圆网纸机生产挂面箱纸板的技术改造

余章书

圆网纸机生产挂面箱纸板的技术改造

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介绍圆网造纸机采用折流带压活动弧形板成形器，三辊半湿压光机，改换大辊径压榨，增加烘缸组，增设表面施胶机和压光机等技术规范的改造情况。车速由改造前的95～130/min提高到95～230m/min；日产量由改造前的35～45吨提高到100～135吨；生产包装用纸档次提高。

圆网纸板机 技术改造 压力活动弧形板 压力喷浆 半湿压光机

目前，国内圆网造纸机在中小型纸造企业大量存在，且大多技术落后，生产品种单一，低档次低产量，适应不了造纸发展的需要。随着包装工业的迅速发展，圆网纸机生产包装用纸的市场需求量日益增加。市场竞争日趋剧烈，企业迫切需要对造纸设备进行技术挖潜改造以迎接市场的挑战。

某外资纸业公司创办于2002年，有两台圆网纸机抄宽3200mm，双网双缸的结构，生产普通瓦楞纸。两台纸机的二大缸烘直径为3000mm，第一大缸为双毯、预压、主压榨、托辊装置，二缸上设有压光辊，两个网笼直径为1500mm，老式活动弧形板网槽，采用变频分部传动。抄造90～130g/㎡的瓦楞纸，车速只有85～95m/min，单台日产量仅 30～35吨。2005年采用压力喷浆成形器改造两台纸机，虽然抄瓦楞纸车速可开到120～130m/min，日产量可达45～50吨，但产品不够档次，成纸匀度差，纵横克重不稳定，经常出纸病一时难处理，造纸同行普遍认为该压力喷浆成形器结构上存在弊病，需要改进。

该公司于2010年对该两台纸机进行了规范性技术改造，将其改造成为多网多缸圆网纸板机，调整了产品结构，适应生产130～320g/m2挂面牛皮箱纸板和90～130g/m2高强瓦楞纸，纸机的工作车速可达95～230m/min（抄不同克重的车速），单台日产量可达100～135吨〔两台改造纸机年产量可达7～8万吨〕，改造后的圆网纸板机的结构简图如图1所示。

图1 圆网纸机改产挂面箱纸板的技术改造结构简图

一、圆网成形部

生产挂面箱纸板或高强瓦楞纸的主要物理指标大多取决于纸页的成形阶段，而成形的基本性能取决于网槽〔成形器〕。为了改善和提高纸的匀度和定量的均一性，提高其物理性能，将第一次纸机改造的直径1500mm片式网笼和压力喷浆成形器换掉，纸机改为设置四个直径1800mm片式网笼和四个折流带压活动弧形板成形器。将第1个圆网成形器的活动弧形板调低50mm（设近大缸位置为第1圆网成形器），挂末漂白本色商品浆，作为纸板的挂面层，上浆量为20g/m2，对浆料适应性强，上浆较均匀，可保证纸板挂面层有较好的匀度；其余3个圆网上浆量均为100g/m2，浆料可用废纸浆。在2、3、4网笼前设置3个吸水箱，其作用主要是脱水和防止掉纸。第4网笼前的吸水箱箱口较宽，真空度为35～45kpa，脱水能力较大，湿纸幅在随毛毯回头后干度可达10%～12%。抄造高强瓦楞纸，只需两个网笼，采用50%～70%废纸浆，搭配30%～50%进口OCC废纸浆。

两台纸机圆网成形部改为折流带压活动弧形板成形器，通过出国考察，在引进国外先进技术的基础上，自行设计了一种折流带有一定压力活动弧形板成形器 （见成形器图2、3、4所示，全不锈钢材料制造），并且设有锥形多管进浆稳浆器、匀浆辊（变频电机直接带动）、活动弧形板出浆回流调节器和弧形板能高低调节的装置及直接在网槽外拉取活动式堰板而方便更换唇布的设置。现将带压活动弧形板成形器的工作原理和优点介绍如下。

1.折流带压活动弧形板成形器的工作原理

一般浓度0.15%～0.35%的纸料直接由浆泵 〔选用FP型低脉冲浆泵稳定〕以扬程10～12米的压力，送进锥形多管进浆稳浆器，以控制每条进浆管有同样的压力，然后，进入网槽底部产生折流翻滚，促使纤维团充分扩散，流经集流狭道，以稳定浆的横向宽度流动的流速（流量），且通过转动的匀浆辊后（即匀浆辊的线速与浆速要求相适应），浆的流动压力降低，形成缓和稳流，将促使浆里的泡沫消失，同时，有利纤维扩散均匀，提高纤维上网的纵横交织能力，使湿纸页成形时匀度一致。由于网笼内外产生较大的压力差，浆料上网迅速脱水形成湿纸页由网笼带伏辊运转而带上毯，这是带压力活动弧形板成形器的工作原理。2.折流压力活动弧形板成形器的优点：

由于原来用的压力喷浆成形器有多个小管喷浆直接冲击网面，浆易堵塞网笼内外网之间，难清洗，也影响浆上网的均匀度，不时出现纸页一条条 “水痕”、“透光点”等纸病，影响纸的外观质量；且压力喷浆出口离网面间只有0.5～1.0mm的距离，外网易磨损，网的使用寿命只有10～12天，频繁换外网，影响生产和产量。而活动弧形板成形器靠网笼内外压力差上网的，上浆溢流出口处离网面间距也有20～30mm，网笼内外网不存在严重堵浆和磨坏网面的现象。若在制浆对浆料处理干净的前提下，纸机上浆前也不需装置旋翼筛（压力筛），一年可节省约30万元电费和维修费。目前国内纸厂普遍使用尼龙网、聚脂网，寿命短；采用无端不锈钢网，使用寿命却有18～24个月，大大减少停机换网时间，抄纸外观质量好；随着造纸发展的需要，今后采用无端不锈钢网将会更多。两台纸机圆网部的改造，采用新型带压活动弧形板成形器，提高了一倍多的车速，对纸的物理强度有明显改善，且匀度好，横幅定量稳定，操作和维修方便，运行安全，稳定可靠，结构简单紧凑，投资改造费用省，见效快。

该纸机采用折流压力活动弧形板成形器也适应生产高档卫生用纸和文化用纸等品种，有可调节活动弧形板高低装置，抄造厚薄克重的纸页适应性广。

二、压榨部

压榨部设一道预压榨和一道主压榨。将原预压上下胶辊φ450mm退到压毯辊用，改为上石辊φ550mm，下胶辊 φ500mm；原压榨上石辊 φ550mm改为850mm，下胶辊φ500mm改为800mm，将石辊φ550mm和胶辊φ500mm（沟纹）退到预压辊用；一缸托辊和二缸压光辊均为胶辊φ550mm；在第三缸上装置三辊半湿压光机和烘缸组后安装三辊压光机均为一样规格辊径。两台纸机都是一样规格，这样做便于维护，扩大了备品、备件的通用性和互换性，更有利减少大量备品件的存放和资金的积压。主压榨由850mm的天然石辊和800mm的包胶盲孔辊组成，石辊为裸辊。由于天然石辊的透气性好，剥纸容易，易于开式引纸；盲孔辊有较高的脱水效果。预压榨的线压采用30～35kN/m；主压榨的线压采用50～55kN/m；出压榨部纸幅干度可达34%～36%。

上毛毯不通过主压榨，其原因为：一是毛毯经一道预压榨后，由于上毛毯在工作行程中不便安装脱水、清洗能力较强的脱水、清洗装置，上毛毯本身携带的水分较多且有不少细小纤维、纸毛等，如与下毛毯一起夹着纸幅进入主压榨，不但不能顺利吸收纸幅的水分，甚至可能使其本身水分回到纸幅中，降低主压榨的脱水效率；二是如上毛毯和纸幅一起通过主压榨，由于纸页较厚，毛毯和纸页的伸长量相差较大，再一起进入第一大缸与托辊压区时，易产生起皱现象，上毛毯不经过主压榨，纸幅经引纸辊再到上毛毯，可缓和二者伸长之差距，避免起皱和压溃现象。抄挂面箱纸板，上毯也可不经过预压辊，脱水好，提高挂面纸板的平滑度和紧度。

三、烘缸干燥部

除两台纸机干燥部都有二个大烘缸外，还各增加一个φ3000mm大缸和六个φ1800mm的烘缸组，要求纸幅进第一大缸干度为35%，出第三缸干度为90%，经施胶后，进入烘缸组纸页干度为60%，出烘缸组时干度为90%。为保证达到上面的要求，需对烘干面积进行计算。

1.三大烘缸

三大烘缸为φ3000mm，一缸普通汽罩，托辊为φ550mm包胶辊，压区线压力为50～55KN/m；二缸上压光辊压区线压力为45～50KN/m；三缸设置三辊半湿压光辊机底辊压区线压力为45～50KN/m。其他参数分别为:进一缸纸页干度〔c1〕35%，出三缸纸页干度为〔c2〕90%，烘缸包角〔a〕270°，三大烘缸单位出力按平均值为〔M〕50kg〔㎡·h〕，M 指烘缸对纸页蒸发水分的能力，烘缸干燥有效面积F可由下式算出（参考有关造纸机原理结构与设计的计算方法）：

式中 G=0.066V·q〔G为纸机的小时生产率〕，q=320g/m2（箱纸板克重），W 为1kg纸中蒸发的水量，V为纸机车速，n为大烘缸个数，按产量为135t/d，则按抄挂面箱纸板计算得：

V=135×10〔乘 6 次方〕/320×3.4×22.5×60=95m/min将各参数代入 〔1〕，求得所需有效干燥面积F为67.2m2，而烘缸的实际有效干燥面积Fn为：Fn=πDb·（a/360）·n=3.14×3×3.4×（270/360）×3=72m2显然，Fn＞F，三个大烘缸的干燥能力满足要求。

2.烘缸组

两台纸机的烘缸组均由六个φ1800mm的烘缸组成（n'为烘缸组的个数，设普通汽罩），进入烘缸组的干度，即出三缸进入施胶机后的施胶干度为〔c〕60%，出烘缸组的干度为〔c2〕90%（与施胶前出三缸的干度为c2相同），烘缸组平均包角为a'=230°，烘缸单位出力 M'=18kg〔m2·h〕。 由式〔1〕计算出所需有效干燥面积F'为58m2，而烘缸组的实际有效干燥面积Fn为：

显然，Fn'＞F'，烘缸组的干燥能力满足要求。

3.第三缸上装置三辊半湿压机

在三缸上装置三辊半湿压机，中设铁辊（φ400mm），上辊（φ450mm）和下辊（φ550mm）为包聚胺酯材料，辊面具有刚性、柔性和耐磨特点，脏物不易粘辊好清理。纸页经半湿压机比二缸单条压光辊的效果好，纸页正反面平滑度有明显提高，缩小纸的平滑度两面差，提高了紧度，环压等物理强度。

装置三辊半湿压光机，可起湿压光、烘干的作用，纸页不易断头和起皱；两缸距离短，好引纸。这种安装形式，具有结构简单紧凑、传动稳定、安全可靠和劳动强度低等优点。

半湿压光机装在三缸上，即不必移动原有设备位置，也不增加传动装置，由第三缸直接带动，且靠半湿压光辊的自重加压，可节省带动功率10～12千瓦，每年节电8～10万度，另外，设备投资少，却是立竿见影，解决了纸质量上存在的实际问题。

经一年多来的实践，也摸索出一些生产操作经验，对于半湿压光机的主要影响因素，认为有以下三个方面：

（1）湿纸水分：

从第二缸剥离下来的湿纸页，水分最好控制在20%左右 （即进三缸前的干度为80%），纸幅温度60～70℃，在这种湿热状态下的湿纸幅中，纤维具有较高的柔软性，可塑性，经过半湿压光机后，特别是粗糙面上凹凸不平和细小纤维受到较大压力作用，变得光滑平整，低面〔凹处〕上的细小纤维和辅料牢固地结合在纸面上，提高了纸张的平滑度和表面强度，缩小了平滑度两面差，若水分太低，纤维失去可塑性和弹性，压光效果差。

（2）压光线压力：

线压力的调节，必须达到既要使平滑度符合要求，又不致产生纸幅压溃的程度。一般压光辊第一、第二、第三道线压力分别控制35～40kN/m、40～45kN/m、45～50kN/m，由轻压到重压，纸页才不会起皱。半湿压光机要与烘缸偏心为250mm，压光效果最好。（3）硬度：

辊面硬度直接影响压光效果，硬度太大时,压区近似刚性接触，纸页容易产生“湿斑点”和压溃现象；硬度太低时，又起不到压光效果，聚胺酯辊面硬度为90～93 肖氏度，中高度为 0.3～0.5mm。（4）通过软压而达到光滑平整的纸幅、再经表面施胶（施胶用量可节省15%～20%），有利于纸页外观的改善。

为进一步提高纸板的环压、平滑度、紧度的物理强度，在大烘缸与烘缸组之间装置表面施胶机和干燥部后设一台三辊压光机 〔中铁辊φ400mm，上辊φ450mm和下辊φ550mm为包胺酯材料〕，线压力分别为35～40KN/m和40～45KN/m。虽纸机技术改造配套较齐全，但是否同时使用半湿压光机、施胶机、压光机的附属设备，应示生产需要，用户对纸张档次的要求、用途而决定。生产瓦楞纸可不过三辊半湿压光机，只过压光底辊（将上中辊提升），因瓦楞纸不要求纸面很光滑。

四、传动部分

纸机设9个变频传动点，预压、主压榨、一缸、二缸、三缸、施胶机、烘缸组、压光机和卷纸机。纸机各部位功率用类比法估计，并根据系数计算法，确定各传动点电动机的配用功率，见表1。

表1 圆网纸机各传动点电动机

两台纸机经改造后，纸的产量提高将近两倍。产品主要物理指标有明显的提高：紧度由改造前的0.72g/cm3提高到0.87g/cm3；纵横拉力比由改前的1：2.5～3.2缩小到1：2.0～2.3； 裂断长 （拉力） 可达到6500m以上；挂面箱纸板的正面平滑度可达130～150秒，而平滑度两面差可缩小到12%以下；环压12～15kg；耐折度 15～20 次；耐破度 3.5～5kg;成品率和合格率均为96%～98%。企业在进行技术挖潜、改造的同时，还要担负着降低能耗、原材料的消耗和环保污染的综合治理、安全生产等重大责任。电耗由改造前的400度/吨纸降到320度/吨纸；煤（按标准煤计）由改造前的330公斤/吨纸降到280公斤/吨纸（纸机烘缸冷凝水的温度有90℃以上，全部回收锅炉使用，可节省煤能消耗）；生产包装用纸，充分利用细短纤维，废纸的得率由改造前的1250公斤/吨纸降到1120公斤/吨纸；生产洗涤的废水全部经沉淀净化处理，其排放净化水量由原来的40%减少到25%～20%；每生产一吨纸需要补充清水量由改造前的60吨降到40～30吨，大大减少环境污染的排放。

该公司厂区周围有个良好的自然环境，交通方便，水源丰富，电力充足。厂附近有一条68米高的落差水渠，为造纸生产提供有压力的自然水源，省却了水泵动力抽水，生产使用方便。虽然要交水利征收费，但一年亦可节省近百万元电费。公司建厂选择一块20万平方米（约300亩）丘地小山坡，没有占用农田，村民居住点远离厂区，有利加强厂区的安全管理工作。设计料场、制浆、造纸充分利用落差的生产流程，少用浆泵、管道、阀门等，常年累月，可节省电费和维修材料费用。流程有落差，便于设置斜筛不耗动力回收粗浆、细浆的流失，做到废水沉淀净化处理后有80%再使用，将环保污染综合治理降低到最低限度。制浆工段30m3碎浆设备装设在地坑里，不需安装输送机，减少维护工作量。为了生产放浆、排渣和维修等的操作安全方便，并设有地下隧道（隧洞）与地坑等工段相通，原先人工搬运投料打浆（碎浆），消耗劳力甚大而效率低，现改为全靠机械铲车投料，从而大大减轻人工操作的劳动强度，有利于加强企业的生产管理。

结束语：

两台纸机改造一年多来，运行良好，达到了设计要求，适应生产挂面箱纸板和高强瓦楞纸，产品上档次，做到适销对路，企业取得了显著的经济效益和社会效益。

2010－12－28

余章书，籍贯厦门，男，汉族。

1943年生，大学学历，造纸专业，职务总工，职称高级工程师。

主要从事造纸机械设备技术改造、制浆造纸工程和创新的设计工作。

手机：1345-9012189 电话：0592-5554249

电子信箱：yuzhangshu@sina.com

纸林觅踪之三十二