关于涂布纸对角翘曲纸病的防治
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宏远纸业有限责任公司#3机是一台多圆网多烘缸多刮刀涂布纸机,主要用来生产用于烟酒包装的高档涂布白纸板。
这台涂布纸机有6个圆网成型器,其中#1、
#2、#5、#6网是布里斯托尔压力成型器带方锥形布浆管,#
3、#4是活动弧形板式成型器(成型器编号以上浆的先
后顺序为准
),所有的成型器均从传动侧进浆
(见图1
)。
图1成型器传动侧进浆示意图
该生产线在生产的过程中,曾经反复出现涂布纸对角翘曲的纸病(见图2),即涂布平板纸以它的对角线为轴向所产生的翘曲,该纸病导致涂布纸印刷、覆膜困难,给公司生产和经营活动带来了极大的困扰,经过一段时间的摸索与分析,终于找到了根本原因,经过改进彻底解决了该问题,现将该问题的解决过程作一简要的介绍,以供同行参考。
图2对角翘曲纸病图3横向翘曲纸病
涂布纸翘曲最容易出现的现象是横向翘曲(见图
3),即以纸机纵向为轴向翘曲,而对角翘曲纸病出现的
几率很小,在此以前还未见报道较好的解决方法。
我公司在解决涂布纸对角翘曲纸病的前期,解决思路主要按解决涂布纸横向翘曲纸病的思路来考虑,主要是从控制成纸水分及横幅水分差,控制横幅定量偏差,控制干燥曲线,控制背面施胶等方面入手,但是这些办法均未解
决问题。
看来,要解决涂布纸对角翘曲纸病只有另劈溪径。
后经过检测发现单根纤维在横向的伸缩相当于纵向的20倍左右。
虽然纸张内部纤维的排列方向是多种多样的,但是通常情况下顺着纵向排列的数量多一些。
因此,纸张纵横方向伸缩比的差距并不会像单根纤维纵横伸缩那么大。
以相对湿度由50%变为60%为例,纵、横伸缩之比大约为3:7,即2.3倍左右。
这一比率根据纤维排列定向程度不同而不同,方向性越强,其比率越大。
根据这一结论,再检测对角翘曲的涂布纸,发现该涂布纸翘曲方向及与其垂直的方向上纵横比最大,也就是与翘曲方向垂直的方向上纤维纵向分布最多,这也就是产生涂布纸对角翘曲纸病的根本原因。
该纸机生产纸时为什么纤维斜向分布最多呢?那一定是纸板成型时上网浆流斜向流动造成的,即在网部成型时形成。
我公司该机台网部有两种形式的成型器,即活动弧形板网槽成型器与布里斯托尔压力成型器,活动弧形板网槽由于在上网前有两格敞开式稳流槽,在上网时浆流应该没有斜向运动,也就不会造成该纸病。
布里斯托尔压力成型器整个上浆系统是密闭的且带压力(见图4),它的布浆管是方形锥管,采用方形锥管的目的是保证自总管始端至末端进入各支管的浆流压力一致,实现均匀布浆的目的。
图4
改进前的上浆方式
但是,根据流体力学理论的计算结果表明,为保持进入各支管的浆流压力相等,锥管形状应是非线性的,尤其是总管末端这种非线性更大。
可是,在工业上要想完全制造成理想的曲锥总管是很困难的,关于涂布纸对角翘曲纸病的防治
刘旌旗(宏远纸业有限责任公司,四川宜宾,644007)
中图分类号:TS764.5
文献标识码:B
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PracticalTechnology
实用技术
关于涂布纸对角翘曲纸病的防治
因此,实际上加工制造的布浆总管都采用了折衷的办法,制造成方直锥总管,正因为如此,现在普遍应用的方形直锥总管布浆器,进入各支管的浆流产生了横向压力差,特别是在总管末端流入支管的压力,比始端进浆压力差异更加显著,这种方直锥形总管所产生的进浆压力差异,在造纸工业中一直没有得到解决,调整成型器的回流量仅仅是把这种差异尽量缩小,对一般要求不严的箱纸板来说能满足其质量要求,然而对高档涂布平纸板来说,这种锥形总管所产生的进浆压力差异足以对成品纸产生致命的缺陷即产生涂布纸对角翘曲纸病,根据对实际生产的摸索,成型器方直锥布浆管传动侧的压力总是高于操作侧,浆流上网时的流向不是沿着纸机纵向流动,而是与纸机纵向偏离了一定角度,此角度的大小与成型器方直锥布浆管横幅压力差正相关,当纸机横幅压力差达到一定程度时就导致成纸对角翘曲。
原因是找到了,解决问题的方案成了难题,上自动化控制设备投入大,维护费用高,改生产品种时调整频繁,工人不易掌握,并且网部是高潮湿高腐蚀环境,自动化设备也易出现问题,国内该控制设备还不成熟。
况且,即使上了自动化控制手段也无法彻底解决此问题,只能是缓解成纸对角翘曲的程度和降低出现的频率,因自动
化控制手段无法解决成型器设计上固有的问题。
本着少花钱多办事的原则,通过反复论证终于确定了一个方
案,即将#1、#
5成型器方锥布浆管的进浆口从传动侧改为操作侧进浆(见图5),使得#1、#5成型器传动侧上网压力小,#2、#6成型器传动侧上网压力大,使纸页成型时
纤维相互交织
,形成立体交叉网络结构。
图5
改进后的进浆方式
此方案实施后既彻底解决了涂布纸对角翘曲纸病,又提高了成纸物理指标,提高了成纸尺寸稳定性,并且工人的劳动强度低,可操作性强,即使频繁改变生产品种,也不会因此而出副品纸。
特别鸣谢:感谢刘一山副教授、邓金龙高级工程师对本文的指导。
类中、高档文化用纸满足市场需求。
上世纪的70年代里,我国各地使用枝丫材制浆造纸单位是很多的。
比如甘肃省轻工科研所与该省平凉县造纸厂共同成功研制阔叶枝丫材制浆,并抄造工业用包装纸(45g/m2水泥袋纸,85g/m2牛皮纸及
#
4凸版纸)。
浙江省奉新造纸厂使用南方马尾松枝丫材制成80g/m2水泥袋。
江西省全南造纸厂也是用马尾松枝丫材生产出80g/m2水泥袋纸,笔者曾工作过的黑龙江林区伊春造纸厂,采用当地兴安岭红松枝丫材,硫酸盐法本色浆、1575mm纸机制出80g/m2水泥袋纸。
北京市实验造纸厂使用东北林区杂木枝丫材生产本色浆,漂白木浆制造多种中、高档纸张。
牡丹江林区的紫河纸板厂,松江林区的方正造纸厂,伊春林
区的带岭纸浆厂,金山屯造纸厂等等都是以林区枝丫材为造纸原料,生产木浆和纸张的企业。
4我国出口枝丫材木片情况按我国南方及东北、西南各大
林区剩余物(枝丫材)数量,每年可以生产出木片(绝干)约1000万t(相当于原木2000万m3)。
说明我国发展木片生产已经形成为一个新兴产业。
对于提高森林资源综合利用,节约原木木材消耗量具有重大意义。
2003年我国出口绝干木片量约为96万t;比上世纪下降36%,下降出口木片量原因是我国森林资源实际情况所决定的。
自实施天然林工程保护政策以后,木材采伐量逐年减少,木片生产量受到约制。
以林业部门而言,生产和出口木片到国外造纸企业是林业经营重要组成部
分。
而且出口木片机构自中央到地方均有设置。
它不仅为国家收到大量外汇,而且还富裕了林区职工,改善了林业企业经济效益。
促进了经济发展和稳定了社会治安。
但从造纸部门而言,看到木片大量流向国外,引起了造纸界人士的关注和重视。
他们认为我国森林资源匮缺,造纸部门配给木材数量不多,年计划给造纸部门木材不足500万m3,致使木浆配比不足20%,所以,每年耗用外汇购进木浆。
这笔账应该以整体国家利益去权衡得失。
目前,我们在走林纸一体化道路,造纸工业应包含林场(林区生产一线单位)造纸厂一条龙生产组织。
林场只是造纸厂的第一车间单位,今后,林纸结合,共同加快我国造纸工业现代化步伐。
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实用技术
利用林区枝丫材木片制浆造纸。