第十一章造纸设备1.ppt

第十一章 造 纸 设 备,第一节 概 述,一、造纸机的发展、组成和分类,（一）造纸机的发展,造纸术是我国劳动人民的创造。东汉时(公元2世纪初)蔡伦总结整理了前人的经验，发明了一套较完整的手工抄纸术，为人类文明的发展做出了伟大的贡献。手工抄纸术迄今仍用于抄制高级的特种纸。 现代的机器造纸技术是17世纪以来在西方各国发展起来的。1799年法国的罗贝尔特(Louis Rrobert)发明了连续抄纸的机器，如图11-1所示，是由一条张紧在辊子之间的无端网带及一些附件所组成，纸浆上网靠旋转桨叶及挡浆板来完成，挤水辊具有压榨的作用，经脱水，压榨后的湿纸幅由卷纸辊卷起来。从卷纸辊退出的湿纸幅再经过若干压榨辊挤压去水分后，挂起干燥成纸页。,图11-1 罗贝尔特发明的纸机示意图,1-旋转浆叶 2-挡浆板 3-网 4-胸辊 5-挤水辊6-卷纸辊,唐金的造纸机,1803年，法国人达都(Leger Didot)和英国机师唐金(BDonkin)完成了对罗贝尔特发明技术的改进，制成了世界第一台工业生产用的造纸机，人们称为唐金纸机。如图11-2所示。,图11-2 唐金的造纸机,1-浆槽 2-斜槽 3-无端网4-定边装置 5-毛毯 6、7-压榨辊 8-纸卷,唐金纸机已接近于现代纸机的工作原理。保持搅拌状态的纸浆从浆槽型流浆箱通过斜槽流到无端网布上和定边装置之间。湿纸页如罗贝尔特纸机那样通过挤水辊之间，由于唐金纸机具有移动的上毛毯，结构就更为合理。该毛毯也改善了纸浆的稳定性湿纸幅又向前行经压榨辊，最后卷绕在纸辊上。 1908年，英国纸商福尔德黎尔(Fourdrinier)兄弟购买了上述所有发明的权益，成为现存惟一成功的抄纸机器专利的惟一法人。所以可以说，造纸机是由罗贝尔特发明，达都和唐金改进设计的，而由福尔德黎尔兄弟所投资，因而国外均将长网造纸机称为Fourdrinier造纸机。,1807年，美国人金赛(Kinsey)提出了圆网造纸机的专利，1817年第一台圆网造纸机在美国运行投产。 1816年在造纸机上设置了烘缸，走出了湿抄纸的范围而达到在机上烘干制成纸幅成品的目的。1826年，长网纸机应用了真空泵，在网下形成真空，由于真空脱水而在网上形成纸页。1827年开始采用大直径烘缸。1870年造纸机已从横轴传动发展到纵轴传动方式。在 此以后直到20世纪中叶约七八十年间，造纸机的部件基本上没有什么重大改变，只是引用 了一些新的技术，例如高压流浆箱、真空辊、移出式网案、引纸绳和压缩空气吹送引纸、圆 筒卷纸机和多电机分部传动等。,1950年以后，造纸机又有了较快的发展，较广泛地采用了流体动力布浆器、真空吸移装置、气垫压力流浆箱等，使造纸机车速不断提高。特别在近30年，对流送上浆部分的流体动力学原理、纸幅成形机理、网部脱水原理、压榨脱水理论、干燥理论及压光理论等基本理论有了进一步的研究和发展，从这些理论研究成果中又发展了不少新技术，使造纸机的结构得到了改进，更加完善。 随着科学技术的发展，造纸机越来越先进，现代的长网造纸机已分别具有高速水力式流 浆箱(如夹网流浆箱)、双层或多层流浆箱、稀释水流浆箱以及高浓流浆箱，双网成形及复合预成形；新型复合压榨及靴型压榨；单排烘缸及带真空抽吸水缸；带可控中高辊的软压光技术；在线检测控制技术、分部调速传动系统、计算机控制质量自控系统(QCS)及集成管理控制系统(DCS)，并有各种先进、高速的功能性纸机。,（二）造纸机的组成,造纸机是由一系列配套设备组成的联合机械。传统的湿法造纸机是从浆流箱的进浆总管或带有其他辅助设备开始，直到卷出纸卷的卷纸机为止，由浆料流送部分、网案部、压榨部、干燥部、压光机、卷纸机和纸机的传动部等组成（如图11-3所示），并配有为这些主体部分运行所不可缺少的真空系统、气压或液压系统、润滑系统、引绳系统、蒸汽系统、气罩及其排风系统和必要的热风系统。,图11-3 长网造纸机示意图,1-浆流分布器 2-流浆箱 3-胸辊 4-案辊 5-真空吸水箱 6-伏辊 7-压榨毛毯 8-压榨辊 9-毛毯洗涤g8 10-通风罩11-干燥帆布 12-烘缸 13-通风系统 14-冷缸 15-纸幅 16-纸卷,（二）造纸机的分类,.根据网部的构造与造纸的方法分 （1） 长网造纸机（图11-3）。 （2） 圆网造纸机（图11-4）。 （3） 夹网造纸机（图11-5）。 （4） 复合造纸机（图11-6）。 （5） 干法造纸机（图11-7）。,图11-4 双圆网双缸纸机示意图,l-活动弧形板网槽 2-网笼 3-伏辊 4-下毛毯 5-回头辊 6-导辊 7-毛毯真空8-压榨上辊 9-压榨下辊 10-托辊 11-第-烘缸 12-打毯辊 13-毛毯挤水辊 14-上毛毯15-纸页 16-压光辊 17-第二烘缸 18-千毯 19-三辊压光机 20-圆筒卷纸机 2l-纸卷,图11-5 立式夹网纸机示意图,1-烘缸 2-压榨部 3-真空引纸辊 4-前网 5-胸辊 6-流浆箱 7-浆流分布器 8-后网 9-压网器(挡水板) 10-真空吸水箱 11-伏辊,图11-6 长圆网复合纸机示意图,1-圆网 2-预压榨 3-圆网部的主压榨 4-长网 5-长网的伏辊 6-第-压榨 7-第二压榨 8-第三压榨 9-干燥部 10-大烘缸 11-冷缸 12-压光机 13-纵切机 14-卷纸机,图11-7干法造纸机,1-退卷机 2-纤维疏解装置 3-排风机 4-成形箱 5-排风机 6-成形网 7-粘液槽8-毛毯 9-压榨辊 10-烘缸 1l-毛毯烘缸 12-压光机 13-卷纸机,2.按传动部分的排列方位分,（1）左手型造纸机站在造纸机干燥部末端，面向湿部，见传动部在左边侧为左手型造纸机。 （2）右手型造纸机站在造纸机干燥部末端，面向湿部，见传动部在右边侧为右手型造纸机。,二、造纸机的系列和生产能力计算,（一）造纸机的系列,制定统一的造纸机幅宽系列标准，有利于造纸机不见标准化和通用化，便于纸机的设计、制造、使用和维修。我国现有造纸机的系列见表11-1。,表11-1 造纸机系列,（二）造纸机的生产能力计算,1.造纸机的生产能力计算 可按下式计算： Q=0.06vBmqK1K2K3/1000 式中 Q造纸机生产能力（吨/日） v造纸机的车速（米/分） Bm卷纸机上纸幅的宽度（抄宽）（米） q纸的定量（克/米2） K1造纸机的抄造率，即扣除纸机空转后纸机的实际抄造率（%） K2造纸机的成品率（%） K3纸机每日平均生产时间（一般可按22.523小时计算） 计算年产量时，每年有效的生产天数一般以330340天计算，其余天数为造纸机检修等的停机时间。,2.纸机每小时产量,可按下式算： G=0.06Bmvq（公斤/小时） 式中 G纸机产量（公斤/小时） v纸机车速（米/分） Bm抄宽（米） q定量（克/米2）,第二节 造纸机的浆料流送装置,一、概 述 浆料流送装置的作用，是把浆料均匀而稳定的流送和喷布到成形网上，为纸幅的良好成形提供必要的前提。浆料流送装置是造纸机的起始部分，习惯上称之为流浆箱或网前箱，其结构和性能对纸叶的成形、纸机操作及成纸质量有重要影响，所以流浆箱是造纸机的一个关键部分。流浆箱的基本构造如图11-8所示。,图11-8 流浆箱的基本构造,1-进浆分布器 2-堰池 3-挡板 4-匀浆辊 5-流浆箱的前壁 6-堰板 7-堰口局部调节手轮 8-堰口总调手轮,要抄造要优质的纸幅，流浆箱应满足以下要求：,（1）保证浆料流动平稳，没有大的涡流、横流和瞬时速度波动现象，并沿纸机的全宽度分布一致。 （2）上网的浆流所有各部分浓度一致，纤维分散均匀，能防止沉降和絮聚。 （3）保证纸料上网的流速可以控制，使其与网速接近，以获得最好的纸页形成条件。 （4）纸料上网所流经的分布管道和流浆箱内壁应光滑无挂浆现象。,二、浆料流送装置组成,流浆箱有下列三个主要部分组成： 浆料分布装置（布浆器）、 浆流匀整装置（匀浆元件）、 上浆装置（堰板）。,（一）浆料分布装置,1.布浆器 常有的布浆器有：单管布浆器、错流布浆器、多管进浆布浆器、孔板布浆器、阶梯扩散布浆器和管束布浆器等几种形式。 高速造纸机为了保证流浆箱上浆的横向压力相等，设置了横向压力平衡装置。,2.各种布浆器的特点和使用范围见表11-2,（二）浆料匀整装置,匀整装置是流浆箱中所配用的起匀布和调整浆流作用的元件。 匀布是指使浆流在流浆箱各处流道特别是上浆装置的流到中的整个截面的各点都有一致的流速。 调整是指使浆流具有理想的流态，有适当的微湍流（流体无定向的适度波动），消除絮聚和保持浆流中纤维均匀分布。,分类,匀浆元件按结构特征有静止的、转动的和浮动的三类，有的匀浆元件本身就是流浆箱流道的一部分，而有的则成为一个独立的组件。 迄今被是用于各式流浆箱中的匀浆元件有挡板、排删、各种导流片组合导流棒、节扩流道、管束、孔板、阶梯扩散器等静止的元件，转动的各式匀浆棍和浮动的挠性导流片（飘片）组。其中，节扩流道就是流浆箱流道的一段，管束、孔板和阶梯扩散器则是特殊的流道段。这些匀整元件往往按照不同的设计而被配合地使用。通常在老式流浆箱中往往配用较多的匀整元件。,1.挡板,如图11-8所示，挡板是一种最简单的整流元件，其整流作用主要是使浆流在流道截面小于来浆流道截面积得挡板下方加速通过并转向时，会产生一定的扰动，有利于纤维均匀分散，浆流通过挡板后又在下游的流道中减速使浆流稳定，即通过浆流的加速和减速，使浆流逐渐均匀并使纤维分散。 挡板结构简单，制造容易，操作维护方便。但产生的湍动规模大，整流效果较差，容易产生浆团，并使箱体容积较大，另外易挂浆，产生腐浆。因而，挡板只用于车速较低的纸机。,2.消能整流装置,从布浆器来的浆流往往具有较高的流速。无论多管还是孔板的孔，相互间都有一定的间隔，从而使流过这些布浆元件的纸料流，成多股喷射的状态，喷射的流束具有很高的速度，而其周围的流体则速度很低，从而使整个横向的流速不均匀。为了减小喷射流束的能量，使其与周围流体的流速均匀化，可采用消能整流装置。对于高速纸机，纸料流速很快，尤其应该采用。 所谓消能整流装置，就是浆纸料经过几次节流和扩散，其中节流同增大加速比一样，可使速度均匀化，而扩散则一方面使流速降低，起到消能作用；另一方面使流体的速度头再分配，起到均匀化作用，从而使进入流浆箱堰池中得纸料，流动平稳且流速均匀。,图11-9示多管进浆布器消能整流装置的3例。,1-总管 2-支管 3-孔板 4-整流消能装置 5-匀浆辊 O-扩散部分 P-塞子 Q-节流缝 D-第一扩散室 E-第一节流缝 F-第二扩散室 G-第二节流缝,(1)双冲击式 (2)冲击与旋涡结合式 (3)旋涡式,图11-10是在孔板布浆器之后采用导流片以消除元件后的横流，并采用消能棒使各部分流速均匀化、混合良好的纸料流动状态。,图11-10导流片和消能棒的应用,1-导流片 2-消能棒 3-孔板,3.匀浆辊与导流片,匀浆辊又称孔辊，是一个薄壁的、壁上钻有大量小孔的中空管辊，一般是由黄铜管或不锈钢管钻孔制成，壁厚35毫米，孔径为1825毫米。为了避免挂浆，要求小孔的内外缘及管体内外面均应光洁无毛刺，辊体两端通过端板与轴连接，一边支承。轴的一端连接传动，转速可调节，使其在使用中达到最佳效果。,使用匀浆辊应注意的一些问题：,（1）匀浆辊的开孔率和直径：开孔率一般为3055%，置于靠近浆料进口出的匀浆辊的开孔率较小，靠近浆料出口处的则较大。辊体的直径主要根据刚度核算确定，造纸机的宽度越大，堰池的深度越深，则匀浆辊直径也越大，反之则较小。 （2）出浆口与最近一只匀浆辊辊面的距离，通常为小孔直径的25倍。 （3）安装匀浆辊时，辊面与箱壁之间的距离应在36毫米之间，过大会使部分浆流得不到匀整，过小则容易轧死。 （4）匀浆辊的传动最好配又无级调速器，并可作正、反向转动，能使匀浆辊起到最佳的作用。,导流片使用许多平行薄板组成的一种格架（图11-11b），,图11-11 匀浆辊与整流板,a-匀浆棍 b-整流板,其主要是用在低速造纸机的开启式流浆箱中。导流片能比较有效的消除浆流中的横流和涡流，它可以在布浆器的扩散管中和喷浆口之前使用。导流片也可以和匀浆辊配合使用。有的在匀浆辊内装设圆形的导流片（图11-11a），这对稳定浆流，减小横幅定量的波动有显著的效果。,4.阶梯扩散器,阶梯扩散器是由孔板和二级以上的管段所组成（图11-12）。纸料经过孔板和扩散管的节流扩散作用，可以获得分散纤维网络的高剪切力，防止了纤维的絮聚，并且纸料离开扩散管时，产生微湍动，速度分布较均匀，使纸幅成形匀度好。 阶梯扩散器可以分段制造，最后组合，每一段最好有一定的锥度，以利于浆流便的平稳。一般用塑料的铸塑成形法制造比较经济。,图11-12 阶梯扩散器,（三）上浆装置,上浆装置俗称堰板，是造纸机流浆箱的浆流出口部件。 堰板的作用是使纸料均匀地、以一定角度喷射到网案的网面上，在网上形成均匀的纸页。因而堰板的设计和操作，对于纸页的形成和纸页横幅定量的均匀性有明显的影响。,堰板分类,堰板在结构上可以分为喷浆（鸭嘴）式、垂直式和结合（鹰嘴）式3种。各种堰板如图11-13所示。,图11-13 各种形式堰板,1-胸辊 2-下唇板 3-上唇板 4-垂直堰板 5-堰池 6-上唇板调节机构,1.喷浆（鸭嘴）式堰板,喷浆式堰板如图11-13（1）所示。喷浆口由上、下唇板组成，上唇板是倾斜的，具有逐渐收缩的喷浆道，可以通过上唇板调节机构调节喷浆口上、下唇板之间的间隙宽度。根据抄纸过程中纸页横幅定量的情况，进行全幅或局部的调节。还可以通过调节上、下唇板的相对位置，以及下唇板与胸辊的距离，控制上网纸料的喷射角与着网点。,2.垂直式堰板,垂直式堰板如图11-13（2）所示。垂直堰板与浆流箱堰池的前壁结合成为一体。通过调节机构可以控制堰板向前（图中的a方向）、向后（图中的b方向）作15°的倾斜。垂直堰板根据需要也可以作全幅或局部的调节，以控制堰口开度。这种堰板的优点是结构简单，调节方便，纸料上网比较均匀，纸页横幅定量比较小，可以控制在12克/米2以内。但也存在容易挂浆、喷出的浆料着网点靠近胸辊中心线，因而一着网就大量脱水，从而影响纸页的匀度。,3.结合（鹰嘴）式堰板,结合式堰板如图11-13（3）所示。这种堰板的特点，是在喷浆式堰板的上唇板上加一个垂直上堰板，垂直上堰板突出57毫米，而且此处纸料处于加速的过程，流速很快，停留时间极短，因而不至于造成挂浆的现象。这种堰板兼有喷浆式堰板和垂直式堰板的优点，是一种比较好的堰板。,三、流浆箱的类型,（一）开启式流浆箱,（一）开启式流浆箱,开启式流浆箱（或称压力流浆箱）的特点是有意个体机较大的箱体，形成一个能够稳定浆流和保持一定静压头的浆坑。开启式流浆箱适用于150450米/分车速的造纸机。,结 构,流浆箱的箱体采用铸铁、钢板（焊接）制造，里面衬以铜皮、不锈钢板或包胶包塑料等防腐蚀材料。 如图11-8所示，挡板可以升降控制流浆箱的浆位高低，从而调节上网流速。 为使浆料在上网前获得均匀混合装有匀浆辊。 通过可调节堰口总调手轮和堰口局部调节手轮可使喷浆口全宽上大小一致，既可局部调节亦可整体调节。,图11-14为一种新型的开启式流浆箱,1-矩形进浆分布器 2-孔板 3-扩散室 4、5、6-匀浆辊 7-溢流调节螺杆 8-喷浆唇调节螺杆,特点,这种流浆箱采用矩形孔板进浆分布器与匀浆辊配合，代替了原来的流送隔板，减小了流浆箱的体积，提高了纸料的分布效果。箱内有匀浆辊3根。靠近孔板的匀浆辊，由于它所产生的节流制动作用，消除纸料入口时产生的扰动和冲击；中间的喷出口处的匀浆辊主要起匀速和防止絮聚的作用。前墙溢流装置，有利于排除泡沫和浮浆，并有利于保持浆位稳定。,（二）气垫式流浆箱,造纸机的车速达到400米/分以上时，要求流浆箱的静压头要高，因而开始使用密封的气垫式流浆箱，其所要求的静压头直接由空气静压力产生。,图11-15所示的是我国自己设计的3150毫米新闻纸机用气垫式流浆箱示意图。,图11-15 气垫式流浆箱示意图,A-布浆器 B-堰池 C-堰板 1-方锥形总管2-孔板(均布元件) 4-堰池3-匀浆辊(布浆器的整流消能装置) 5-匀浆辊(整流元件) 6-胸辊 7-溢流槽 8-箱体9-旋转喷水管,结 构,它的布浆器由方锥形总管1、孔板2和匀浆辊3构成。由于总管是方锥形的，随着纸料由孔板的许多孔流出而使流量不断减少，锥管的截面积也不断减小，以保证总管中的沿机宽方向的压力一致，由孔板中流出的质料流速页均匀一致。但孔板的孔不是连续的，因此，孔板之后的纸料能量分布不均匀，会产生涌动、横流等现象，为此设有匀浆辊3，其可起整流消能等作用，使纸料变得平稳而均匀。堰池是封闭式的，通过纸料液面上的空气压力（气垫）来调节静压头。堰池由堰池4、匀浆辊5、溢流体7、箱体8和旋转喷水管9等部件构成。其中匀浆辊5可以使纸料进一步得到整流，使流速和分散状态都进一步匀化。喷水管用以消泡。溢流用以保证液位不变，且使泡沫溢出。,（三）集流式流浆箱,（图11-16）集流式流浆箱由方锥形进浆总管、管束、扩散区、飘片和唇板等组成，方锥形进浆总管与气垫式流浆箱的一样，其他元件简述如下：,图11-16 集流式流浆箱,1-热膨胀导板 2-管束 3-稳流室 4-堰板长度调整 5-堰板开度调整 6-堰板微调 7-飘片 8-胸辊 9-孔板 10-方锥总管,1.管束：,管束是一种由大量小口径锥管组成的整流元件，浆流在管束内得到均匀分布，在流动过程中，由于管壁摩擦形成高强微湍流，有效地分散纤维，防止絮聚。,2.扩散区：,稳流室3的作用是将来自各个集流管的细浆流得到混合，并使速均匀一致，在扩散区出口有一块多也板，再次起到节流和产生微湍流作用。,如图11-17漂片,1-孔板 2-铰接 3-飘片,3.飘片：,飘片是由一组不同长度的薄片组成，这样使得它在堰板开口处保持在同一平面上。 飘片通过塑料弯头固定于多孔板的燕尾槽上，其材料是聚碳酸酯或聚氨酯，厚为3毫米。 飘片的作用是：当流浆箱无浆时，飘片以自身的重量下跌叠在一起；当浆流冲过孔眼进入片飘片间的流道时，则借助于浆流的动压飘浮在浆中，使上网浆流具有厚均匀、速度均匀和纤维均匀分布的特点。 飘片产生微湍流是由于飘片隔开而分成许多相互平行的全幅收敛流，然后逐渐缩小厚度，形成浆流加速度，从而产生了较大剪切力。由于飘片是柔软的元件，并在浆流中飘动，有效的防止了堵塞现象。,特点,集流式流浆箱为满流式，流浆箱的压头改变是通过改变混合泵转数来完成的，混合泵靠直流电机驱动、全流量控制。在稳流室附近装有真空破坏阀（图11-18），它是为保护流浆箱飘片而设置。因为突然断料时，浆料逆流产生强大的水腿真空，使软的飘片被回抽弯曲并挤压多孔板，反复作用会损害飘片寿命。 集流式浆箱是个封闭的压力系统，不需要转动的匀浆辊，上网分散均匀，是高效能的流浆箱，但集管数量多，制造要求甚高，适用在高速长网纸机或夹网纸机上。目前国内各大厂长网纸 机改造中以较广泛应用了这种浆流箱。,图11-18真空破坏阀,1-气缸 2-堰池壁 3-阀板,四、 流浆箱的操作,（一）堰池静压头的确定与堰口开度的调节,堰池静压头与造纸机车速的关系可以根据下列公式计算： H= 式中 H堰池内纸料的静压头（米） V造纸机车速（米/秒） Kc网速对车速的滞后系数 Kt浆速对网速的滞后系数 g 重力加速度（9.81米/秒2） u出唇系数,滞后系数Kc,滞后系数Kc对一般的纸张（如新闻纸、凸版印刷纸、书写纸、胶版印刷纸等）为0.95，粘状浆抄的薄纸（如电容器纸、描图纸、卷烟纸）为0.870.88，纸袋纸为0.950.96。滞后系数Kt一般为0.830.92。对于粘状浆生产卷烟纸、电缆纸及复写纸等时，可为1.061.14。出唇系数对于喷浆（鸭嘴）式堰板为0.9，对于结合（鹰嘴）式堰板为0.78，对于垂直式堰板为0.8。,（二）纸张横向定量的调节,纸张横向定量的波动，不但影响成纸的质量，而且由于定量不同时，纸张横向的厚度不同，受压榨作用及干燥作用不均匀；纸张运行时所受的张力不同，从而伸长率也不同。同时还会因干燥不均匀而出现汽斑、伸长不同出现的折子等纸病，甚至会因伏辊处剥离线不整齐，使递纸困难而产生断头等。,一般生产中全幅宽上各个部分的定量是否均匀，可按如下判断：,（1）水线的形状：,所谓水线，就是脱水达到一定程度，纸层表面的游离水消失，从而表面的反光面突然变暗所显现出来的一条线，一般出在网案的真空箱处，干度约为7%，如果脱水均匀，此线应为沿纸机横向的直线。一般来说，定量大的部位，因脱水缓慢而水线长，定量小的部位则水线短。但是有的纸机的水线看起来比较齐，但实际横幅定量差却较大，这是因为铜网吸水箱的真空度高，硬把水线抽齐造成的。,（2）伏辊剥离线、两道压榨间纸幅张力和卷纸辊全宽松紧：,从伏辊剥离纸页时剥离线是否整齐，两道压榨之间纸幅张力是否均一和卷纸缸上纸辊全宽是否松紧一致等，也可以观察纸张横向定量的情况。横幅定量不均时，纸幅受拉伸长不同，所以纸幅所受张力不均匀，使伏辊离纸页时剥离点高低不平，剥离线弯弯曲曲；定量不均一时，定量低的部分，纸幅易拉伸，故此处纸幅张力小，比较松弛。当纸幅进入下一道压榨时，在这里将起皱不平；定量不均时，纸幅厚度不一致，因此在卷纸缸上纸卷全宽松紧也不一，一般松软的部分定量小，紧硬的部分定量大。但从纸卷松紧均一情况观察定量是否一致时，应结合上述其他因素来判断，以免因受压光辊中高不适当，压光操作不当（局部发热膨胀不均）造成纸页全宽厚薄不均的影响，作出错误判断。,（3）经常测定纸张横幅各个部位的定量。,造成纸张横幅定量不均匀的主要原因有： 在浆流箱内幅宽各点纸料的流速不均，这是主要因素。另外，这与浆流箱的结构和加工制造情况有关。 纸料在上网时沿幅宽各点喷浆量不均，此时主要是由于堰唇由缺陷（如加工不良，光滑度不够，不平直，凹凸不平，或者清洁工作做的不好，有挂浆现象等）。 浆流箱中整流不佳，会使纸料在出堰口时速度分布不均，或存在着横流及较大的涡流，这样，上网后的纸料，其自由表面将不稳定，随着纸机的运行便产生纵向的波纹，波纹峰、谷处的纸料厚度不均匀，使横向定量出现差异。,生产中除了有针对性的进行处理外，操作者还可以利用唇板局部调节装置，调节相应部位开口的大小，达到调节各部位上网纸料量一致纸张横幅定量的目的。这种调节在一定程度上是有效的。,利用唇板局部调节装置调节中应注意以下几点：,局部调节唇板开口，只允许作微量的调节。跟均生产实践情况，相邻部位唇板开口的差别不大于0.20.4毫米，最好采用“三点调节法”：一处需要调节较大时，应同时调节其相邻两处，以免使相邻部位的开口差别过大（图11-19）。这是因为唇板弯曲过大容易出现永久变形。,图11-19 堰口的三点调节法,如果横幅定量不均是由于纸料整流不好而引起网上的自由表面不稳定造成的，那么水线长短不固定，此时用局部调节堰板开口方法是调节不好的，而应从解决上浆速度均匀一致来解决。,堰板的调整，应以最小的调整量取得最大限度效果为宗旨。不应过于频繁和过大。调节堰板局部开口，因为这是不正常现象，实际效果也不大，反而会带来一些负作用。 不论那种堰板唇，都必须对温度变化给与的影响加以注意。对于堰板开度的检查和修理，应当在造纸机停机之后堰板尚存一定温度的状态下立即进行。停机时不要开闭堰口和调整堰唇长度。,（三）上下唇板相对位置的调节,上下唇板相对位置的变化，可以直接影响喷出浆流的喷射角和着网点，而不同的喷射角和着网点浆影响纸页的脱水和形成，影响纸页的匀度。,第三节 长网造纸机,一、网 部,（1） 网部的作用和组成 网部的主要作用是将悬浮液浆流进行大量脱水，并使之成形具有一定湿强度的湿纸页。纸幅在网部的成形决定了纸张成品的重要性。 长网部的组成主要是成形网和成形脱水元件（如成形板、案辊、案板、湿吸箱、真空箱以及胸辊和伏辊等）。此外，还有成形网的支承、驱动、张紧、校正、舒展和清洗所用的辅助元件和运行中操作控制元件（如定幅装置、切边水针、校正辊、张紧辊等）。长网部的结构型式如图11-1所示，其各部分结构与作用分述如下。,1.胸辊,胸辊是纸机网部第一个辊筒，也是成形网的换向辊，其作用是承托成形网，在某些纸机中，胸辊还作为成形脱水元件。为保证成形网的改变运行方向过程中，不致受过大的弯曲力，胸辊应具有较大的直径。另外胸辊本身是依靠成形网拖动的，因此胸辊又必须是比较轻巧的。,胸辊一般用薄壁无缝钢管制成，外包34毫米厚的铜皮或8毫米厚的硬橡胶（肖氏硬度94°），表面磨光。胸辊的传动轴应由密闭的防溅的滚珠轴承支承。胸辊本身应经过严格的静平衡和动平衡的检查。为了防止纤维块进入胸辊和成形网之间，辊面装有塑料或胶木质的刮刀清洁辊面，在胸辊与下唇板间还装有喷水管以保持下唇板于胸辊间隙的清洁。,在换网时，为了让出套网的空间，没有传动的胸辊就从张紧成形网的工作位置落下到最低位置，待成形网套上之后，胸辊又升起来复位并固定，这是靠一套胸辊起落装置来实现的。 胸辊结构出上述结构以外，目前亦有采用中固辊形式的胸辊，在使用塑料成形网时更显出它的优点。,2.成形板（如图11-20所示）,成形板是浆流喷射出来的浆流与成形网刚刚接触处在网下承接浆流的元件，其作用是用承托胸辊后的成形网段于控制浆料在网上的初始脱水。成形板有助于消除浆料出上网式的跳动现象，改善纸页的匀度。 成形板一般多为长条形，每块成形板由15条板条组成。条板的宽度以第一条较宽，一般为80200毫米，板条间的距离（板缝）一般不小于40毫米，每块成形板总宽度一般为100500毫米。成形板常以高密度聚乙烯或陶瓷复面，在结构上要求有足够的刚度，板面耐磨且沿宽平整。成形板与胸辊间的距离应是可以调节的，以适应工艺要求。,在高速造纸机上，,成形板通常是由一个较宽的平面梁板和数个小倾角案板组成的箱体（图11-20a）。成形板是装设在胸辊轴承臂上的，在换网时随胸辊升降。 用氧化铝烧结陶瓷面板制成的成形板(图11-20b)具有良好的使用性能，它非常耐磨，表面光滑，并可以制成平直而锐利的前缘，避免将水逼回网上而破坏初期沉积的纤维层。烧结陶瓷和大多数的树脂无亲和力，可以长期保持清洁，无挂浆或堵塞现象，维修工作很少。但制造加工较难，价格较昂贵。,图11-20 成形板示意图,a b 图11-20 成形板示意图,3.案辊,（1）案辊的结构,案辊是辊体为薄壁管结构的轻型辊筒。 辊体可用铜管、铝合金管、不锈钢管制成，也可用钢管外度铜层或包胶层或包覆工程塑料层来制造。 辊径的选定主要应保证辊体具有足够的钢度和转速的稳定性，因此与纸机的车速及幅宽有关：车速越高、幅宽越大，则案辊的直径也许越大。 案辊必须作动平衡或静平衡校验。轴承座的高低位置可用螺钉调整或偏心调整，使所有案辊均能与铜网接触。,案辊的轴承一般固定在网案纵梁上，新式网案浆轴承装在纵梁的轨道上，使案辊可以根据需要变动间距。 在高速造纸机的网案上，近胸辊的几根案辊常以沟纹辊代替，这样可使脱水缓和，有利于纸页的均匀成形。 沟纹案辊的结构与普通案辊相同，只是辊体表面上车有多道平行的环状沟槽。改变沟槽宽度可相应增减脱水作用。,（2）案辊的作用,案辊的作用是支撑成形网及其上部的浆料；并保持网面平坦，同时依靠案辊的抽吸作用进行脱水。脱水作用主要发生在成形网与辊面的接触线沿前进方向相对分开过程中所建立的楔形负压区内，如图11-21中A、B、C所示。成形网孔滤下的白水，在负压的吸引及案辊表面附着力的作用下，加速“吸”入楔形区，然后又借案辊高速旋转的离心作用将水甩脱，完成脱水过程。,图11-21 案辊脱水原理,H-成形网及网上浆层 w-吸水作用区 h-网下粘附的水层,4.挡水板,挡水板装设于案辊之间，起刮除成形网下面的水和挡住案辊辊面上甩出的水的作用。使用案辊的中高速造纸机上都配用挡水板，以消除案辊甩水形成的扰动和改善成形段上的脱水。挡水板有各种形式，如片式、管式等，如图11-22所示。,图11-22 挡水板,a-单式的(刮刀式) b-双式的(带案板) c-带有压缩空气管的(吹气式) 1-铜网 2-案辊 3-刮刀式挡水板 4-案板式挡水板 5-Z形挡水板 6-压缩空气管,5.脱水板（案板）,（1）脱水板的结构,脱水板的结构形式如图11-23所示，其主要结构参数的选择，对脱水板的工作性能有显著影响。,图11-23案板的结构型式,（1）案板的基本型式：-前缘角 L1-前缘平面长度 L2-斜面长度 1-前缘平面 2-斜面 3-T形槽； (2)案板安装方法：a-滑动法 b-固定法 c-粘接固定法 (3)案板的型式：a-规则型案板 b-S型案板 c-镶碳化钨案板 d-非线性案板,结构说明,一般前缘平面长度L1为1015毫米，斜面长度L2为3060毫米，前缘角通常是3060°。 脱水角是影响脱水效率的关键参数，除设计安装应慎重考虑外，一般在生产过程中也要较长时间进行校正更改，以求达到理想的脱水效果。脱水角一般为15°，且随湿纸页前进方向依次递增。 脱水板可以单片或在脱水板箱下不加水封装置成为真空脱水板箱。,脱水板的材料，,国内用含二硫化钼的橡胶、高密度聚乙烯、金属、陶瓷、聚甲醛、层压板及硬木等，其中以含二硫化钼的硬橡胶、高密度聚乙烯和陶瓷的使用效果较好。 陶瓷耐磨性极好，可视为永久耐磨体。陶瓷摩擦面质硬而翠，受撞击易碎，制造成本高，加工困难。,（2）脱水机理,脱水板由前缘平面和斜面组成。前缘平面与成形网接触，把附着在网下的水刮除，在支承成形网的压区形成了封闭线。在脱水板前缘平面之后即压区的下游测有较长一些的斜面或凹面，形成楔形空间诱导出真空，借此而得到在较和缓的真空度增长的条件下的和缓脱水。由于脱水板脱水作用较缓和，所以中高速纸机网部常使用脱水板脱水，以减少纤维、填料及胶原料的流失，及改善纸的均匀度。,6.湿吸箱,湿吸箱的结构如图11-24所示，其箱面多以工程塑料或陶瓷片构成长条缝形的孔，在两端有条幅机构。 湿真空箱体多以不锈钢板焊制成轻型而钢度高的形状。箱体以水腿管与网内白水盘或网外的白水坑相接而使箱内形成最初的真空和补偿由于边部密封不好的损失，箱体与风机连接，通过调整减压分离阀门或装在箱体前侧的放空阀开度来控制真空度。 湿吸箱真空度一般为0.9819.81千帕（0.11.0米水柱），安装在脱水板和真空吸水箱之间，有时也被用作为成形箱设置在胸辊之后。,图1l-24 湿吸箱,1-网 2-封闭箱 3-水封池 4-接真空系统 5-放空阀,7.真空吸水箱,在网的前段，当案辊及脱水板等脱水元件的脱水作用衰减以后，必须采用真空吸水箱来强制脱水。 湿纸层在达到真空吸水箱前，其干度大致为23%，通过真空吸水箱后的干度视纸料的性质而定，一般可达到812%左右。,（1）真空箱的结构,真空箱有箱体和面板两部分组成。 箱体常用铸铝、不锈钢或钢板焊成，也有用木材制造的。箱体两端有密封调幅机构，在传动侧有接管接到其真空管路系统。真空吸水箱面与铜网间的摩擦所消耗的动力，通常高达整个网部动力消耗的7080%，因而吸水箱的面板应该是平滑的，并且有最小的摩擦系数，以减小成形网的磨损及所用的功率。,面 板,面板常采用木材、橡胶、低压聚乙烯、高密度聚乙烯、陶瓷等材料制成。面板的开孔形状，应保证湿纸页脱水均匀，避免真空抽吸过分集中而使成形网加剧磨损。 开孔一般有圆孔、长条缝孔或条缝孔3种，开孔面积为面板总面积的2545%。通常在长网纸机上视生产的纸种、所用的浆料特性及运行的车速等因素而配用不同的吸水箱，按通常所用的吸水箱宽度250350毫米考虑时，长网纸机上的吸水箱可自3、4个到10个以上。 吸水箱在装设时多相互紧靠在一起，有时分成前后两组，其中真空度逐箱提高，并可借其真空系统种的调节器来控制。有的纸机采用移动式吸水箱或履带式真空吸水箱，其目的是为了减轻对成形网的磨损。,（2）真空箱的水气排出系统,真空箱内的水和空气，在真空泵的抽吸下从箱体上的吸水口一起排出，通过气水分离将水、气分开（图11-25）。,图11-25 真空箱的结构及水气排出系统,1-箱体 2-面板 3-密封挡板 4-调节螺杆5-气水分离器 6-真空调节阀 7-真空总管 8-泄气阀9-接真空泵 10-水腿 11-水封池,分离器上部装有真空调节阀，与真空管道相通，下部有水腿管，管口浸没在水封池的水面以下，水封池的位置应低于真空吸水箱数米，以保持所需的真空度。 经过分离的空气由真空泵抽出，而白水则靠重力由水腿管流至水封池汇入白水回收系统。 真空调节阀的作用是通过控制真空箱抽吸的空气量，从而控制真空箱中的真空度。 在真空总管的出口管路上引出一支管，并在支管上设置一个泄气阀，其作用是在真空度过高而导致真空泵超负荷时，由此控制泄入的空气量，以调节真空总管的真空度。,8饰面辊和水印辊,（1）饰面辊的应用 使用饰面辊可以改善网上湿纸页顶面的表面状态、表面结合强度以及均匀度，并可提高湿纸页的紧度，同时使纸页二面均有网眼以减少差异。 饰面辊辊面上套有铜网，如网面上镶有图案花纹，经其辊压后湿纸页留下迎光可见的印痕（水印）者，即为水印辊。水印辊一般用在证券纸或有特殊要求的纸张中。 饰面辊应安装在纸页的水线消失之前，通常在最后两组真空箱之间的成形网面上，这样能取得较好的整饰效果。,（2）饰面辊的构造,常用的无轴式饰面辊的辊体是一个套有铜网的螺旋形铜丝鼓架，两端设有端环和小托轮。 饰面辊对湿纸幅的压力可借杠杆种锤机构调节。饰面辊上网套的网目与铜网的网目相同或更细些，这样纤维不易粘在辊面上。 辊的支架上装有喷水管和喷气管，以备清洗辊面之用。,9伏辊,伏辊负有对湿面纸页作进一步脱水的作用。 湿纸幅经过真空吸水箱后，在伏辊进一步脱水，干度可达1522%，高速纸机可达27%，并使纤维组织紧密，强度增加，便于传递到压榨部的第一压榨毛毯上去。 在一些纸机上，伏辊又是整个网部运动的主动辊。,伏辊的类型,伏辊按结构可分为普通伏辊和真空伏辊两大类别。 普通伏辊只用于一些旧式的低速纸机上，随着造纸机的改造进程，普通伏辊渐被真空伏辊所取代，现在见到它的机会已很少了。近代中、高速纸机都采用真空伏辊。,真空伏辊的分类,真空伏辊在结构上可以分为小室式和蜂巢式两种。 蜂巢式真空伏辊在结构上虽然较为简单，但精度不高，占地面积大，换网操作不便，目前已很少使用。 小室式真空伏辊又可以分为单室、双室、三室等几种，一般造纸机多用单室式，高速造纸机和薄纸造纸机（如电容器纸机）多用双室式，三室式多用于高速薄纸纸机。,真空伏辊的结构,单室真空伏辊结构如图11-26所示。,图11-26 悬臂式真空伏辊,1-辊壳 2-加长的传动侧轴头 3-把轴头固定在辊筒上的螺栓 4-辊筒传动侧滚动轴承5-工作侧端盖 6-辊筒工作侧滚动轴承 7-真空室 8-真空箱传动侧轴承9-真空箱工作侧轴头 10-真空箱工作侧支架 11-真空箱回转机构 12-抽出真空箱用的滚于13-加压密封条的空气软管 14-向软管送入空气用的接管,结构说明,这是一种结构较完善的悬臂式真空伏辊，真空室7位于转动的辊壳1内，一端固定在真空室工作侧支架10上，另一端则由真空室传动侧的轴承8支持。抽出的空气和水分是通过操作侧的空心轴颈排出的。 真空室在辊壳中的位置可借真空箱回转机构11作回转调节，使真空抽吸口处于成形网在真空伏辊上的包角以内。在操作侧还配有调节抽吸区幅宽（沿纸横向的尺寸）的螺杆调幅装置。,真空室抽吸口处装设有容纳加压密封条用的空气软管（气胎）13的铸铜长槽，在长槽两端还设有拼接的圆弧槽来容纳无端的气胎。用碳精（石墨）、橡胶、塑料层压板或耐磨工程塑料制成的长密封条及其座子也装在长槽中，可沿槽壁上下伸缩，它被气胎压向辊壳内壁，起到密封作用。 在箱体内有向密封条与辊壳之间喷水管17，以润滑密封面并带走由摩擦产生的热量。真空伏辊的传动侧有延伸了的轴头2，末端装有手动油压悬臂装置，当换网时传动侧的