Производство бумаги и картона

тель - легкий полый вал, обтянутый сеткой, номер которой на 2...3 единицы меньше номера основной сетки. Ровнитель, вращаясь с небольшим (до 2 %) опережением или отставанием по отноше­ нию к сетке, выравнивает поверхность картона, уплотняет его, что способствует лучшему соединению в нем элементарных слоев, по­ вышению его качества. Кроме того, ровнитель обеспечивает более эффективное обезвоживание полотна картона на последующих от­ сасывающих ящиках и уменьшает расход энергии на создание в них вакуума. Диаметр ровнителя зависит от ширины и скорости машины и составляет 400... 1100 мм. На тихоходных машинах ров­ нитель вращается от сетки, а на быстроходных он имеет самостоятельный привод.

Для более равномерного распределения волокон в полотне карто­ на, лучшего их переплетения и повышения прочности картона в поперечном направлении на картоноделательных машинах может быть применена тряска сеточного стола в горизонтальной плоскости на участке от грудного вала до отсасывающих ящиков. Эффективность тряски зависит от ее амплитуды и частоты, а также от композиции, степени помола и концентрации массы, толщины картона, скорости машины и соотношения между скоростью поступающей массы на сет­ ку и скоростью сетки. Для удобства смены сетки сеточные столы сейчас изготавливают выдвижными или консольными.

6.3.3. Формование картона между двумя сетками

Формование картона между двумя сетками позволяет по сравне­ нию с формованием на одной сетке (плоской или круглой) интенсифицировать процесс формования картонного полотна в 1,5...2,0 раза, а следовательно, значительно уменьшить габаритные размеры машины и стоимость ее формующей части. Кроме того, это дает возможность улучшить качество картона и использовать более высокую концентрацию бумажной массы (до 1,5...2,5 %), атакже сни­ зить промой волокна, уменьшить расход воды и электроэнергии, потребляемой массными и вакуумными насосами.

Из всех известных вариантов двухсеточного формования наи­ большее распространение получили формующие устройства типа Inverform, Bel-Bay, Arcuforma, ControfloFormer, UltraFormer и др.

Формующее устройство Inverform (рис. 49) сочетает в себе в какой-то степени преимущества формования на столовых и ци­ линдровых машинах. Оно состоит из сеточного стола обычной

воживание бумажной массы осуществляется за счет натяжения се­ ток и действия центробежных сил, регулируемых поворотом опорных формующих башмаков, и обезвоживающего действия по­ следних. Машины этого типа, снабженные напорным ящиком Stratflo многоканальной конструкции, в каждый канал которого по­ дается бумажная масса разной композиции, могут вырабатывать трехслойный картон шириной 10 м и массой 1 м2 110...225 г при скорости до 900 м/мин. Благодаря тому, что на начальной стадии формования здесь происходит частичное взаимное проникновение, можно получить однородную и плотную структуру картонного по­ лотна с очень высокой межслоевой прочностью.

Рис. 50. Схема формующего устройства Bel-Bay:

1 - напускное устройство турбулентного типа; 2 —сетки; 3 - опорные башмаки; 4 - вакуум-пересасывающее устройство

Формующее устройство Arcuforma II (рис. 51) может слу­ жить самостоятельно для выработки картона и бумаги для гофрирования или для замены второго напорного ящика на плоско­ сеточных картоноделательных машинах для нанесения покровного слоя при производстве тарного картона. На устройстве Arcuforma начальная стадия формования начинается на перфорированной по­ верхности вакуум-формующего цилиндра диаметром 1,0...1,3 м (в зависимости от ширины машины), внутри которого имеется ка­ мера с четырьмя зонами.

В устройстве Arcuforma II бумажная масса подается из напорного ящика (как на вакуум-формерах). Начальная стадия формования про­ исходит на перфорированной поверхности формующего цилиндра

диаметром 1300 мм на участке, соответствующем дуге 70.. .75°, за счет действия напора бумажной массы и вакуума в первых двух камерах, расположенных внутри цилиндра на этом участке. Дальнейшее фор­ мование полотна протекает при интенсивном двухстороннем обезвоживании его между валом и сеткой, охватывающей поверхность вала на 90° благодаря сжатию волокнистого слоя между формующим цилиндром и сеткой, действию центробежных сил и вакуума, после­ дующих двух отсасывающих камер. Обезвоживание полотна перед подачей его в прессовую часть машины происходит на плоском участ­ ке сетки за счет вакуума отсасывающих ящиков.

5

Рис. 51. Схема формующего устройства Arcuforma II:

/- напорный ящик; 2 - формующий цилиндр; 3 - сетка; 4 - отсасывающие камеры; 5 - отсасывающие ящики

Благодаря интенсивному обезвоживанию формующие устройства Arcuforma могут иметь производительность до 160 т/сут на 1 м шири­ ны и работать на скорости более 100 м/мин. Однако при применении коротковолокнистых полуфабрикатов имеет место большой промой волокна, что необходимо учитывать при производстве картона из ма­ кулатуры и других аналогичных полуфабрикатов.

ControJloFormer (рис. 52) представляет собой очень компакт­ ное формующее устройство с трехканальным напорным ящиком, позволяющим получать трехслойный картон из различных полу­ фабрикатов.

единяются. Однако увеличение скорости или ширины такой маши­ ны приводит к резкому ухудшению качества продукции из-за усиления неравномерности полотна по массе 1 м2 и толщине из-за размывания элементарного слоя и его повышенной анизотропии. К тому же скорость ограничивается на очень невысоком уровне обезвоживающей возможностью формующих цилиндров.

Необходимость форсирования обезвоживания привела к соз­ данию вакуум-формующих цилиндров. Более интенсивное обезво­ живание позволило увеличить скорость картоноделательных ма­ шин (КДМ), а наличие напускного устройства - улучшить соот­ ношение продольной и поперечной прочности, а также повысить равномерность картона по массе 1 м2 и толщине. Увеличение ско­ рости тормозится относительно коротким участком обезвоживания

иуменьшением межслоевой прочности.

Внастоящее время в целях повышения производительности кар­ тон для плоских слоев гофрокартона стали производить преиму­ щественно на плоскосеточных КДМ, снабженных вторым напускным устройством. Такие машины обладают высокой производительностью, однако имеют и существенные недостатки. Обезвоживание бумажной массы покровного слоя происходит через сформированный основной

слой картона под действием вакуума в отсасывающих ящиках. 90...95% обезвоживающей мощности отсасывающих ящиков, уста­ новленных после напускного покровного слоя, приходится на преодоление фильтрационного сопротивления основного слоя. По­ скольку с увеличением степени помола значение коэффициента фильтрации уменьшается, бумажная масса основного слоя имеет низ­ кую степень помола - 16... 18 °ШР, при которой не в полной мере используются потенциальные свойства полуфабрикатов.

Практический опыт работы на машинах этого типа и специ­ альные расчеты показали, что с увеличением производительности КДМ доля покровного слоя уменьшается до 10... 16 %, т.е. вклад наиболее прочного полуфабриката в общую прочность картона становится незначительным.

На плоскосеточных КДМ исключена возможность оптимиза­ ции композиции картона по слоям. Машина очень чувствительна к изменениям технологических параметров в процессе работы. Для того чтобы обеспечить надлежащую прочность и жесткость тарно­

го картона, соответствующую мировому уровню качества, необхо­ димо держать более высокую массу 1 м 2 - 200...250 г/м2. Практический опыт и расчеты показали, что более перспективными являются конструкции сеточных частей, обеспечивающие много­ слойное формование картона.

Многослойное формование имеет следующие технологические преимущества:

-возможность снижения концентрации массы в напускном устройстве;

-повышение степени помола волокна для работы в оптималь­ ной зоне прочности;

-плавное обезвоживание каждого слоя при одновременном росте сухости в конце формования;

-повышение скорости и производительности КДМ;

-возможность изменения состава по волокну в отдельных слоях в целях удешевления композиции при сохранении хорошего внешнего вида картона и высоких характеристик механической прочности.

Многослойное формование на комбинированных многосеточ­ ных формующих устройствах позволит рационально решать сле­ дующие технические задачи:

-увеличивать производительность машины за счет повышения скорости без снижения массы 1 м2;

-повышать качество картона при сохранении той же произво­ дительности, получать картон высших марок за счет высоко­ качественного формования элементарных слоев;

-снижать массу 1 м2 без ухудшения механических характери­ стик за счет получения плотного равномерного полотна, что даст экономию дорогого волокнистого сырья;

-использовать более дешевую композицию без снижения ка­ чества картона и производительности машины.

Вмировой практике многослойное формование развивается по двум направлениям:

1)индивидуальное формование каждого слоя с их последую­ щим объединением в многослойную структуру;

2)многослойный отлив из одного напускного устройства, так называемое «структурное формование», с последующим обезвожи­ ванием, как правило, на двухсеточном устройстве.

DuoFormer TOP обладает следующими эксплуатационными преимуществами:

-высокой предельной скоростью (максимальная масса 1 м2 слоя -150 г, скорость - 300... 1400 м/мин);

-хорошими технико-экономическими показателями при высо­ ких скоростях (> 1000 м/мин);

-оптимальной системой отвода воды при высокой эффектив­ ности обезвоживания;

-компактной конструкцией.

Примером формования с использованием многослойного на­ пускного устройства может служить формующее устройство DuoFormer Base фирмы «Voith Sulzer» (рис. 55).

Это устройство с подачей массы из двухслойного напускного устройства в зазор между двух сеток. При необходимости получе­ ния картона с высокой массой 1 м2 возможна комбинация формующего устройства DuoFormer Base с традиционными много­ сеточными формующими частями - количество формующих устройств соответственно сокращается. Занимаемая площадь оста­ ется незначительной.

Рис. 55. Формующее устройство DuoFormer Base: / - двухслойное напускное устройство; 2 - формующий вал; 3 - верхняя сетка; 4 - основная сетка

Основные рабочие характеристики DuoFormer Base: максимальная масса 1м2 —280 г; скорость - 300... 1400 м/мин.

Картон, полученный на данном формующем устройстве, отли­ чается высокими показателями прочности, равномерной струк­ турой и высокими кроющими свойствами покровного слоя. Отлив полотна на этом устройстве обеспечивает высокое удержание на­ полнителей и отличается низким уровнем энергопотребления благодаря высокой концентрации массы.

6.3.5. Формование картона на картоноделательных машинах

с комбинированными формующими частями

Эти машины сочетают в себе несколько различных способов формования элементарных слоев картона, но чаще всего формова­ ние на плоской и круглой сетке, а также на плоской сетке и между двумя сетками. Иногда сюда относят и машины, оснащенные не­ сколькими сеточными столами.

Комбинированные формующие части по сравнению с обыч­ ными, основанными на каком-то одном способе формования, более универсальны и позволяют вырабатывать из тех же полуфабрика­ тов различный ассортимент более качественных видов картона с желаемым покровным слоем. Машины с комбинированными фор­ мующими частями менее требовательны к качеству исходных полуфабрикатов, а также к их подготовке. Вместе с тем они более сложны по конструкции и в эксплуатации. Однако в настоящее время в связи с острой проблемой сырьевых ресурсов и возросши­ ми требованиями к качеству готовой продукции эти машины получают широкое распространение при производстве таких видов многослойного картона, как коробочный типа хром-эрзац, пере­ плетный, прессшпан, крафт-лайнер и др.

Комбинированная формующая часть машины для произ­ водства четырехслойного картона (рис. 56). Нижний слой отливается на основной длинной плоской сетке, средние слои - на двух устройствах Arcuforma И, покровный слой - на плоской ко­ роткой сетке. Машина имеет обрезную ширину 5500 мм и максимальную скорость 500 м/мин, масса вырабатываемого ме­ лованного коробочного картона - 130...350 г/м2.