚造纸机械设备厂家

斜网成形器应按特种纸抄造要求专门设计与配置,并重视配套流程设计和过程控制,才能全面提高特种纸抄造水平。
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