книги / Технология производства бумаги

Скорость напуска массы влияет на качество получаемой бумаги; она составляет

Vм= (0,9…0,95) Vс .

Скорость напускамассы на сетку БДМ определяется напором

Vм = μ 2gH ,

где μ − коэффициент истечения, зависит от формы выпускной щели, μ = 0,9…0,95; g − ускорение силы тяжести, м/с2; Н − высота напора массы, м.

Рис. 5. Схеманапускногоустройствазакрытоготипасвоздушнойподушкой: 1 – корпус напускного устройства; 2 – коллектор потокораспределителя; 3 – трубная гребенка; 4 – успокоительный кожух; 5 – диффузор; 6 – перфорированные валики; 7 – смотровое окно; 8 – перелив массы; 9 – верхняя губа напускного устройства; 10 – подача воздуха от

турбокомпрессора

Напускные устройства открытого типа применяются на старых тихоходных машинах. В них величина напора определяется высотой столба массы. Если такое устройство установить на современных машинах, то его высота будет 16–20 м, поэтому современные машины оборудуются напускными устройствами закрытого типа, напор в которых создается либо насосом, подающим массу, либо за счет давления воздуха, по-

21

даваемого в закрытое пространство напорного ящика над поверхностью массы (рис. 5).

Для образования качественного листа бумаги необходимо создать в потоке массы микротурбулентность, которая предотвращает флокуляцию и ориентацию волокон. Для этого применяют напорные ящики турбулентного типа. Необходимая турбулентность потока создается специальными элементами, представляющими собой пучок трубок или несколько гибких пластин, колеблющихся за счет движения массы и делящих поток массы на несколько слоев. Использование таких напускных устройств позволяет получить поток хорошо диспергированной массы при высоких скоростях машины, что, в свою очередь, улучшает просвет бумаги и повышает ее прочность во влажном состоянии.

К гидродинамическим напускным устройствам, хорошо зарекомендовавшим себя на практике, относится устройство типа «Конверфло» (рис. 6). Наличие шарнирно закрепленных пластин, колеблющихся за счет движения массы, обеспечивает диспергирование в каждом отдельном слое волокон.

Разновидностью ящика «Конверфло» является ящик «Стратафло», представляющий собой конструкцию из нескольких независимых ящиков «Конверфло». Назначение ящика «Стратафло» – осуществить возможность одновременного подвода различных видов массы для изготовления многослойных видов бумаги и картона. Благодаря установленным в ящике перегородкам различные виды используемой массы между собой не соприкасаются вплоть до выхода из напускного устройства.

Одним из основных технологических факторов, влияющих на качество получаемой бумаги в процессе напуска, является концентрация массы. Она в значительной степени зависит от массы 1 м2 бумаги и до массы 70 г/м2 имеет практически прямую зависимость (рис. 7).

Общая технологическая схема бумагоделательной машины представлена на рис. 8.

22

Рис. 6. Схема напускного устройства типа «Конверфло»: 1 – подача массы; 2 – коллектор; 3 – трубная решетка; 4 – пластина с прорезями; 5 – шарнирно закрепленные металлические или пластмассовые пластины; 6 – выпускная щель

Рис. 7. Зависимостьконцентрациимассывнапорномящике отмассы1 м2 выпускаемойбумаги

23

24

Рис. 8. Технологическая схема БДМ: 1 – машинный бассейн; 2 – массный насос; 3 – переливной бачок; 4 – смесительный насос; 5 – центриклинеры; 6 – узлоловитель; 7 – напорный ящик; 8 – сеточный стол; 9 – прессовая часть; 10 – сушильная часть; 11 – каландр; 12 – накат; 13 – сборник оборотных вод; 14 – сборник

избыточных оборотных вод; 15 – бассейн мокрого брака

24

6. СЕТОЧНАЯ ЧАСТЬ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

6.1.Формование и обезвоживание бумажного полотна в сеточной части бумагоделательной машины

Сеточный стол с плоской сеткой. Формование полотна бумаги на сеточном столе бумагоделательной машины осуществляется одновременно с процессом обезвоживания бумажной массы, происходящим в результате фильтрации через слой волокон и сетку. Для поддержания сетки, интенсификации удаления воды из бумажной массы и организации движения этой воды под сеткой установлены обезвоживающие и поддерживающие элементы (грудная доска, регистровые валики, дефлекторы, гидропланки, отсасывающие ящики и др.).

Конструкция сеточного стола с плоской сеткой определяется скоростью машины и видом вырабатываемой продукции

(рис. 9, 10).

Технологическая схема сеточной части БДМ представлена на рис. 11.

Общий вид сеточной части БДМ показан на рис. 12.

6.2. Формование и обезвоживание бумажного полотна в регистровой части бумагоделательной машины

Струя массы из напускного устройства через выпускную щель под углом, близким к 0○, подается на сетку к передней кромке формующего ящика (или на формующую доску), роль которых – замедлить процесс обезвоживания полотна в месте контакта массы с сеткой для образования волокнистого фильтрующего слоя. Снижение фильтрации необходимо для получения равномерного листа бумаги, в противном случае под действием фильтрации волокна будут ориентироваться перпендикулярно плоскости листа.

25

Рис. 9. СеточныйстолБДМсрегистровымиваликами: 1 – груднойвал; 2 – регистровыевалики; 3 – ограничительныелинейки; 4 – формующая доска; 5 – отсасывающиеящики; 6 – ровнитель; 7 – отсасывающийгауч-вал; 8 – сетковедущиевалики; 9 – правильныйвалик; 10 – натяжнойвалик

Рис. 10. Сеточный стол БДМ с гидропланками: 1 – грудной вал; 2 – формующий ящик; 3 – пакеты гидропланок; 4 – мокрый отсасывающий ящик; 5 – регистровый валик; 6 – ровнитель; 7 – отсасывающие ящики; 8 – гауч-вал; 9 – сеткоповоротный вал; 10, 13 – сетковедущие валики; 11 – сетконатяжнойвалик; 12 – сеткоправúльныйвалик; 14 – сетка

Дальнейшее формование и обезвоживание осуществляется на регистровых валиках или гидропланках (рис. 13). Раньше гидропланки не устанавливались, обезвоживание происходило на регистровых валиках диаметром 50–600 мм, покрытых резиной. Их задача заключалась в поддержании сетки в горизонтальном положении и обезвоживании полотна.

Обезвоживание происходит под действием разрежения, создаваемого в клиновидном зазоре между сеткой и поверхностью валика. Часть воды из-под сетки выдавливается в массу, образуя всплеск и нарушая структуру полотна, т.е. регистровые валики создают чередующиеся давление и разрежение.

26

Рис. 11. Схема сеточной части бумагоделательной машины: 1 – напускное устройство; 2 – грудной вал; 3 – сетка; 4 – формующийящикили формующая (грудная) доска; 5 – регистровые валики; 6 – опорная планка; 7 – дефлектор; 8 – гидропланки (регистровые планки); 9 – мокрые отсасывающие ящики; 10 – регистровая часть машины; 11 – отсасывающие ящики (сосуны); 12 – эгутер (ровнитель); 13 – гауч-вал; 14 – прижимной валик; 15 – отсасывающий вал вакуум-пересасывающего устройства; 16 – сеткоповоротный вал; 17 – гауч-мешалка; 18 – сетконатяжной валик; 19 – бак-сборник сосунной воды; 20 – бак-сборник избыточной оборотной воды; 21 – бак-сборник регистровой воды; 22 – сеткоправильный валик; 23 – сетковедущие валики; 24 – насосы; 25 – подсеточная ванна; 27 – спрыск-отсечка и водяной нож

длязаправкибумажногополотна

Рис. 12. СеточнаячастьБДМсплоскойсеткой

27

Рис. 13. Схемаработырегистровоговаликаигидропланки(а) ираспределение давления (б) при обезвоживании массы на регистровых валиках 1

игидропланках 2; гидропланки стационарные (в) и многоэлементные (г)

Сповышением скорости бумагоделательной машины перепад давления увеличивается. Это обусловило переход от вращающихся валиков к неподвижным гидропланкам (рис. 13).

Величина вакуума, создаваемого гидропланкой, в 2–5 раз меньше, чем создаваемого регистровыми валиками, а давление –

в20–25 раз меньше. Это создает лучшие условия для формования полотна, и тем самым резко уменьшается провал сквозь сетку наполнителя, проклеивающих веществ, мелкого волокна.

Меньшие размеры гидропланок по сравнению с регистровыми валиками позволяют, не увеличивая длину сеточного стола, получать полотно такой же степени сухости (2–3 %). По мере увеличения сухости полотна угол α увеличивается.

Гидропланки (рис. 14) для увеличения износостойкости и уменьшения трения о сетку изготавливают из высокомолекулярного полиэтилена с износостойкими вставками шириной 10–12 мм из нержавеющей стали с покрытием из карбида вольфрама. Применяют также гидропланки из керамики.

28

Рис. 14. Гидропланочныйящик

За гидропланками в конце регистровой части устанавливают мокрые отсасывающие ящики, в которых поддерживается небольшой вакуум (2–7 кПа) за счет сифона удаляемой воды. Мокрый отсасывающий ящик представляет собой пакет гидропланок.

В регистровой части бумагоделательной машины содержится

много воды, поэтому поверхность слоя массы здесь блестит. Этот участок называют «зеркалом залива». Осевший слой, видимый после него, имеет матовый оттенок.

6.3. Обезвоживание бумажного полотна на отсасывающих ящиках и гауч-вале

Обезвоживание полотна в конце стола от сухости 2,5–3 % до 10–14 % осуществляется на отсасывающих ящиках под воздействием вакуума, создаваемого вакуум-насосами или турбовоздуходувками. Вакуум увеличивается от первого ящика к последнему и достигает 30 кПа. Ширина ящика 200–300 мм (рис. 15).

С увеличением вакуума интенсивность обезвоживания возрастает, при этом повышается маркировка бумаги, промой мелкого волокна и наполнителя и снижается срок службы сеток.

Сила трения сетки о крышки отсасывающих ящиков:

T = f ·F·P,

где f − коэффициент трения, зависящий от материала, f = 0,3…0,03; F − живоесечение всех ящиков, м2; P − величина вакуума, Па.

Живое сечение ящиков составляет 30–40 %. Отсасывающие ящики изготовляют обычно сварными из нержавеющей стали, крышки – из полимерных или керамических материалов, имеющих высокую износостойкостьи низкийкоэффициенттренияо сетку.

29

Рис. 15. Отсасывающий ящик: а – схема отсасывающего ящика: 1 – корпус ящика; 2 – верхняя крышка; 3 – перегородка для регулирования ящика; 4 – винт для перемещения перегородки; 5 – патрубок для отвода воды и воздуха; 6 – болты для регулирования ящика по высоте; б – отсасывающий ящик с двумя зонами отсоса; в – отсасывающий ящик с тремя зонами отсоса

Трение сетки о неподвижные ящики служит одной из главных причин износа сетки.

Для уменьшения этого трения наибольшее применение получила конструкция ящиков с подвижным перфорированным

30