流浆箱技术的发展
管中窥豹——从流浆箱发展的几个阶段看中国改革开放四十年造纸装备的发展
管中窥豹——从流浆箱发展的几个阶段看中国改革开放四十年造纸装备的发展◎ 林美婵 华章科技杭州美辰纸业技术有限公司造纸是中国的四大发明之一，而现代的造纸机技术是从西方发展起来的。
1882年上海机器造纸局从西方引进了造纸机，使中国也踏入了现代机制纸的行列。
新中国长网造纸机的发展源于广州造纸厂，1956年广州造纸厂引进了一台芬兰的3150/300新闻纸机，轻工业部为了发展我国的长网造纸技术，组织设计院对广州造纸厂的这台造纸机进行测绘、仿制；并以此为基础开发、设计、制造了一系列的国产造纸机。
这个造纸机配套的是一个敞开式匀浆辊流浆箱，为一个高3 m 、宽4 m 的巨无霸，由于不会设计与制造，这个流浆箱并没有得到测绘与仿制，也没有在后期进行推广。
而那个时代我国基本都是浆闸板敞开式流浆箱，很多都是木制或者塑料制造的箱体。
在当年纸机幅宽不大、车速不高的情况下仅仅勉强可以使用。
而随着中国的发展与进步，这些简陋的流浆箱已经越来越不能适应用户的要求，为了发展中国造纸机技术，当时的轻工业部牵头设计院、造纸机械厂、纸厂的技术骨干，组成了造纸机联合设计团队，简称三化（系列化、标准化、通用化）小组，用新的技术为造纸厂设计制造了3150 mm 、2362 mm 、1880 mm 、1760 mm 、1575 mm 等幅宽的系列造纸机。
当时由于对外交流的局限性，因此设计理论缺乏，能参考的实机也不多，即使是国外的印刷资料也极为匮乏；因此我们很多流浆箱的设计与制造都基本出自于仿制，例如幅宽3150 mm 的纸机配套的流浆箱就是从国外的样本资料上面的图片仿制的，而幅宽1880 mm 的造纸机的敞开式流浆箱就是由民丰造纸厂从日本引进的1880/100卷烟纸机的流浆箱测绘仿制而来的。
为了提升我们国家的造纸机流浆箱技术，我们对于模仿设计非常认真，期望值也很高，但我们模仿设计和制造的流浆箱结果却不尽如人意：例如我们的3150/300气垫式匀浆辊流浆箱，是由设计院设计、上海造纸机械厂制造，并应用于宜宾造纸厂；流浆箱的设计运行车速为280～320 m/min ，抄造定量为52 g/m 2的新闻纸，就出现了横幅定量差严重超标（52 g/m 2成纸时，达7～8 g/m 2），其次就是上唇板内侧严重附浆，开车运行20 min 就开始附浆，附浆厚度可达到10 mm 以上，附浆到一定程长网纸机水力式流浆箱纪念改革开放40周年专题·企业篇14NO.4 2019CHINA PAPER NEWSLETTERSExclusive Report特别报道Copyright©博看网 . All Rights Reserved.度后就会掉落浆块，引起断纸，给正常生产带来了很多麻烦。
业精于专而兴于勤——中国版本高速水力式流浆箱研发心得
一
一
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如 说 造 纸 厂 发 展 走做 强 做 大 的路 子 我认 为造 纸
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业 的 企 业 将 自己 的 专业 产品 做 精 做 细 是 未来 的发 展 方 向
浆箱研 制成 功的基础 上步入 水力式 流浆 箱的研发 。 通过
建 立模 拟试 验 系统 进行模 拟试 验 ， 中间试用机 台的制造
的责任 。 训１ 美辰纸 业 技术 有限 公司成 立于２ ０ 年 ， 专业 ０１ 是 纸 机 的浆 料 分布 装置 （ 浆 箱） 民营股 份制 企 流 的 ！ 八年 的 努力， 近 现今 已从一 个简 陋的 小厂发 展成 亍 独立 的设 计 研发部 门以及两 个拥 有２ 万平方米 的 ： 厂房制 造 基地的 流浆 箱专业 企 业 ， 可为 中外 造纸
和 运 行 经验 摸 索至 正 式 产 品生 产， 历经了５ 的 不懈 努 年 力， 终于在 ２ ０ 年中国奥运 会之年结 出硕果 、 ０８ 成就 梦想 ，
成 功地 开发 出具 有近代技 术的高速 水力式 流浆 箱。 中 按
国版本、 自主设计、 自主制造 的高速 水力式流 浆箱已有６ 台 （ 中有 二台配有稀 释水 横 幅定量 调节系统 ） 装在东 其 安
一
特定参 数进行个性化设计， 也缺乏试验研 究手段， 因此 只
能 盲 目 “ 计 ” 抄 。
美辰水力式流浆箱创特种纸纸机新纪录
Enterprises Report
焦作瑞丰纸业技ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ创新结硕果
李和平报道 2016 年，焦作瑞丰纸业充分发挥 生产技术人员的积极性、能动性、创造性，强力组织 开展多项目、多层次的专项课题研究和技术创新工 作，实施的 12 项技术创新项目取得了丰硕成果，创 造直接经济效益 300 多万元。
一是对生产工艺流程细微优化改造。通过优化 化机浆系统设备运行负荷和生产工艺，实施撕裂机 螺旋轴压缩比改造、磨片优化等措施，化机浆电耗 930 kWh/t（风干），较同行业低约 100 kWh/t，处于 行业领先水平；化机浆综合成本下降 123 元 /t。公司 开展的“浆板机提速增产课题项目”效果明显，浆 板产能同比提升 10％，综合成本降低 150 元 /t，创历 史最优记录。同时，停用或“大改小”电机 9 台，削 减负荷 98 kW，全年节约用电 63 万度，合计 38 万元。
另外，化机车间盘磨机侧喂料螺旋轴和壳体属进 口设备，磨损严重，为降低采购成本，公司技术骨干 克服技术资料不全等困难，自行修复，满足了正常 运行需要，节约更新费用 80 万元；对进口备件 1＃反 应仓卸料螺旋进行国产化加工，正常运行已达半年， 节约费用 10 万元。
美辰水力式流浆箱创特种纸纸机新纪录
王国君报道 杭州美辰纸业技术有限公司于2016 年 12 月初向国内一家特种纸公司提供了一台全新的 稀释水水力式流浆箱，该流浆箱宽度为 4850 mm，设 计运行车速为 800 m/min，用于替换纸机上原有的进 口流浆箱。
的进口流浆箱所产产品。该纸机是目前国产运行最快 的薄页特种纸纸机。
6 7 2017年第1期 造纸信息
. All 二R是ig进ht行s综R合e循se环r利ve用d，. 在细微处挖潜。2016
高速水力式流浆箱研发心得
业精于专而兴于勤高速水力式流浆箱研发心得2009-01美辰纸业技术有限公司每年都投入大量资金和人员努力提高产品的技术水准和水平，以满足造纸行业日益发展对先进高品质流浆箱的需要。
公司产品覆盖了水力式流浆箱、气垫式匀浆辊流浆箱、敞开式匀浆辊流浆箱、宽范围湍流道式流浆箱、特低速流浆箱，以及流浆箱电脑控制系统、自动唇板横幅定量调节系统、自动稀释水横幅定量调节系统、温度自动补偿调节系统等等。
所有的进步中，最大的亮点是成功地开发了中国版本、具有近代先进技术的高速造纸机用的水力式流浆箱以及稀释水横幅定量自动调节系统。
造纸机流浆箱按适应造纸机车速要求分为三大类，即：1、低速纸机用的敞开式流浆箱；2、中速纸机用的气垫式流浆箱；3、高速纸机用的水力式流浆箱。
下面就几个关键的技术难题谈之我们攻克的体会：1.等压锥管布浆器的优化设计。
任何型式的流浆箱都由三大部份组成：即布浆装置、匀浆装置、喷浆装置。
布浆装置的作用是把从圆管送来的浆流均匀等压的分配到造纸机的横幅宽度上，它是纸幅横幅定量分布均匀的基础。
现代高速造纸机绝大多数采用横向截面收敛的方锥管或圆形锥管等压布浆。
如何设计横幅布浆压力一致的锥形布浆总管，计算是最大的关键。
布浆总管横向截面收敛尺寸由等压原理公式计算。
按计算公式算出的布浆锥管其截面变化是一条抛物线，为了制造方便可行一般采用直线，所以实际的截面收敛和计算值是有误差的，造纸机门幅越宽、车速越高、流量越大其误差也越大。
减少误差的办法是用调节布浆锥管小端的回流量来补偿。
我们在幅宽3米左右、车速400米/分的气垫流浆箱一般用直线形的方锥总管布浆，效果不错，说明计算的误差不大，但对于幅门超过4米，车速超过400米/分的水力式流浆箱其计算值和实际值误差能否达到允许值，我们心中没数。
为了探讨这个问题，我们专门制作了相似的模型作等压喷水试验取得了数据，修改了计算公式，并决定采用圆形修正曲线锥管和采用插件式布浆孔板扩大流量的适应范围。
纸机流浆箱的发展综述
实 际上 ， 何一 种形 式流浆 箱 的功能都 是 由布浆 任 器、 整流 部 、 纸料 上 网装置 这三 大部 分具体 承担 、 相互 协调 实 现 的 ， 三 大部分 的 功能分 别为 ： 这 布浆 器
向浆流 ， 无定向支流或纵向条流；２提供一种几何尺 （ ）
寸合乎要求 的稳定的唇板 ， 不受温度、 压力和唇板开
使纸料均匀地、 以一定角度和喷浆速度喷射到网 上的预定着 网点 ， 并提供纸机幅宽方 向的定量、 水分
的微 细调节 和浆 流的湍 动 、 絮聚 规模 的控制 调节 ， 以 保 证 获得所要 求质 量 的纸页 。 １８ ９年提 出 的 “ ９ 流送 功能元”概念 将流浆 箱 内各 布浆整流元 件（ 主要包 括匀浆 辊 、 孔板 、 管束 、 阶梯 扩散
器 以及飘 片等） 进行 了重新归 纳 ， 出流 送功能元 的功 提
用于薄页纸和高级纸的生产 ， 对于改进纸张质量， 合 理使用纤维原料起到很好的作用 ， 因此多层水力流浆 箱有 很好 的发 展前 景 。 目前 已研 究 开发 了多种 结构 的多层 水力 式流 浆箱 。
２ 世纪 ９ ０ ０年代 以来 ， 流浆箱 共性技术 方面 ， 在 流 浆箱 稀 释水 浓度 控 制 调节 技术 的研究 和开 发是 一项 重大 的成 果 和进 展 。流浆 箱采 用 稀 释水 浓 度控 制调
流浆 箱被 誉为 造纸 机 的 “ 庄’是造 纸机 的关 键 心且 ， ，
流浆 箱清 洁 ， 易 于操作 和维 护 的便 利措 施 。 并
一
部件， 是连接 “ 流送” ‘ 与‘ 成形” 两部分的枢纽， 也是造纸
机 上 发展 最快 的部件 之 一 。在 造 纸 中流 浆 箱 的功 能
台好 的流浆 箱必 须具 备如下 性 能： ） （ 能抄 造 出 １
维美德纸机的最新技术
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图2 OptiFlo流浆箱的水分层技术
图4 达到相同的强度同时节省淀粉成本
51 China Pulp & Paper Industry
Dec., 2019 Vol.40, No.23
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图6 湿端改造案例
图8 袖辊的高压力脱水Ⅰ
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图1 流浆箱技术的发展
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图3 使用分层流浆箱优化化学品的添加
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Special 专 题
高质量 发 展 的 第一 动力是创 新，维美 德 作为 全 球 领 先 的 造 纸 及制 浆设 备 供 应 商，自然 在创 新上也一直 走在 全 球 的 前列。本 文 主 要 分享 维美德 近 期 在 纸 机 技 术上 的 最 新 创 新成 果，主 要 包 括 O p t i F lo水分层的流 浆 箱技 术、带有袖 辊 技 术的 混合型O p t i For m e r网部 技 术 和 喷 淋 式的硬辊 施胶技术。
第三章 纸浆流送设备与流浆箱
冲浆池2
——机内冲浆池（网下白水坑）
机内冲浆 池稀释法
原理：调浆箱的纸浆定 量流入混合泵，同时与 网下白水池来的白水混 合，并由混合泵送往净 化筛选 设置：在纸机底部 应用：产量高、白水量 大的双层布置的中、大 型纸机
制浆造纸机械与设备——第三章 纸浆流送设备和流浆箱
成一斜角 叶轮叶片数比较多，根据叶轮大小每侧有6～12片 精密铸造成形，并经过精细的动平衡。
②泵体设计
在泵体蜗室同出浆管相接处形成的隔舌，同叶轮外径的距离相对 取大些 浆隔舌设计成V形
制浆造纸机械与设备——第三章 纸浆流送设备和流浆箱
制浆造纸机械与设备——第三章 纸浆流送设备和流浆箱
2、浆量调节阀
沿着纸机的横幅全宽均匀地分布纸浆
有效的分散纤维，防止絮聚 按照工艺要求，保证浆速与网速相适应 的协调关系，并且要便于控制和调节 各流道要平滑，避免在流送过程中，纸 浆可能发生的挂浆现象，并且便于清洗 在结构上，应有足够的刚度，并在充分 满足工艺要求的情况下，尽量做到结构 简 纸浆流送设备和流浆箱
第一节
纸机流送系统
一、概 述
流浆箱——造纸机的心脏
将浆流转变为薄而均一的布满造纸机全宽的浆流 要求这些纤维悬浮液不产生絮聚和浆道。
关 键
流送系统
＋
流浆箱的设计
制浆造纸机械与设备——第三章 纸浆流送设备和流浆箱
流送系统：
范围——从纸机贮浆槽到流浆箱堰板 作用——稳定的、均匀的、干净的、并以一定的速度将 浆料泵送到网部
优点：设备结构紧凑，占地面积小，生产能力大，但动力消耗低， 筛选出来的纸浆质量良好，而且清洗方便。 缺点：会产生周期性的压力波动，致使流浆箱产生脉动现象，引 起流浆箱喷嘴纸浆流动速度变化，因而造成纸的纵向定量波动。
流浆箱工作原理及控制
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浆速网速比控制
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水力式流浆箱横向定量控制
注水阀用于调 由浓度变 白水池通 冲水阀用于 节进入各堰板 送器来控 常配有液 打开冲洗稀 的稀释水的流 制稀释白 位和压力 释筛的清水, 释筛的清水 量大小; 量大小;稀释 水,经可变 经可变 变送器, 变送器, 正常工作时 头是稀释白水 速稀释泵 以保持其 关闭,冲洗时 关闭 冲洗时 进入流浆箱各 后泵入稀 在稀释时 打开;截止阀 打开 截止阀 堰板的分配装 释筛;稀释 释筛 稀释 液位和压 用于打开或 置.图中的压 开关阀的 力的稳定; 力的稳定 关闭从稀释; 力变送器、 力变送器、液 作用是切 压力控制 筛返回到白 位变送器、 位变送器、浓 断或者打 阀与白水 水池的稀释 度变送器、 度变送器、差 开稀释白 池内的压 白水,对白水 白水 对白水 压变送器, 压变送器,主 水进入稀 力变送器 进行补充,以 进行补充 以 要是通过各工 释筛,正常 释筛 正常 构成单回 保证白水池 艺环节流程 路控制, 工作时打 路控制, 内液位稳定; 内液位稳定 的控制, 的控制,由检 开,冲洗稀 冲洗稀 当池内压 稀释筛用于 采样, 测、采样,经 力高时压 释筛时关 过滤稀释白 , 系统调节控制, 系统调节控制 闭; 力控制阀 水中的纤维 满足生产工艺 关闭,低 关闭, 和其它杂物 的要求. 的要求. 时打开. 时打开.
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布浆总管
2. Strategy
4. Conclusion
布浆总管的作用在于展开纸料流并使其沿纸机的横向尽 可能的均匀分布。 可能的均匀分布。
阶梯扩散器
它的横截面积以阶梯的形式增加， 它的横截面积以阶梯的形式增加，横截面积突然扩大导致 的压头损失通过流动过程中产生的剪切应力将能量供给纸 料悬浮液，这就产生湍流并把流动流化。 料悬浮液，这就产生湍流并把流动流化。
新型流浆箱
的连接板上，活塞杆外侧端头连接有锥套，锥套内部设置为中空结构，锥套设置在定位板内部，锥套内设置有圆环形弹簧座，圆环形弹簧座上连接有若干个冲压块，冲压块一端固定在圆环形弹簧座上，冲压块另一端通过弹簧连接在定位板上；至少两组滚压轮由连接减速机的电动机提供动力，至少两组滚压轮通过链条同步传动，每组滚压轮包括对称设置的上滚轮和下滚轮，上滚轮与下滚轮的转动方向相反，上滚轮和下滚轮之间形成滚压区，滚压区的形状从进口滚压区到出口滚压区依次由圆形变为多边形。
湍流发生器圆变方渐变管的制备方法，包括以下步骤：（1）取一根如图3所示的内外抛光的薄壁圆管，将圆管一端放入液压缩管机的圆环形弹簧座内，液压缸推动活塞，冲压块外侧旋压推进圆管，将圆管一端压缩成圆形管段，压缩后的圆形管段被推进锥套内，过渡段通过冲压块压缩成圆台形管段，如图4所示；（2）将压缩后的管段从锥套中抽出，将圆管放入滚压轮的进口滚压区，启动电动机，圆管从进口滚压区运动到出口滚压区，从出口滚压区得到的即为圆变方渐变管。
在制备圆变方渐变管的过程中，当多边形为正方形时，需要五组可以同步同向旋转的滚压轮，如图6所示为制备圆变方渐变管的滚压轮结构，五组滚压轮的滚压区由整圆逐渐变化为正方形，让圆形管从滚轮的整圆滚压区域进入，由五组滚压轮依次滚压后，从而达到由圆变方的效果。
有益效果：该种湍流发生器圆变方渐变管及其制备方法和设备，圆变方渐变管的尺寸和外观由设备控制，尺寸统一、简便高效、外形美观，变径处通过过渡段渐变连接，减少浆流涡流的产生，提高浆流的均匀程度，提高了使用寿命，设备结构简单，制作方便，能够大批量生产，节约成本。
申请公布号：CN 109826041 A 发明人：董国太申请人：潍坊同步造纸技术有限公司流浆箱通常由上唇板、唇板微调机构、纵向调整机构、横向调整机构喷水装置箱体、混合室、方锥总管、阶梯扩散器、湍流发生器、下唇板等部件组成，目前水力式流浆箱完全密闭的内部结构，流送系统造成的浆料脉冲及产生的气泡无法消除、释放，造成纸机流浆箱唇口喷浆形成纵向定量有规律波动及气泡破裂，破坏纸张匀度，同时目前国图1 新型流浆箱的剖视结构图2 新型湍流发生器的结构INFORMATION63Aug., 2019 Vol.40, No.16China Pulp & Paper Industry内外造纸行业现有纸机中流浆箱湍流发生器，采用二级阶梯扩散器，湍流强度及湍流规模不理想，同时出浆口横截面浆速不一致，导致纸页成形横幅定量不一致。
MC稀释水型水力式流浆箱关键技术的开发
技术报告・流浆箱・作者简介:林美婵女士,高级工程师;主要从事造纸机流浆箱的研究、设计、制造工作。
M C 稀释水型水力式流浆箱关键技术的开发林美婵(杭州美辰纸业技术有限公司,浙江杭州,310004)摘 要:介绍了三大类型流浆箱之一的水力式流浆箱的特性,重点介绍了MC 稀释水型水力式流浆箱及稀释水横幅定量调节的关键技术。
关键词:稀释水型水力式流浆箱;布浆;匀浆;横幅定量中图分类号:TS734+12 文献标识码:B 文章编号:02542508X (2010)0320056203 收稿日期:2009211209Research &D evelop m en t of the Key Technology of M C D iluti on Hydrauli c HeadboxL IN Mei 2chan(Hangzhou M CN Paper Technology .Co .,L td .,Hangzhou,Zhejiang Province,310004)(E 2mail:headbox@ )Abstract:Headbox is the key part for paper f or m ing .This paper intr oduces the feature of hydraulic headbox .The key technol ogies of Chinese domestic hydraulic headbox and base weight adjust m ent by diluti on water are mainly discussed .Key words:diluti on hydraulic headbox;furnish distributi on;furnish rectifying;C D basis weight 造纸机流浆箱按适应造纸机车速要求可划分为三大类型:①低速纸机用的敞开式流浆箱;②中速纸机用的气垫式流浆箱;③高速纸机用的水力式流浆箱(或称满流式流浆箱)。
流浆箱
流浆箱流浆箱（headbox）——是现代纸机的关键部位。
其结构和性能对纸页的形成和纸张的质量具有决定性作用。
其主要任务：1、能有效的分散纤维。
高湍动流浆箱能产生高强度微湍动，可有效的分散纤维，防止纤维沉淀和在絮聚，可有效的提高纸页的强度。
2、沿纸机横向均匀的分布纸料。
（决定纸幅的横向定量分布）3、喷浆稳定，确保浆速与网速相协调。
（决定纸幅的纵向定量分布）分类1、敞开式流浆箱2、气垫式流浆箱3、水力式流浆箱气垫式流浆箱控制原理总压头控制在气垫式流浆箱中，P＝P’+H，其中，P为总压头，P’为气垫压力，H为浆位。
通过改变P’来稳定H，总压头控制着流浆箱的喷浆速度，它由上浆泵的转速来调节，总压头的稳定与否对纸张纵向定量有较大的影响，必须保证总压控制回路工作在最佳状态。
1) 总压头检测:利用智能压力变送器PIC—101~103检测总压头，PIC—101~103安装在流浆箱操作侧两匀浆辊中间的侧墙上。
压．力变送器的测量范围为0～40KPa(可根据实际情况进行调整)，输出电信号为4～20mA DC。
2) 总压头设定:总压头设定值Ps有两种设定方法，一是在总压头调节器上直接设定(给定值)；二是在工控机上输入网速w和浆网速比αs，计算机根据公式 Ps＝K×（αs×W）2计算确定，通过通信接口送给总压头调节器。
3) 总压头控制:计算机根据总压头的设定值、实测值及总压头与浆位之间的耦合关系，经过相应的控制处理后，给出控制信号(4～20mA DC)，通过上浆泵变频器控制上浆泵的转速，若总压头的实际值低于给定值，则增大上浆泵的转速，反之，则减小上浆泵的转速，直至总压头达到设定值。
上浆泵也可手动控制，即在人机界面上将对变频器的输出置于“手动”位置，直接控制上浆泵的转速。
4) 浆速／网速比控制：纸页在纵横方向的组成是否一致，与纸浆在流浆箱唇口的喷浆速度和网速的关系十分密切，而流浆箱总压又决定了纸浆的喷浆速度，其关系为α＝J／W＝60√2gP/V其中P为总压头，W为网速，α为浆速网速比，在实际使用时，由于唇板开流浆箱形状等各不相同，α的设定值αs值亦不相同，因此需要根据实际情况来如以确定，在没有浆网速比控制的设备上，一般都通过人工计算列出对照表，操作工根据不同车速手动调节总压头设定值。
流浆箱LXT-OK版
流浆箱及其技术的发展综述梁祥涛（陕西科技大学造纸工程学院，轻化072班，陕西西安 710021）摘要：作为纸料的上网装置，流浆箱是造纸机的关键部件，也是纸料流送系统中最重要的组成部分。
为了适应造纸机车速的提高和幅宽的增加，以及纸张质量的要求，流浆箱的型式日新月异，技术装备水平突飞猛进，研制和开发了多种适应于各种不同的车速范围和产品品种及质量要求的各种高水品的新型流浆箱。
作者在文中概述了流浆箱的作用和性能要求,对敞开式流浆箱、气垫式流浆箱、水力式和高浓流浆箱的性能进行了详尽的分析和比较,接着列举了当今比较先进的且广泛使用的几种流浆箱，最后阐明了流浆箱的发展趋势。
关键词：流浆箱；造纸机；敞开式流浆箱；气垫式流浆箱；水力式流浆箱；高浓流浆箱1.引言流浆箱是造纸机的关键部件，是连接“备浆流送”和“纸页成形”两部分的关键枢纽，决定着纸幅横幅定量的分布，影响纸幅成形的质量，被称为造纸机的“心脏”[1]。
长期以来，国内外纸业界非常重视流浆箱的设计、制造和控制，因此，流浆箱是造纸机上发展最快的部件之一。
纸机车速的提高和纸幅抄宽的增加是其发展的最大动力[2] 。
市场对成纸质量要求的提高、工艺的改进、纸种的变化等也是流浆箱在工艺、结构和控制上发展变化的重要因素。
2.流浆箱的任务和性能要求在纸张的生产中，流浆箱是造成纸张纤维组织结构优劣的最重要设备之一，其主要任务主要体现在以下三个方面:（1）沿着造纸机的横幅全宽，均匀、稳定地分布纸料，保证压力均布、速度均布、流量均布、浓度均布和纤维定向的可控性和均匀性[3]，并将上网喷射纸料以最适当的角度送到成形部最合适的位置。
（2）有效地分散纤维，防止絮聚。
（3）按照工艺要求，提供和保持稳定的上网纸料流压头和和浆网速关系。
由此看来，流浆箱结构设计得是否合理以及其运行质量的好坏，直接影响纸张的纵横性能比(cross machine direction profile)、抗张或裂断长、孔隙(porosity)、成形和留着。
流浆箱工作原理分析
The end
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浆速网速比
浆速网速比是影响纸页成形、结构和性质的重要因素 ，控制浆速网速比是为了获得稳定的纸页质量。
稀释水流量
为了减少定量横幅差，保证纸页的质量。
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总压头和浆位的控制（1）
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总压头和浆位的控制（2）
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总压头和浆位的控制（3）
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浆速网速比控制
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水力式流浆箱横向定量控制
注水阀用于调 白水池通 由浓度变 冲水阀用于 节进入各堰板 常配有液 送器来控 打开冲洗稀 的稀释水的流 位和压力 , 制稀释白 释筛的清水 量大小;稀释 水 ,经可变 变送器 , 正常工作时 头是稀释白水 以保持其 速稀释泵 关闭 ,冲洗时 进入流浆箱各 在稀释时 后泵入稀 打开 ;截止阀 堰板的分配装 释筛 ;稀释 液位和压 用于打开或 置.图中的压 力的稳定; 开关阀的 关闭从稀释 力变送器、液 压力控制 作用是切 筛返回到白 位变送器、浓 阀与白水 断或者打 水池的稀释 度变送器、差 池内的压 开稀释白 白水 ,对白水 压变送器 ,主 力变送器 水进入稀 进行补充 ,以 要是通过各工 释筛 ,正常 构成单回 保证白水池 艺环节流程 路控制, ; 工作时打 内液位稳定 的控制,由检 开 ,冲洗稀 当池内压 稀释筛用于 测、采样,经 力高时压 释筛时关 过滤稀释白 系统调节控制, 闭 ; 力控制阀 水中的纤维 满足生产工艺 关闭,低 和其它杂物 的要求 . 时打开.
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流浆箱的工作原理
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流浆箱的工作原理
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流浆箱的控制
主要控制参数
气垫式流浆箱控制系统的研究和改进
气垫式流浆箱控制系统的研究和改进气垫式流浆箱控制系统的研究和改进一、引言气垫式流浆箱是用来对流动粉体进行分离、输送和控制的装置，广泛应用于化工、冶金、建筑材料等领域。
随着科技的不断进步和工业需求的不断增加，对气垫式流浆箱控制系统的研究和改进也变得迫切。
本文将从控制系统的结构、工作原理及其改进方向等方面进行探讨。
二、气垫式流浆箱控制系统的结构和工作原理气垫式流浆箱控制系统主要包括传感器、执行机构、控制器和电气元件等组成。
其中，传感器主要用于感测罐内的液位、温度、压力等参数，执行机构根据控制信号来实现调节罐体内的气体流量、流速等目的。
控制器则根据传感器的信号来反馈给执行机构，从而实现对流浆箱的控制。
三、现有气垫式流浆箱控制系统的局限性然而，现有的气垫式流浆箱控制系统存在一些问题，主要表现在以下几个方面：1. 反馈控制能力不足：现有的控制系统往往只能提供局部的反馈控制能力，无法对整个流浆箱进行全面的控制。
2. 系统响应速度慢：由于现有的气垫式流浆箱控制系统采用传统的PID控制方法，响应速度较慢，从而造成了一定的生产效率和质量的损失。
3. 控制精度不高：现有控制系统对罐内流浆的调节精度较低，无法满足一些高要求的生产任务。
四、改进方向与方法为了解决上述问题，针对气垫式流浆箱控制系统进行改进是十分必要的。
以下是一些改进方向与方法的探讨：1. 引入先进的控制算法：可以考虑引入模糊控制、神经网络控制等先进的控制算法来提高控制系统的反馈能力和响应速度。
2. 优化控制参数：通过对系统的模型进行建立和分析，可以对PID控制器的参数进行优化，从而提高控制精度。
3. 增加传感器类型：可以增加一些传感器，如振动传感器、电容传感器等，来感测细微的液位变化，从而提高控制的灵敏度和精度。
4. 结合人工智能技术：可以将人工智能技术应用到气垫式流浆箱控制系统中，如机器学习算法、智能优化算法等，以提高系统的自动化水平和智能化程度。
五、结论综上所述，气垫式流浆箱控制系统的研究和改进是一个重要的课题。
流浆箱简介
流浆箱是造纸机上纸浆上网的装置。
它与纸机前的纸浆流送系统相衔接，并通过其中的布浆装置、整流原件（如匀浆辊）、堰板喷嘴、堰池等部件的作用，均匀一致，稳定的延造纸机横幅全款流送上网，为在造纸机网部纸页的成形创造良好的前期条件。
（PPt换页）因此，纸浆上网对流浆箱提出如下要求：1）沿着纸机的横幅全款均匀的分布纸浆2）有效的分散纤维，防止絮聚。
3）按照工艺压要求，保证浆速与网速相适应的协调关系，并且要便于控制和调节4）歌流道要平滑，避免在流送过程中，纸浆可能发生的挂浆现象，并且便于清洗5）在结构上，应有足够的刚度，并在充分满足工艺要求的情况下，尽量做到结构简单、制作容易、操作维修方便（PPt换页）流浆箱由布浆器（纸浆的分布装置）、堰池（纸浆的整流装置）和堰板（上网装置）等三个主要部分组成。
布浆器把从一根浆管送来的纸浆均匀稳定的步到流浆箱全横幅方向上，匀整元件把浆流中可能有的流态缺陷和分散不匀的纤维进行匀整，使之成为适当湍东状态的均匀浆流。
箱体是各元件的支承与组合体，也发挥溢流、除沫作用。
上网装置最后加速浆流使其达到上网要求的速度，并控制上网浆速的截面面积及控制浆束在网上的落浆点。
（PPt换页）1、布浆器布浆器一般由总管和分布元件所组成布浆器的布浆有两层含义，其一是展开浆流；其二是匀布浆流。
据此可以理解布浆器的作用是将上网纸浆沿网全宽均匀的分布至流浆箱的堰池中。
布浆器有扩展流道布浆器、多重对分布浆器、多支管布浆器、错流布浆器和锥管布浆器，但前四种已经基本淘汰，现在通用的就是锥管布浆器。
（PPt换页）2、堰池和匀整装置流浆箱的堰池是指流浆箱箱体及其在其中形成的由布浆器到上浆装置之间的浆流通道。
这是上浆后，上浆前浆流被匀整、混合、稳定流态的流道。
堰池的作用是根据造纸机车速的要求，提供与网速相适应的静压头，并借助安置在其中的匀整元件（如隔板、匀浆辊、孔板、阶梯扩散器、管束、导流片等）对纸浆进行匀整并产生适当的湍动，以分散纸浆中的纤维絮聚物，稳定浆流，保证上网纸浆均匀分布。
流浆箱技术的最新发展
流浆箱技术的发展在纸张的生产中，流浆箱是造成纸张纤维组织结构优劣的最重要设备之一，承担着实现纸张性质的均匀性和可控性的任务。
它直接影响纸张的纵横性能比(cross machine direction profile)、抗张或裂断长、孔隙(porosity)、成形和留着。
未来造纸的发展目标（继续提高纸机车速、效率和纸张质量）对现有流浆箱的改进提出了一系列要求。
流浆箱的运行性能与造纸机车速和效率密切相关，同时，还应与纸张的纤维组织结构的好坏（纸张定量分布的均匀性和纤维定向）结合一起来考虑改善流浆箱性能。
在高车速下还应对机械加工方面提出更高的要求。
流浆箱的发展是由造纸机车速不断提高推动的,从翻浆闸板式流浆箱,敞开式匀浆辊流浆箱,气垫匀浆辊流浆箱发展到当今水力式流浆箱都是为了适应纸机车速增加的要求。
所以在选择流浆箱时,也要根据造纸机的速度要求进行。
流浆箱的结构形式很多,但从功能划分,都是由三大部分组成,即布浆器、匀浆装置、喷浆装置。
流浆箱设计也是围绕这三部分进行。
目前流浆箱大致可分为二大类:（１）匀浆辊流浆箱（敞开式、气垫式）。
（２）水力式流浆箱（满流式、半水力式）。
以上两大类流浆箱在解决布浆、匀浆、喷浆这三个问题都围绕着流速这个主题展开[1]。
匀浆辊流浆箱的适应性匀浆辊流浆箱以转动的孔辊作为匀浆元件，匀浆机理是浆流进出孔辊的孔眼,受到收缩和扩散,使浆流产生湍动，浆料得以分散。
虽然这种湍动尺寸比较大,能量比较低,但与长网部的脱水元件产生的搅动匹配,成形效果还不错,因而被中、低速纸机广泛采用。
气垫式匀浆辊流浆箱是为了适应较高速度及较大的速度范围发展起来的。
在密闭的箱体内通入压缩空气,使箱内的静压力由恒定的浆位高度（高度一般与匀浆辊直径相近）和可调的气垫压力合成。
调节气垫压力,即可调节喷浆速度。
由于浆位高度比较低,浆流通过匀浆辊孔眼的流速比较快,堰池浆流速度在0.27～0.45m/s。
气垫式匀浆辊流浆箱宜用于车速180～450m/min的造纸机。
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流浆箱
流浆箱一．总述流浆箱能够获得好的纤维分散和匀度，在纸机横向均匀的分配固形物，均匀的分配浆料浓度；流浆箱为水力式，浆料从冲浆泵由管路到达总管，浆料经过异形管，在堰池处获得均匀的浆料分配，在成形网上均匀的喷浆分布。
流浆箱能控制浆料的湍流和异形管后的再絮聚，湍流的控制非常重要，必须控制在一定的尺度，以获得稳定不规则的浆料流动，可以在唇板获得好的纤维分散。
通过流浆箱内几个混合装置来控制浆料湍流强度，浆料经从总管通过特殊设计的异形管，产生压力降和速度变化，减小湍流和不规则流动，获得好的纤维分散。
浆料通过异形管进入堰池，产生进一步的微湍流，在喷嘴处，由于剪切力而获得好的纤维分散。
飘片将喷嘴流道分成长锥形通道，最后浆料从唇口喷射上网。
流浆箱配有横幅浓度调节系统（稀释水系统），该系统通过在布浆管处喷射稀释水使该点浓度下降，减小定量，来控制横幅。
稀释水系统可以不需要机械唇板调节系统来调节横幅。
堰室是由一个被飘片隔开的通管组成，浆料由异形管进入堰室，异形管均匀的将浆料分配进每一个流道。
流道最终的厚度决定湍流的规模，并随飘片的厚度和长度而变化，减小不需要的大规模的湍流，增加对成形有利的微湍流。
维持流体在流道方向的速度，需要稳定的浆流分布和清洁的流浆箱操作。
飘片用于减少不需要的大型湍动,增加对成形有利的微湍流,飘片的端头插在异形管端的楔形槽内,侧壁门打开,可以把飘片滑动移出,飘片由PVC(聚氯乙烯)制成,不会被浆料,碱损坏,耐温70摄氏度.但是也会被其它腐蚀性的液体或是清洗溶剂所损伤,最好是移出飘片再清洗,不要堵住流浆箱两端方便飘片移出.注意:移动清洗安装飘片时,必须特别注意,防止弯曲和折叠.注意:冲浆泵停后,检查真空释放阀是否打开,如果真空释放阀不工作,飘片将会损坏.飘片的维护:停机时,要彻底冲洗清洁流浆箱的内部,要定期打开流浆箱清洗积聚的脏物.如果飘片表面有沉积物,必须按以下步骤移出,清洗.1.在打开侧壁前,彻底清洗流浆箱表面.2.打开操作,传动侧侧壁.3.拉出飘片,要用力均衡,防止飘片弯曲.可以用一宽夹夹住拉出4.用高压水从操作侧向传动侧清洗楔形区.5.飘片叠飘片放在干净的平面上,不要直接放在地面上,用合适用的清洁剂清洗飘片,如肥皂,中性的清洁剂,海绵,不要在飘片上行走.或放在重物于上.6.检查飘片表面和末端是否干净,是否损坏,特别是末端(唇端)有任何沉积物或是破坏,都会对成纸产生不良的影响.7. 彻底清洗流浆箱后,将飘片滑入.8. 确信飘片在正确位置.允许有一定的热膨胀.在不影响成纸质量时,可以使用润滑剂,如凡士林. 唇口开度校正丝干下唇板浆料唇口开度调节蜗轮机构 上唇板 浆喷口胸辊稀释水二．唇口开度调节1．L/B比率指的是下唇板前缘与上唇板之间的水平距离，相对于唇板开度的比值。
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流浆箱技术的发展
在纸张的生产中，流浆箱是造成纸张纤维组织结构优劣的最重要设备之一，承担着实现纸张性质的均匀性和可控性的任务。
它直接影响纸张的纵横性能比(cross machine direction profile)、抗张或裂断长、孔隙(porosity)、成形和留着。
未来造纸的发展目标（继续提高纸机车速、效率和纸张质量）对现有流浆箱的改进提出了一系列要求。
流浆箱的运行性能与造纸机车速和效率密切相关，同时，还应与纸张的纤维组织结构的好坏（纸张定量分布的均匀性和纤维定向）结合一起来考虑改善流浆箱性能。
在高车速下还应对机械加工方面提出更高的要求。
流浆箱的发展是由造纸机车速不断提高推动的,从翻浆闸板式流浆箱,敞开式匀浆辊流浆箱,气垫匀浆辊流浆箱发展到当今水力式流浆箱都是为了适应纸机车速增加的要求。
所以在选择流浆箱时,也要根据造纸机的速度要求进行。
流浆箱的结构形式很多,但从功能划分,都是由三大部分组成,即布浆器、匀浆装置、喷浆装置。
流浆箱设计也是围绕这三部分进行。
目前流浆箱大致可分为二大类:（１）匀浆辊流浆箱（敞开式、气垫式）。
（２）水力式流浆箱（满流式、半水力式）。
以上两大类流浆箱在解决布浆、匀浆、喷浆这三个问题都围绕着流速这个主题展开[1]。
匀浆辊流浆箱的适应性匀浆辊流浆箱以转动的孔辊作为匀浆元件，匀浆机理是浆流进出孔辊的孔眼,受到收缩和扩散,使浆流产生湍动，浆料得以分散。
虽然这种湍动尺寸比较大,能量比较低,但与长网部的脱水元件产生的搅动匹配,成形效果还不错,因而被中、低速纸机广泛采用。
气垫式匀浆辊流浆箱是为了适应较高速度及较大的速度范围发展起来的。
在密闭的箱体内通入压缩空气,使箱内的静压力由恒定的浆位高度（高度一般与匀浆辊直径相近）和可调的气垫压力合成。
调节气垫压力,即可调节喷浆速度。
由于浆位高度比较低,浆流通过匀浆辊孔眼的流速比较快,堰池浆流速度在0.27～0.45m/s。
气垫式匀浆辊流浆箱宜用于车速180～450m/min的造纸机。
水力式流浆箱的适应性水力式流浆箱是随着高速夹网纸机发展起来的。
由于夹网成型器的成形面很短、也就是说纸幅成形时间很短,浆流一经喷射上网,成形基本“固定”,因此要求浆流在流浆箱内必须均匀分布。
常采用高效紧凑横向布浆均匀的单侧进浆的锥形总管和固定的匀浆装置。
高速浆流通过固定元件的截面变化或几何尺寸改变而产生高强度微湍动,使浆料悬浮体得以分散。
水力式流浆箱内浆流纵向稳定,没有横流,所以可通过调节布浆孔管的浆料浓度来调节纸页的横幅定量,取得比用微调杆局部改变唇口开度更佳的效果。
这一点是匀浆辊流浆箱无法做到的。
水力式流浆箱的喷浆速度由变速浆泵的动压头控制,可以适应很高的车速。
因为固定匀浆元件的匀浆作用必须靠高流速产生(约 1.5m/s),所以要求车速不宜低于300m/min。
也因为采用固定的匀浆元件,其几何尺寸都按特定的范围设计,宜用于车速变化小、品种比较单一的造纸机。
为了扩大水力式流浆箱的使用范围和克服水力式流浆箱对来浆脉动的敏感性,发展了半水力式流浆箱（见图２）。
它具有水力式和气垫式流浆箱的优点,适用车速范围为300～1000m/min，可以应用于长网纸机。
1 多点稀释水调节技术
在纸张的和产中，横向绝干定量的均匀度是纸张质量最重要的指标。
流浆箱应具有稳定的浆流性质，纸张定量分布稳定，一般都采用了强化白水稀释的方法控制横向定量分布，实现了优良的横向绝干定量分布的均匀性。
一般是通过多点稀释调节而实现的。
稀释水可与流浆箱的多排分支管中的每一支管的浆流做到充分理想的混合。
稀释水的最佳用量可降低分布性能对外部干扰的敏感性，如留着率的可变性，并能保证在最大范围内安全运转。
多排反管和为平衡箱体而精心设计的装置，可保证使浓度调节成平滑的高斯型定量分布曲线，从而达到理想的控制效果。
最经济的稀释用水是造纸白水。
同时希望湿部有稳定的留着率。
稀释控制的优点，包括高定
量控制能力和较窄的频带密度，同时，又能精确和完全独立地控制纤维定向。
同时由于采用了稀释控制，使横向定量测定和影象精确测绘的重要性增强。
通过稀释控制横向纸张定量的方法，可获得波动幅度窄而又理想的定量分布曲线，并且这一控制过程不受运行参数的影响。
稀释水控制与传统的唇板调节方法不同，即不受纤维定向分布的影响。
通过多点稀释调节，能在最佳稀释水用量下运转，即用最少量的稀释水，满足全部调节能力的需要。
稀释水可与流浆箱的浆流做到充分理想的混合。
稀释水的最佳用量可降低分布性能对外部干扰的敏感性，如留着率的可变性，并能保证在最大的范围内安全运转。
多排支管和为平衡箱体而精心设计的装置，可保证浓度调节成平滑的高斯型定量分布曲线，从而达到理想的控制效果。
2 分层成形技术
通过优质分层(stratified forming technique)可降低生产成本。
在印刷纸生产中，采用分层添加技术可提供一个全新的技术方向，使造纸工作者在纸张厚度方向上能选择纸添加剂的最佳功能位置。
也能最有效地利用原料。
现在，二层和多层成形已成为新安装高产量纸机的标准配置[3]。
它最初是由Andritz 和Voith Sulzer提出的。
在一定程度上，可以在不同的层中采用不同的压力和速度以为不同的浆料。
这种新型的流浆箱在车速超过2000m/min[3]的纸机上应用成功。
这是通过在流浆箱内的分层导向叶片把浆流分隔开而实现的。
层间是否会混合的关键点，是在导向叶片的最后的分离点处。
通过导向叶片的几何形状尤其是尖端形状的设计可控制层间混合，保证优良的均匀一致的分层和各层的分离。
另一个重要因素是导向叶片的长度。
最好的效果是将导向叶片延伸到唇板开口处。
导向叶片的机械性质也是其优良特性所必须的，诸如尺寸的精确度和挺度。
导向叶片的材质是碳纤维复合材料。
基于些分层技术生产的流浆箱有 a two-layer stratified headbox jet 和 a 3-layer stratified headbox jet。
有关流浆箱混合强度的分析可参见论文[4-5],研究中提出了一种研究方法，以定量研究流浆箱的混合情况。
流浆箱模型包括二(三)个独立的header，间以活动的分配板(divide sheet)，板的伸出情况可分为二种：negative sheet stickout(inside the headbox )，positive sheet stickout(outside the headbox)。
箱内每一层由二个短板隔出通道。
研究中，上层加入盐水，下层加入清水。
按时间测定不同的纸机纵横向位置的各Z向位置的电导率，混合特性可以用电导率的变化定量确定。
这种方法与针叶浆和阔叶浆在0.2%浆浓下的情况，有良好的一致性。
3 流浆箱的横向浆流分布
选择最佳的进浆总管形状，一是依靠最佳计算方法算出流浆箱浆流模型的形状，二是根据浆流分布均匀度的测量和最佳计算方法所花费的费用影响两个因素来确定的。
OptiFlo流浆箱是具有两个管束的流浆箱。
这样，浆流分布对操作参数的敏感性可降低到最低限度。
4 流浆箱控制的发展
OptiFlo流浆箱纤维定向控制已实现自动化，其中包括调节供料口和在可能时应用唇板调节，从而赋予充分良好的控制纤维定向的性能。
通过采用抗磨损的涂布技术并结合新的表面抛光方法，使唇板部位保持持久不变的高精密度，唇板部位的均匀和稳定以及热负荷的稳定是十分必要的[6]。
5 流浆箱的未来发展趋势
在高速纸机上，流浆箱内存在压降。
压降的作用是在使浆料的流速与纸机速度一致，但同时伴有压力损失现象，产生湍流。
随着纸机速度的不断提高，流浆箱的湍箱以后必会增加，这将提高浆料浓度，高压力使流浆箱必须配有某种补偿系统以保证上网浆流的稳定。
长网结构
影响流浆的性能，且约束了纸机的速度。
夹网成形器的成形部件因其本身的特性和调节方式而对流浆箱的设计有特殊要求。
因此未来流浆箱的发展趋势是流浆箱和成形器成为一体[7]。