余章書

某紙業(yè)公司原有2臺抄寬為3150 mm的圓網(wǎng)衛(wèi)生紙機，雙毯托輥壓榨結(jié)構(gòu)，烘缸直徑為Φ3600 mm，采用老式活動弧形板網(wǎng)槽和壓力噴漿成形器，網(wǎng)籠直徑為Φ1800 mm，車速為120～160 m/min，單臺紙機日產(chǎn)量為8～12 t，生產(chǎn)的衛(wèi)生用紙勻度差，產(chǎn)品檔次低。

該公司將2臺衛(wèi)生紙機由圓網(wǎng)改為長網(wǎng)投產(chǎn)一年后，又經(jīng)歷了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)改進，改進后該紙機具有機型結(jié)構(gòu)簡單、操作維修方便、車速高、產(chǎn)量高、產(chǎn)品品質(zhì)提高和能耗低等優(yōu)點。衛(wèi)生紙機改造前后其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1和圖2所示。本文介紹了改造情況，以供參考。

圖1 圓網(wǎng)衛(wèi)生紙機改造前的結(jié)構(gòu)示意圖

1 流漿箱的改造

1.1 折流帶壓流漿箱

為了改善和提高衛(wèi)生用紙的勻度和物理性能，將圓網(wǎng)壓力噴漿成形器改為長網(wǎng)壓力流漿箱。該流漿箱設(shè)有錐方形多管進漿穩(wěn)漿器，雙勻漿輥由變頻電機直接帶動，可對上堰板的橫向作整體升降調(diào)節(jié)和局部微調(diào)。該折流帶壓流漿箱由全不銹鋼材料制造［1］，其內(nèi)外形結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

該折流帶壓流漿箱配套紙機車速為180～450 m/min，適于生產(chǎn)衛(wèi)生用紙。該流漿箱配有自動調(diào)節(jié)漿閥，控制漿的壓力和流量，且流漿箱內(nèi)有一定壓力容量的漿位，穩(wěn)定流漿箱的漿流運行，不受漿泵供漿偶爾波動的影響。使用折流帶壓流漿箱使紙張物理性能有明顯改善，并且操作簡單，維修方便，運行穩(wěn)定、可靠，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，費用低。

圖2 圓網(wǎng)改為長網(wǎng)后的衛(wèi)生紙機結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 折流帶壓流漿箱內(nèi)外形結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 雙勻漿輥設(shè)計

采用雙勻漿輥設(shè)計，以解決衛(wèi)生用紙縱橫向強度比過大的難題。第一個勻漿輥為雙螺紋圓孔交錯排列輥，如圖4所示。其中螺旋線與軸線夾角為5°，開孔率為48%，輥孔徑為Φ24 mm，孔內(nèi)外倒“圓弧角”，光滑不掛漿。圓孔勻漿輥在慢速轉(zhuǎn)動下，具有整流和分散纖維的作用。

第二個勻漿輥為橫向形長孔排列輥 (Φ219 mm不銹鋼管加工)，開孔率為43%，加工質(zhì)量要求與圓孔輥相同，如圖5所示。

圖4 雙螺紋圓孔交錯排列勻漿輥的結(jié)構(gòu)意圖

漿料縱向排列流動的纖維總比橫向排列流動的纖維多，故設(shè)橫向長形布孔輥，可阻撓限制縱向纖維排列走向，增加橫向纖維排列走向，因而可改善漿流纖維縱橫向排列的勻一性和交織能力，縮小衛(wèi)生用紙縱橫向抗張強度比，效果甚佳。且該雙勻漿輥設(shè)計的實踐經(jīng)驗是要盡量靠近堰板 (或唇板)，這樣可在短距離穩(wěn)定漿流纖維縱橫向的排列走向，促使?jié){流纖維上網(wǎng)有良好的縱橫向交織能力。

1.3 勻漿輥到唇板 (堰板)前緣距離的確定

勻漿輥在唇板或堰板前的位置非常重要，主要起最后整流的作用。勻漿輥到唇板前緣的距離是根據(jù)馬爾當(dāng) (Mardon)的“無波跡”距離［2］計算的 (式 (1)):

其中:L為無波跡距離;K為波跡常數(shù) (與小孔徑及開孔率有關(guān))，當(dāng)開孔率為50%時，k=25 mm左右;V為通過勻漿輥孔眼的漿流速度;d為勻漿輥小孔直徑 (一般取25 mm);D為勻漿輥直徑。

圖5 橫向長孔勻漿輥的結(jié)構(gòu)示意圖

由式 (1)可知，影響勻漿輥使用效果的主要因素是流量 (通過勻漿孔眼漿流速度)、勻漿輥直徑及開孔率，其波跡與流量成正比，與輥徑成反比。簡單地說，勻漿輥的勻漿是靠通過旋轉(zhuǎn)的孔輥產(chǎn)生的波跡效應(yīng)實現(xiàn)的。流漿箱雙勻漿輥的設(shè)計，漿輥間距為80～100 mm，無波跡距離是設(shè)計的關(guān)鍵，即計算第二個勻漿輥至堰板唇口噴漿點距離。流漿的長度要恰到好處，流漿過長，孔輥的勻漿波跡和漿流湍動消失，在唇口形成大漿團;流漿過短，若漿流湍動仍比較大，漿流會把波跡帶到成形網(wǎng)上形成條流。流漿的長度是按紙機車速、流量范圍計算出的，經(jīng)修正系數(shù)縮短而確定。這個縮短系數(shù)通過實驗統(tǒng)計得出，視漿料種類及抄造品種、車速情況取值，通常勻漿輥到唇流漿口的距離為輥孔直徑的15～20倍，當(dāng)車速≥350 m/min時，取20倍，距離過長會引起絮聚，一般無波跡距離取值為350～400 mm。

改造后衛(wèi)生用紙的縱橫向強度比由原來1∶(28～30)縮小到1∶(20～22)，可提高紙張勻度，大大改善衛(wèi)生用紙的質(zhì)量。

2 長網(wǎng)部脫水板的改造

脫水板是一種靜脫水元件［3-4］，其斜面與網(wǎng)面之間所形成的較長楔形真空區(qū)是逐漸擴大的，所以抽吸力較小，當(dāng)紙機車速為400 m/min時，真空度只有70 mmHg(9.3 kPa)，其真空抽吸脈沖作用也較平穩(wěn)而連續(xù)。脫水板是由一個銳利的前緣 (前角)、一個支撐成形網(wǎng)的水平面和一個傾斜的平面組成。脫水板的寬度通常為70 mm，其中水平支撐平面寬為30 mm，脫水板前角為45°，傾斜面的傾角由起初使用的2°～5°改為5°～8°。紙機網(wǎng)部根據(jù)車速和產(chǎn)量設(shè)置8個4片裝置脫水板箱，2個脫水板箱設(shè)為一組，每組設(shè)一種脫水板傾斜角，若設(shè)4組，脫水板箱應(yīng)設(shè)為5°、6°、7°、8°共4種傾斜角，按網(wǎng)部運行方向由大到小排列。改進后的脫水效果、成紙勻度及紙張的物理指標均得到明顯改善。不同傾斜角脫水板的排列效果，與紙機的車速、漿料濃度、打漿度、網(wǎng)目等因素有關(guān)，傾斜角的選擇或排列應(yīng)視生產(chǎn)實際情況而定。脫水板支撐網(wǎng)平面設(shè)置兩排盲孔，高速運行時，可減輕楔形真空區(qū)中的水層脫水負擔(dān)，楔形區(qū)中的水層長度改造后縮短為正常運行長度的1/3，使脫水緩慢且均勻，脫水量大，消除了正壓，克服了跳漿現(xiàn)象。同時，在傾斜面設(shè)置長條方溝紋，促使楔形真空區(qū)中的短水層穩(wěn)定連續(xù)脫水，在運動的網(wǎng)面和靜止的斜面之間產(chǎn)生了較大的相對運動，可引起小的渦流現(xiàn)象。

這種小渦流的存在，使網(wǎng)面上的漿料產(chǎn)生了相應(yīng)的微湍動，有利于克服纖維的再絮聚，改善纖維的縱橫向排列結(jié)構(gòu)，提高紙張勻度，縮小纖維縱橫向強度比。脫水板的干擾較小，運行也相對穩(wěn)定。初步形成的濕紙幅通過所有脫水板箱后比改造前的濕紙幅水分含量減少25%～30%，大大減少了真空箱、真空輥等的吸水動力消耗(20%～30%)，提高了紙張的外觀質(zhì)量。脫水板改造前后脫水過程的變化示意圖分別見圖6和圖7。

3 干燥部改造

3.1 紙機雙毯改為單毯

老式雙毯帶托輥壓榨結(jié)構(gòu)的圓網(wǎng)紙機只適應(yīng)在130～160 m/min車速下運行。為了解決該紙機技術(shù)上存在的問題，將大缸雙毯改為單毯和真空吸移輥裝置，見圖2。去掉上毯和主壓榨，可減少動力和毛毯材料的消耗，簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)、換毯簡單、操作方便、減少清洗毛毯和斷頭接紙的麻煩，從而降低操作工和維修工的勞動強度。

3.2 烘缸部的普通托輥改為長盲孔帶溝紋托輥

烘缸部位設(shè)長形盲孔帶溝紋托輥結(jié)構(gòu)裝置，托輥對烘缸由原來右偏心改為左偏心，脫水由原來逆流改為順流。托輥要求采用大輥徑Φ800 mm(波紋氣胎加壓)，壓區(qū)大，脫水效果甚佳，紙幅不易壓潰和減少印痕現(xiàn)象，提高衛(wèi)生用紙的吸水性和柔軟性。托輥輥面包覆聚胺酯材料，不易變形、老化，且具有彈性、耐熱又耐用。毛毯洗滌噴水的水槽在紙機上方，水槽為半敞開式，避免紙機高速運行時噴水洗毯濺到機外。單毯衛(wèi)生紙機裝置有3個吸濕紙幅水分的真空箱和2個吸毯水真空箱。濕紙幅進托輥上烘缸時的水分可控制在60%左右，以免濕紙幅水分過高產(chǎn)生“水痕”和“壓花”等現(xiàn)象。大輥徑長盲孔帶溝紋托輥的加壓部位紙幅干度每提高1%，干燥部蒸汽消耗就可降低6%～8%，因此，提高托輥脫水效率降低干燥部的蒸發(fā)負荷，成為降低成本的有效途徑。

長形盲孔帶溝紋壓榨輥是在圓盲孔、溝紋等壓輥技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展演變而來的［5-8］，如圖8和圖9所示。

與圓盲孔輥、溝紋輥、真空輥等結(jié)構(gòu)輥相比，長形盲孔帶溝紋輥具有以下優(yōu)點:①開孔率大，為40%～45%，脫水容積相當(dāng)于圓盲孔輥和溝紋輥的3～5倍，在同樣線壓下，可使進入干燥部的紙幅干度提高4%～5%，使紙機的能源消耗減少15%～20%;②在壓榨輥排水量相同條件下，比溝紋輥、圓盲孔輥的線壓力降低20%～30%，大大降低動力消耗;③壓榨輥面采用聚胺酯材料包覆，塑性強度好，使用壽命比膠輥長3～4倍。在使用運行過程中，不易使其盲孔深度磨損或變形而變小，有較強的脫水能力，可保持濕紙幅干度穩(wěn)定，并使?jié)窦埛哂袕椥?、塑韌性，加壓脫水，紙幅上不出現(xiàn)孔印、裂斷和起皺等現(xiàn)象;④包覆的聚胺酯硬度與圓盲孔包覆的聚胺酯輥硬度相同，彈性好，在同樣線壓力下形成的壓區(qū)更寬，壓區(qū)壓力更為均勻，使紙幅橫幅脫水均勻，且具有較強的自清洗能力;⑤在高速運轉(zhuǎn)下，脫水與排水具有連續(xù)性和均勻性，有強大的脫水效果;⑥可提高紙機車速和產(chǎn)量，降低能源消耗 (水電汽)，效果顯著;⑦衛(wèi)生用紙柔軟度提高;⑧改善固化纖維的交織能力，縮小紙張的縱橫向強度比;⑨脫水效果好，加壓線壓力適中，毛毯使用壽命延長60%～80%。

3.3 烘缸技術(shù)參數(shù)

為了生產(chǎn)安全起見，設(shè)計烘缸最大壓力為0.7～0.8 MPa，實際工作壓力為0.4～0.5 MPa。在抄造衛(wèi)生用紙的過程中，烘缸的速比 (即烘缸與卷紙缸的線速比)對衛(wèi)生用紙起皺影響較大，經(jīng)驗表明，速比范圍應(yīng)在1∶(1.20～1.36)為宜。當(dāng)速比為1∶1.16時，皺紋小而淺;速比為1∶1.25時，皺紋清晰，速比過大會在起皺刮刀處有堆紙現(xiàn)象。起皺前濕紙幅水分過大，紙幅容易斷頭，水分過小時，皺紋成形較差，紙也容易破裂，所以應(yīng)根據(jù)具體情況，適當(dāng)控制起皺前紙幅水分。起皺刮刀一般要求為:刀刃厚度1～1.5 mm，刮刀角為75°～80°，刀口角度不大于30°，刮刀線壓力為12～15 kN/m，材質(zhì)可采用帶鋸片或紫銅板等。刀刃厚，起皺粗;刀刃薄，起皺細密，但刀片運行周期短。起皺刮刀和烘缸接觸點的切線夾角為20°～25°最佳，且應(yīng)安裝在距烘缸水平中心線下方的R/4處 (R為烘缸半徑)，起皺刮刀和烘缸接觸要求精密，不能有“透光”現(xiàn)象，以免影響刮刀起皺的效果。

4 紙機改造效果

該紙業(yè)公司2臺衛(wèi)生紙機經(jīng)改造后，生產(chǎn)的衛(wèi)生用紙柔軟度、白度、吸水性、強度、手感等均能滿足市場的要求。衛(wèi)生用紙的成品率及合格率由改造前的90%～92%提高到95%～97%;電耗由改造前的520 kWh/t紙降到390 kWh/t紙;煤耗 (按標準煤計)由改造前的450 kg/t紙降到280 kg/t紙;生產(chǎn)過程廢水全部經(jīng)沉淀凈化處理，基本上可做到循環(huán)再使用;每生產(chǎn)1 t紙需要補充的清水量，由改造前的40 t降到15～20 t，大大減少了廢水的排放。

5 結(jié)語

2臺長網(wǎng)衛(wèi)生紙機經(jīng)系統(tǒng)的壓力流漿箱、脫水板、真空吸引輥、烘缸雙毯改單毯、長形盲孔帶溝紋輥等技術(shù)改造后取得成效，目前該紙機運行良好，達到了設(shè)計要求，提高了車速和產(chǎn)量，降低了原料和能源消耗，利于加強環(huán)保的污染綜合治理。紙機改造后生產(chǎn)的產(chǎn)品檔次上升，衛(wèi)生用紙的物理指標滿足市場的要求，做到適銷對路，減輕了企業(yè)在市場中競爭劇烈的壓力，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

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