第五章-纸和纸板的抄造课件.ppt
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- 第五 纸板 课件
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1、 第十五章第十五章 纸的抄造纸的抄造 第一节第一节 概述概述 一、纸和纸板的质量标准一、纸和纸板的质量标准 如对某个性能有如对某个性能有 疑问请疑问请举手举手!二、纸和纸板的规格尺寸二、纸和纸板的规格尺寸 三、纸的抄造方法和设备分类三、纸的抄造方法和设备分类 干法以空气为介质。设备较为简 抄造方法 单,但纸强度低,需加粘合 剂。湿法以水为介质。贯穿着加水、脱水的过程,设备庞大,且 污染环境,但成纸质量好。单长网 长网机 双长网 中、低速,抄宽较大。短长网 长、圆网混合机低速,抄宽较小。设备分类 单圆网 圆网机 双圆网 低速,小抄宽。多圆网 夹网机高速,大出口。四、造纸机的几个常用术语 1、造纸
2、机的生产能力 是指造纸机的计算产量。QVBqK1K2(g/min)VBqK1K2K360(T/D)0.06VBqK1K2K3/1000(T/D)式中:V车速(m/min)B抄宽(m)q定量(g/m)K1抄造率()K2成品率()K3工作时数(h/D)2、造纸机的车速 车速造纸机各部分的速度是不同的,一般所说的车速是指造纸机的出纸速度,即卷纸辊上纸卷的实际速度。以m/min表示。工作车速是指纸机最适宜的车速范围。平均车速也叫计算车速,是指平均先进操作水平的车速,用以计算完成生产计划的计算标准。最高车速是指造纸机在良好的工作条件下,在工作车速的基础上发挥20潜力后的车速。设计车速也叫结构车速、极限车
3、速。一般新式纸机按最高车速提高2030,用以计算零件的强度即机件所能承受的最大负荷极限和选用传动功率。爬行车速是指为了纸机启动时各部接头、检查和清洗纸机的铜网、毛布、干布和各部运转情况所使用的车速,一般只有1025m/min。3、浆速和网速 浆速是指纸料离开流浆箱堰(唇)口喷向铜网时的速度,由流浆箱中浆位高度(或压力)和堰(唇)口结构所决定。Vj602gH 式中:Vj浆速。m/min 堰口系数 H浆位高(或压力浆位),m 网速是指铜网的运转速度。由纸页性质而定,一般网速低于车速。网速浆速 VwKwVj 式中:Vw网速 Vj车速 Kw网速对车速的滞后系数 4、上网纸料和网上纸料 上网纸料是指离开
4、流浆箱喷向铜网的全部纸料,以绝干量/单位时间计。网上纸料 是指离开网部的湿纸页(包括两条湿纸边)中的绝干纸料量,即留 在网上的全部纸料,以绝干量/单位时间计。由此可有:上网纸料/网上纸料上浆系数 白水中绝干物量/网上纸料量漏损率 也可表示为:白水中绝干物量/上网纸料量漏损率 前者是对网上纸料而言,后者是对上网纸料而言。5、纸机的湿部与干部 湿部是指纸机上用机械方法进行脱水的各部分,自流浆箱至压榨部统称为湿部。干部是指纸机上以加热方法脱水的各部分,包括烘干部、压光、卷取部。6、造纸机宽度 净纸宽度也叫公称净纸宽度、成品宽或纸机幅宽。是 指纸机生产出来的成品纸的总幅宽度。抄宽也叫毛纸宽或纸幅宽度。
5、是卷纸辊上纸幅的宽度。抄宽净纸宽切边宽 切边宽一般为40mm 湿纸宽度抄纸过程中由于机械牵引力和干燥,各部纸 幅的宽度是不同的,湿纸宽度一般是指刚离开铜网时湿纸幅的 宽度,即两定边水针间的宽度。湿纸宽度毛纸宽度/(1横向总收缩率)即 BsBm/1 式中:Bs湿纸宽度,mm Bm毛纸宽度,mm 总横缩率,(BsBm)/Bs100 铜网宽度铜网两边间距离。BwBsABm/(1)A 式中A考虑湿纸边和铜网窜动加宽系数。一般开式引纸A200250mm,真空引纸A250300mm.压榨毛布和烘缸干布宽度比铜网宽度略大。BbBw150200mm 式中 Bb毛布或干布宽度,mm Bw铜网宽度,mm 造纸机的
6、轨距是指纸机两基础底轨中心线的 距离。B净纸宽;Bm抄宽;Bs湿纸宽;Bw铜网宽;Bb毛布和干布宽;Bg轨距 B Bm Bs BwBb Bg 7、左手机和右手机 造纸机分左手机和右手机,左手机用左手引纸较为顺手,右手机则用右手引纸较为顺手。确定左、右手机的方法是:站在造纸机的出纸端,面向纸机,如传动侧在左手边则为左手机,用Z表示;如传动侧在右手边则为右手机,用Y表示。8、造纸车间的“三率”(1)抄造率 抄造率抄造率抄造量/(抄造量抄造损纸量)100 (2)成品率 成品率成品率(合格成品量/抄造量)100 (3)合格率 合格率合格率(合格成品量/成品量)100 第三节第三节 纸料的流送和上网纸料
7、的流送和上网 一、纸浆悬浮液的流体特性 (一)纸浆悬浮液的特点 一般情况下,纸浆悬浮液是固相的纤维、液相的水和气相的空气组成,是一种三相同时存在的复杂体系。纸料则是比浆料更为复杂的一种分散体系。(二)纸浆悬浮液流动过程中的流动状态 1、纸浆悬浮液的流动状态 塞 流 混 流 湍 流 2、纸料流动状态对流送上网的影响 塞流区易絮聚,湍流区易分散,因此在不同的部 位应取不同流态。二、流浆箱的类型及其发展情况 三、湍流及其对纸浆流送的影响 (一)湍流的基本概念 1、湍流和微湍流 湍流是指当流体的雷诺数超过一定数值时,流体的流动状湍流是指当流体的雷诺数超过一定数值时,流体的流动状 态就成为湍流,这时流道
8、内每一个质点都有态就成为湍流,这时流道内每一个质点都有 不规则、杂乱无章不规则、杂乱无章 的运动。的运动。微湍流是指规模很小的湍流,在此情况下,流团作用力可微湍流是指规模很小的湍流,在此情况下,流团作用力可 以作用于每根单纤维,从而有利于分散纤维的絮聚。以作用于每根单纤维,从而有利于分散纤维的絮聚。6、湍流与絮聚的关系 有微湍流存在可使絮聚解散,当微湍流停止后,纤维会重新絮聚。絮聚与湍流密切相关:湍流强度大、规模较小,则能充分分散纤维絮聚物。湍流强度大、规模较小,则能充分分散纤维絮聚物。相反,强度很小,内能不足以分散絮聚物,则对分散不利。相反,强度很小,内能不足以分散絮聚物,则对分散不利。湍流
9、规模大,涡流湍流存在于大规模的涡流之中,分散作湍流规模大,涡流湍流存在于大规模的涡流之中,分散作 用小。用小。这些都表明,絮聚与湍流之间存在一定的平衡关系,实际生产中,要采取措施使平衡向着分散方面转移。尽量做到:增加湍流强度;增加湍流强度;降低湍流规模。降低湍流规模。纤维絮聚程度和所需时间与浆浓度、纤维长度有 关。一般:浓度浓度 ,长度,长度 ,则程度,则程度 ,时间,时间 。例:含大量磨木浆的新闻纸浆重新絮聚所需时间与浆浓的关系 位 置 浆浓 重新絮聚所需 车速600m/min时,重新絮聚 ()时间(S)时间相当长网移动行程(m)上网 0.5 0.5 5.0 成形板后 1.0 0.1 1.0
10、 案辊中后段 2.0 0.04 0.4 案辊与真空 3.0 0.01 0.1 箱之间 水线 4.0 0.001 0.01 以上仅为短纤维情况,长纤维则又不同。(二)湍流对纸浆流送的影响 流送过程:悬浮液 流浆箱 上网 形成纸页 从布浆器直到网上形成湿纸,纸料都在流动,因 此也就会有絮聚产生,要形成均匀的纸页,要求在流 送过程中不断产生适当强度、小规模的湍流以分散絮 聚物。要达到此目的,主要依靠流浆箱中的匀整装置,如匀浆辊、阶梯扩散器、飘片等,在流送过程中不断 制造小规模、高强度的微湍流,以分散絮聚。四、纸料上网 (一)唇板的喷射角和着网点 1、喷射角和着网点的概念 喷射角:浆流从唇板口喷出方向
11、与下唇板延长线的交角。喷射角:浆流从唇板口喷出方向与下唇板延长线的交角。着网点:浆流喷出后与网接触的点。着网点:浆流喷出后与网接触的点。上唇板前缘板下唇板铜网着网点水平线下唇板 延长线BbLA 图中:B上、下唇间距 b唇板开度 喷射角 接触角(触网角)喷嘴角(唇间角)A下唇板倾斜角 L下唇板对上唇板 伸出或收入程度 (二)浆速与网速的关系 浆速:指喷射上网浆流的速度。浆速:指喷射上网浆流的速度。网速:指纸机网部的速度。网速:指纸机网部的速度。二者关系表示为:VjKjVw Vj 浆速,浆速,m/min Vw网速,网速,m/min Kj浆速对网速的滞后系数浆速对网速的滞后系数 可出现三种情况:可出
12、现三种情况:1、Kj1,VjVw;2、Kj1,Vj1,VjVw.第四节第四节 纸页的成形与脱水纸页的成形与脱水 一、网部的作用及类型 作用:1、脱水脱水脱去纸料中的大部分水。2、成形成形形成均匀的湿纸页。类型:圆网、长网、夹网圆网、长网、夹网。使用范围:车速在100m/min以下,能力小,生产一般纸,如凸版、书写、有光纸等,多用圆网。车速较高,并在300m/min以下,纸质较好,用长网。车速在300800m/min。用长网或夹网。一般800m/min以上用夹网。湿纸页在长网机各部分脱水情况:1、湿纸页在长网机上各部分的干度情况 上 网 出网部 出压榨部 出干燥部 干度 0.7 20 40 92
13、 2、湿纸页在长网机上各部分的脱水量(占总脱水量)网 部 压 榨 部 干 燥 部 脱水量 98.3 1.1 0.6 一 般 9598 13 12 3、湿纸页在长网机上各部分的脱水费用(占脱水总 费用)网 部 压 榨 部 干 燥 部 费用 0.3 17 82.70.31782.7含水量费用干度 0.7 2022 3640 93占脱水总量 9598 13 12纸机各部脱水量及费用 二、长网的成形与脱水 (一)湿纸页在长网部形成与脱水过程 1、湿纸页在长网部形成与脱水过程上网段 成 形 脱 水 段 高压差脱水段混合区 成形区(A区)脱水区(B区)高真空区2025657880859598脱水量0.40
14、.70.50.81.31.41.832022干度 2520534565781814 (1)第一段:上网段(包括唇板、成形板)作用:主要是保证生产均匀的纸;同时适当脱水,其脱水量随车速不同而要求 不同。要求:纤维分散要好,尽量无絮聚。唇板喷浆上网时,浆流自由表面平稳,无湍 流,无横流,无跳浆现象,这样就要控制唇 板的喷射角和着网点。成形板安置位置应较胸辊最高位置稍低一点。低速纸机要求此段脱水量要大。高速纸机则要求此段脱水要少,要均匀。(2)第二段:成形脱水段(由成形板后到真空箱 前,由案辊或案板组成)作用:通过脱水使纸页成形。高速纸机 A区采用缓和的脱水元件,控制脱水速度不要太 快;B区宜用脱水
15、量较大的元件,使水尽快脱除。低速纸机 由于车速低,元件抽吸能力小,脱水主要靠静压力。成形脱水区脱出白水浓度高,叫高浓白水高浓白水。(3)第三段:高压差脱水段(由真空箱、伏辊组成)作用:脱水。要求:真空箱的真空度由前向后渐增。纸页在真空箱脱水有两种形式:一是靠纸页上下 的压差脱水,一般在水线前,称湿箱;二是靠空气流 穿过纸页孔隙将纤维间附着的水带进真空箱,一般在 水线后,称干箱。真空箱脱水同时可使纸页紧度、强度提高。此段脱出白水浓度低,叫稀白水稀白水。伏辊脱水同时可将纸页压紧,强度提高。而白水 浓度更低。2、注意两个问题 (1)注意高浓白水的回用 高浓白水回用,可减少浆耗,降低成本,减少排放污染
16、。生产上要注意高、低浓白水要分家,清、白水要分家。一般车速高,上网浓度高,打浆度低,则白水浓度高。白水浓度与这些因素的关系如下:纸 种 车 速 上网浓度 纸料性质 浓白水浓度 稀白水浓度 (m/min)()()()凸 版 纸 400 0.55 半游离、0.18 0.04 半粘状 新 闻 纸 430 0.8 游离 0.4 0.05 电容器纸 45.4 0.32 高粘状 0.028 (2)如何确定上网浓度 一般有如下规律:薄纸 上网浓度低;厚纸 上网浓度高。长纤维纸料 上网浓度低;短纤维纸料 上网浓度高。打浆度低的纸料 上网浓度高;打浆度高的纸料 上网浓度低。(二)纸页成形和脱水 1、案辊 作用:
17、支承铜网、脱水(较多用在低速纸机上。)(1)案辊脱水过程与机理 网到达案辊顶点前,部分水排掉,部分水返回纸页;网到达案辊顶点,无排水,也无返水;网离开案辊顶点,由于 真空作用,水由网上流向网 下,形成液柱。液柱截面高 于6.2mm时,液柱破坏,分 散成三部分,一部分向下排 出,第二部分附在网下,带 入下一辊区,第三部分附着 在辊面上。网案辊楔形夹区 a bc网辊 案辊在脱水过程中与网接触前后所产生压力是脉动的,如图,a点是辊向网压进水,b点是辊对网的反作用力高峰,由b点迅速转为抽吸力,在c点是最大真空度。每经过一个案辊,纸页都要经过一压一抽的脉动周期。案辊真空抽吸力大小可按下面公式计得:hp/
18、r Vc/2g2TVc/qrh(1 Vc/Rg)网速造成 水表面张力 浆层造成 动压头 引起压头 静压头抽吸力主要决定于网速引起的动压头,即抽吸力与车速平方成正比:抽吸力V 150m/min30mmHg300m/min90mmHg450m/min120mmHg600m/min350mmHg (2)案辊脱水量 QbDVw/R D辊径;Vw网速;R脱水阻力;b数值系数 由上式可见:QVw,Q D,Q 1/R。Vw ,Q 。D ,Q 。楔形夹区中h6.2mm线段越长,脱水量越 大,而这段长度与D有关,即D越大,楔形夹区越长,即真空区 越长,脱水量可越大。粘状浆、厚纸、在成形脱水后阶段,R 都增加,Q
19、都会受影响 而降低。12mm25mm80mm225mm (3)案辊对纸页成形和脱水的影响 低车速时,案辊脱水所产生的脉动,对纸 料造成的扰动较缓和,使纤维产生快速而微小 的移动,利于解絮,提高匀度。高车速时,这种脉冲作用产生的扰动剧烈,形成强烈的洗出作用,对均匀成形不利;造成 抽吸力大,使网下陷,引起跳浆,影响匀度,甚至破坏纸页成形;抽吸力太大,会加重细小 纤维及填料流失,甚至造成网痕、针眼等纸病。(4)上网纸料量计算 上网纸料量上网纸料量QGK/C0m/min 式中 G纸机单位时间理论产纸量,kg/min C0百分 浓度 纸料比重,一般取1000kg/m K总漏浆系数 K上网纸料绝干量上网纸
20、料绝干量/(卷纸机)成纸绝干量(卷纸机)成纸绝干量 漏调的纸料包括:浓白水、稀白水、伏辊白水带走的纸料,网切边纸料,干、湿部损纸量。几种纸的总漏浆系数K值 新闻纸 中速纸机 游离浆、短纤维 K1.51.8 新闻纸 高速纸机 K1.72.0 凸版纸 K1.51.6 胶版纸 加填30,游离浆 K1.5 卷烟纸 加填40,高粘状浆 K1.52.0 字典纸 加填2030,中粘状浆 K1.5 绘图纸 K1.25 电容器纸 无填料,高粘状浆,长纤维 K1.151.25 纸袋纸 无填料,游离浆,长纤维 K1.25 由上表数据,可以明确几个问题:高速纸机,K值大;车速低,K值小。游离浆、纤维短,K值大,反之K
21、值小。不加填料,K值小,加填料,K值大。(5)沟纹案辊 其结构与案辊一样,只是在辊 表面开有一些沟纹。这些沟纹可以 是环形的也可以是左右螺旋形的。一般沟宽36mm,深210mm.一般脱水量只有案辊的1/101/2,脱水较缓和,较适于高速纸机的成形区。使用沟纹案辊要注意的问题:同一台机的沟纹案辊是不能互换的;前、后案辊纹路不能在同一直线上;沟纹不能超过网宽。环形沟纹螺旋形沟纹 2、案板 (1)案板的结构及其参数 结构:案板是固定的脱水元件。规则形案板结构如图。参数:前缘角。主要起刮水作用。一般4060。它的大小直接影响前缘的脱水效果和是否卡浆、挂浆。前缘顶端不要太锋利。一般低速机,大些;高速机,
22、小些。L1 L2 1 2 T形槽倾斜角(后角、楔角、脱水角)前缘角(前角)1前缘平面2倾斜面L1前缘平面长度L2倾斜面长度 前缘平面及其长度L1。一般L11015mm。当前缘平面与网接触时,起润湿作用,产生吸附力,使网 与平面间形成一层水膜。这层水膜起封闭作用,使此后的倾斜 面产生真空。前缘平面一般有两种形式,一是平面的,一是弧形的。倾斜角和斜面长度L2。二者对案板脱水特性有显著影响 一般来说,增加倾斜角和倾斜长度就能增加脱水量,但与此同时也能增加脉动强度。、L2与下面一些因素有关:要求案板有一定脱水量,网部动力消耗又要小,则要提高,L2应减小。要求细小纤维、填料保留率高,则应减小,L2提高。
23、要产生微湍流,应减小,但要注意脱水量会降低。高车速,应小些,一般13;低车速,应高些,一般2.54。同一台纸机,成形段小些,脱水段大些。成形段L2短些,脱水段L2长些。(2)案板的脱水过程与机理 过程:案板是固定的,网是运动的,当网到达板的前缘时,网下附着的水被刮下,网和纸页在前缘平面一段内,由于润湿 的关系,产生吸附力,网与平面间形成薄水膜,使后面离开时 与倾斜面形成楔形夹区处产生真空,使水不断脱出。机理:水由两部分脱除,前缘靠刮水,倾斜面利用压差和 速差脱水。由于案板与网有速差,产生剪切力,存在湍流阻力,所以 脱水速度较案辊低,造成的脉动也小。从脉动曲线图上可见:由于前缘角将附在网上的水由
24、于前缘角将附在网上的水 刮掉,网与板接触处不再出现压刮掉,网与板接触处不再出现压 力最高峰。力最高峰。案板真空抽吸区较长,案板真空抽吸区较长,真空度较小。真空度较小。(3)真空案板 结构:由普通的多组案板组成一个箱子,将箱子两端和底部密封,用接水腿或真空源造成真空。由于这种结构,就造成案板与低真空的混合脱水,并是持续脱水。由压力脉动曲线可见,压力脉动是连续的,因而脱水较缓和。一般置于案辊(板)与真空箱之间,作为过渡 阶段,也可以说在案辊或 案板脱水达到极限后,用 它来进行半强制脱水。接真空系统或水腿 (4)对三种脱水元件的概括比较 三种脱水元件脱水的特点:案辊案辊:脱水有压力高峰,真空抽吸大,
25、脉动强度大。纸页经过 每个案辊要经过一压一抽的脉动变化,因而细纤维流失 大,纸的两面性大。脱水是间断的。案板案板:脱水无压力高峰,真空脱水区长,真空度较小,脱水较 缓和,相邻两板脉动较靠近,脉动强度较小。真空案板真空案板:无压力高峰,混合、持续脱水,脱水缓和,脱水量 较大。相邻案板脉动相连,在三者中脱水最缓和。案板比案辊具有的优点 可调节脱水能力;脱水缓和,可以提高脱水能力;可提高纸质量。3、网案振动 目的:克服纤维再絮聚;降低纤维排列方向性;促进脱水,提高纸页匀度。形式:主要是采用偏心机构对纸机进行摇振。一般低车速、粘状浆,采用摇振装置效果明显;高车速、游离浆则作用不明显。摇振强度摇振强度(
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