新型高浓磨浆机磨片

新型高浓磨浆机磨片

蒋思蒙1、2 蒋小军1 严震1

1、南通华严铸造有限公司磨片研究中心，江苏南通，226403

2、常州轻工职业技术学院，江苏常州，213164

摘 要：南通华严磨片研究中心对高浓磨浆机磨片进行分析研究，设计了新型高浓磨片，经多家制浆造纸厂和制浆机械厂数年来的使用比较，除了有效解决断齿和磨损问题外，改善了磨浆质量，提高了磨浆效率。 关键词：高浓磨片；高浓磨浆机；磨浆质量；磨浆效率

目前所常见的高浓磨浆机是采用强制喂料的圆盘式高浓度磨浆机。国内已有生产成熟的高浓磨浆机，适用于化学浆，半化学机械浆，冷浸法高得率浆及纤维板料的研磨。对浆料的适用范围较广，无论是树种复杂，材料差异较大的浆料，还是木材加工后剩余的边角料、刨花、锯屑、浆渣及冷浸法苇片、稻麦草等，都能够以其较高的旋转速度和适当的磨片间隙分离成优质纤维。其优点是:磨浆浓度可高达20-30%，纤维切断少，分丝帚化效果显著，磨浆效率高，单位电耗低。

高浓磨机结构主要由机壳、主轴、转盘、喂料螺旋、调节机构、冷却系统和保护系统组成，而磨片是盘磨机的核心元件。高浓磨片磨片是成浆质量的关键，磨片的使用状况、工艺寿命对磨浆的产量、能耗、盘磨机的安全运行及各项经济指标起决定性作用。

盘磨机的磨浆机理较复杂，传统理解的磨浆过程（或磨片）分成三个区域：破碎区、粗磨区、精磨区（见图1），实际上每个区域的机械作用和

磨浆变化都是一个渐进式的过程，并非跳跃式。传统的磨片齿型主要为两种：双向齿（见图1）、单向齿（见图2），但是这两种齿型都是以直齿形径向排列为特征。

图1：传统的双向齿磨片分区示意图

图2：传统的单向齿磨片

南通华严设计新型高浓磨片齿型时，综合考虑到回旋体机械作用力、纤维浆料的特性及磨浆机理，为了保护纤维避免受到过强的剪切力，设计了多种新型大倾角高浓磨片齿型，得到很理想的应用效果，如S1型螺旋齿高浓磨片切断力更加柔和（见图3），使纤维受到更多的揉搓和挤压。新型高浓磨片适合热磨机械浆、杨木化机浆、草浆和蔗渣浆等工艺条件，已经在山东、广西、河北、湖南、河南、辽宁等地广泛配套于常见的Φ350、Φ450、Φ580、Φ600、Φ660、Φ750、Φ800、Φ900、Φ915、Φ920、Φ950、Φ970、Φ1000、Φ1100、Φ1250等型号中高浓磨浆机和热磨机，磨浆过程中使纤维长度和强度得到改善，有助于提高打浆度和湿重。

不谋而合的是，安德里兹公司的新型磨片也采用了与南通华严S1型螺旋齿这一相似设计理念（见图4）。 图3：南通华严新型磨片

图4：安德里兹新型磨片

自从高浓磨浆机应用以来，美卓、安德里兹等公司不断推陈出新，设计了很多磨片齿型，国内磨浆设备和配件厂家专业人士对高浓磨核心元件----磨片的齿形也作了大量研究，做了大胆而有益的尝试,取得了很多进步。但也有一些设计，在实际使用中存在浆料通过量小、堵浆等弊端，因而未得到实质性推广应用。一些失败的设计和不合适的磨片材质存在以下问题：

1.磨片内径进料处齿宽太窄，齿的强度较低，浆料中有少许硬杂质时容易产生整圈断齿。

2.齿纹倾角度太小，较低的剪切角造成纤维的过度切断。

3.沟槽内档坝设置不当，导致部分浆料有可能在磨片沟槽内被直接“泵”出去，而失去磨浆机会。

4. 在使用中，常常因磨粒磨损和微动磨损等原因，磨片出现转定子磨损不均匀，磨片平面形成波浪形，影响磨浆质量和稳定性。

5. 抗冲击韧性较差的磨片，常在上机使用不久即出现意外大面积断齿现象,导致磨片提前报废，增加易损件成本支出，且影响正常生产。

6.磨浆机运行中不可避免的会产

生接触摩擦，产生瞬间高温，高速旋转摩擦时摩擦副接触面局部发生

金属

粘着，在随后相对滑动中粘着处被破坏，有金属屑粒从磨片表面脱离下来或在对面磨片表面产生切削及再次黏着，造成粘着磨损，这种磨损造成动磨片与定磨片接触面的啮合形态。

陕西科技大学董继先，职艳芳大胆地提出高浓磨片的齿纹创新设想（见图5），对于图5中的设想，虽然我们暂时还没有见到实质性的应用，但也许可以给我们作为设计的借鉴和参考。

图5: 高浓磨片的齿纹设想

南通华严磨片研究中心对高浓磨片进行优化，结合浆料浓度、流量、电流、压力等使用工况，设计了大量针对不同磨浆功能的磨片齿型。

除磨片齿型设计因素外，磨片的材质也至关重要。磨片磨损是一种十分复杂的微观动态流程，影响条件很多，所以关于磨损的分类方式也较多。最常见的磨损分类是按磨损机理来分类：黏着磨损、磨料磨损、冲蚀磨损、微动磨损、疲劳磨损。实际工况中，磨片的磨损往往不只是一种机理在起

作用，而是几种机理同时存。磨片呈现不均匀磨损及锯齿状、啮合状磨损，断裂或大面积磨齿崩裂，则属于非正常失效（非正常磨损）。采用多元合金磨片可避免非正常磨损，这是一种降低成本和提高磨浆品质的有效途径。

南通华严多元合金磨片现在已经具有四大系列400多款磨片齿型，满足各种热磨机、高浓磨浆机、中浓磨浆机和低浓双盘磨浆机的配套使用，并广泛配套进口磨浆机，如：相川、安德里兹、福伊特、美卓、清来、GL&V 、埃舍尔威斯、KBC 等品牌磨浆机，替代进口磨片，甚至解决了进口磨浆机原装磨片磨损快、断齿和磨损不均的问题，采用华严多元合金磨片后磨损均匀、平缓，解决了磨片断齿和啮合状磨损问题，提高磨片使用寿命前提下，降低了打浆电耗成本，提高磨浆匀度、纤维结合力，受到用户单位的认同。

参考文献

[1] 刘家浚，材料磨损原理及其耐磨性

〔M 〕．北京：清华大学出版社，1993.

[2] 蒋小军、任红锐、尚庆武，GL&V DD4500

型双圆盘磨浆机磨片国产化的实践[A];中国造纸学会第十五届学术年会论文集[C];2012年

[3] 董继先，职艳芳，高浓盘磨机新型磨片

〔M 〕中华纸业；2008年18期