Производство бумаги и картона

Плоскосеточная основная часть имеет длину 32 м (общая длина сетки 66 м) и оснащена формующей доской, гидропланками, регист­ ровыми валиками и отсасывающими ящиками. Устройства Arcuforma II имеют формующие цилиндры диаметром 1,3 м и позволяют полу­ чить слои картона массой до 130 г/м2. Все используемые сетки — синтетические. Нижний слой вырабатывается из сульфитной целлю­ лозы, средние - из дефибрерной или термомеханической массы, оборотного брака и 5... 8 % сульфитной целлюлозы, покровный слой - из беленой сульфатной целлюлозы из березы и сосны. Оптимальная концентрация массы в напорных ящиках Arcuforma II составляет 0,9... 1,2 %, сухость соединяемых слоев - 8... 10 %.

Рис. 56. Схема комбинированной формующей части машинами с двумя пло­ скими сетками и двумя устройствами Arcuforma П: 7 —плоская сетка верхнего слоя; 2 - Arcuforma II для среднего слоя; 3 - плоская сетка нижнего слоя

Заслуживают внимания комбинированные формующие устройст­ ва фирмы «Voith», основанные на использовании длинной основной сетки и одной или нескольких коротких плоских сеток, расположен­ ных над основной. Такие устройства оказались особенно эффектив­ ными при реконструкции столовых картоноделательных машин, когда для повышения производительности машины и качества картона вме­ сто второго напорного ящика устанавливают второй короткий сеточный стол (рис. 57).

Фирмой «Voith» разработаны также формующие устройства типа Duo Former-K и Duo Former-D, в которых наряду с несколькими се­ точными столами формование одного из слоев осуществляется между двумя сетками.

Данная схема позволяет вырабатывать различные сорта много­ слойного картона, используя широкий выбор волокнистых полуфабрикатов. Применение напорного ящика с двумя потоками подачи массы для формования среднего слоя обеспечивает гиб­ кость в распределении композиции при выработке картона триплекс с белым нижним слоем. Двухстороннее обезвоживание обеспечивает равномерное распределение мелких волокон и частиц наполнителя в Z-направлении.

6.3.6. Сетки бумагоделательных и картоноделательных машин

Сетки бумаго- и картоноделательных машин - важнейший элемент сеточного стола. От качества сеток зависят качество гото­ вой продукции и эффективность работы машины. Для успешного выполнения технологических функций к сетке предъявляются сле­ дующие требования:

-стойкость к изменениям значения pH среды;

-высокая прочность на разрыв, изгиб и истирание;

-достаточная плотность ткани;

-хорошая водопропускная способность.

Сетки характеризуются по различным признакам, среди которых важнейшими являются: номер сетки, материал, из которого они изго­ товлены, тип ткани, толщина нитей, размер ячеек и их число на 1 см2. Номер сетки соответствует числу нитей основы, приходящихся на 1 см ширины сетки. По устаревшей нумерации номер соответствует числу нитей основы, приходящихся на 1 дюйм, т. е. на 25,4 мм.

Сетки подразделяются на одинарные, двойные и тройные (рис. 61, а, б, в, г).

Рис. 61. Виды плетения сеток: а - одинарная сетка (льняное плетение); б - оди­ нарная сетка (полусаржевое плетение); в - двойная сетка; г - тройная сетка:

1 - нити основы; 2 - нити утка

Одинарные сетки имеют основу из отдельных нитей. Нити ос­ новы проходят попеременно над нитью и под нитью утка (рис. 61, а). Чаще применяются одинарные сетки полусаржевого плетения (рис. 61, б), при котором нить основы проходит попеременно под двумя нитями утка с нижней стороны сетки и над каждой третьей нитью утка с ее верхней стороны.

Двойные сетки (рис. 61, в) имеют попарно сложенные нити ос­

трех рядом расположенных нитей. Одна из них огибает нить утка сверху, две другие огибают ее снизу, а затем наоборот. Тройные сетки отличаются высокой прочностью и применяются при выра­ ботке самых тонких видов бумаги.

Длительное время сетки изготавливались из металлической про­ волоки. Нити основы делали из оловянофосфористой бронзы, со­ держащей 92,5...93,7 % меди, 6...7 % олова и 0,4...0,8 % фосфора, а нити утка - из иолутомпака, содержащего 80 % меди и 20 % цинка.

Основным недостатком металлических сеток является их низкая износостойкость и, соответственно, малый срок службы. Эти не­ достатки оказались решающими при увеличении скорости бумагоделательных машин В настоящее время металлические сетки практически не используются. Основные преимущества синтетиче­ ских сеток заключаются в более длительном сроке службы, улучше­ нии макроструктуры бумажного полотна, меньшей в 6...8 раз массе 1 м2 сеточной ткани.

Из-за низких значений коэффициентов трения о сетковедущие валы синтетические сетки должны работать с большим натяже­ нием, что связано с увеличением расходов энергии, потребляемой сеточной частью. В процессе эксплуатации синтетические сетки удлиняются на 1,0... 1,5 %, что иногда требует установки дополни­ тельных сетковедущих валиков.

К синтетическим сеткам предъявляются следующие техноло­ гические требования:

-необходимый уровень обезвоживания;

-хорошее удержание компонентов бумажной массы;

-легкое отделение бумажного полотна;

-отсутствие маркировки бумаги от сетки;

-малое энергопотребление на привод сеточной части;

-высокий срок службы;

-минимальная растяжимость в продольном направлении; -равномерность и жесткость в поперечном направлении. Синтетические сетки изготавливают из высокопрочного поли­

эфирного и полиамидного волокна, подвергнутого специальной термической обработке, с покрытием из синтетических смол для повышения устойчивости к истиранию.

Износостойкость синтетических сеток зависит не только от свойств монофиламентных волокон, но также от рисунка ткани и параметров термофиксирующего процесса. В настоящее время выпускаются однослойные и многослойные (двух- и трехслойные) синтетические сетки (рис. 62).

^о о с ш

и

о ^ р ш о о Q O Q

Рис. 62. Виды синтетических сеток: а - однослойная сетка; б - двухслойная сетка: 1 - нить основы; 2 - нить утка

Однослойные сетки изготавливаются (рис. 62, а) в 3-, 4-, 5-, 8-, 10-саржевых переплетениях. Сетки с высокой износостойкостью, эксплуатирующиеся при усиленных абразивных нагрузках, содер­ жат полиамидное монофиламентное волокно. Двухслойные сетки могут быть 4-, 5-, 6-, 7-, 8-саржевого переплетения (рис. 62, б). Они содержат износоустойчивые полиамидные монофиламентные во­ локна с лицевой стороны сетки.

Характерной чертой однослойных сеток являются прямые проходные отверстия сквозь сетку. В двухслойной сетке поверх­ ность в продольном направлении перекрыта полностью. Вода удаляется через косые полости, которые образуются в местах скрещивания нитей.

Двухслойные синтетические сетки при правильной установке обеспечивают лучшую фильтрацию, чем однослойные, и одновре­ менно сохраняют высокую способность к удержанию компонентов бумажной массы.

Как правило, чем меньше масса 1 м2 бумаги и выше степень помола, тем больше номер применяемой сетки. Так, для конден­ саторной бумаги рекомендуются тройные сетки № 34...40, для папиросной, копировальной - тройные № 24...32 либо одинарные № 36...40, для легкой высококачественной бумаги, а также сани­ тарно-гигиенической бумаги - одинарные сетки № 28...32, для га­ зетной, писчепечатных, мешочной видов бумаги - № 24...28, для оберточных, упаковочных видов бумаги - № 16...24, для целлю­ лозной папки и некоторых видов картона - № 8... 16.

Для снижения маркировки от сеточной ткани желательно при­ менение тонких однослойных сеток с малым диаметром нитей. Однако такие сетки имеют малые стабильность и износостойкость. У двухслойных сеток эти недостатки проявляются гораздо слабее.

Современные способы термофиксации сеток практически сни­ мают проблему повышенной растяжимости. Синтетические сетки, особенно двухслойные, могут использоваться на самых широких машинах без риска образования складок и неконтролируемого рас­ тяжения.

В попытках сочетать трудносовместимые требования высокого срока службы сеток и оптимальной обезвоживающей способности конструкция сеток изменялась в направлении от однослойных к двух- и трехслойным.

В многослойных сетках первого поколения верхний и нижний слои соединяются нитью утка, причем верхняя и нижняя сетки имеют различные нити основы, т. е. ткацкий станок должен быть оснащен двумя устройствами навивания основы.

Многосложные сетки второго поколения могут иметь три или четыре различных материала основы, поэтому в ткацких станках требуется несколько устройств навивания. Верхний и нижний слои сетки соединяются парой уточных нитей, которые попеременно пе­ реплетаются в верхнем и нижнем слое, благодаря чему устраняется проблема маркировки от точек переплетения.

Ниже приведены примеры выбора сеток для конкретных видов продукции и формующих устройств.

При выработке газетной бумаги, исходя из особенностей техно­ логии и требований к качеству бумаги, сетка должна обеспечивать:

-хорошее обезвоживание и умеренное удержание;

-умеренную маркировку;

-очень хорошее отделение бумажного полотна для исключе­ ния снижения гладкости бумаги и возникновения проблем пылимости при офсетной печати.

При изготовлении газетной бумаги на плоскосеточной машине можно использовать одно- и двухслойные сетки. Применение двух­ слойной сетки является обоснованным в следующих случаях:

-масса газетной бумаги менее 40 г/м2;

-чрезмерное растяжение однослойной сетки;

-необходимость повышения удержания.

При использовании плоскосеточного формера с верхней се­ точной частью (SimFormer фирмы «Valmet») рекомендуется двухслойная сетка по следующим причинам:

-широкая быстроходная машина требует стабильных сеток;

-хорошая способность к обезвоживанию на нижней сетке не­ много больше, чем у плоскосеточных машин, на верхнем сетке - больше, чем на нижней.

Проблема отделения бумажного полотна от верхней сетки ре­ шается путем использования плотнониточной, но открытой верхней сетки.

При использовании двухсеточных формеров с подачей струи массы в зазор (Bel-Bay 1-Ш фирмы «Beloit», DuoFormer фирмы «Voith» - общее название «GapFormer») характерны короткие зоны

формования и высокие.(более 1000 м/мин) скорости. В этих случа­ ях должны использоваться наиболее открытые двухслойные сетки с высокой обезвоживающей способностью. В то же время сетки должны выдерживать давление струи массы, создавать хорошую опору для полотна.

Для писчепечатных видов бумаги необходимы сетки с хорошими фильтрующими свойствами, снабженные износостойкими монофиламентными слоями со стороны сеточного стола для достижения дли­ тельного срока службы при употреблении абразивных наполнителей. В основном используются двухслойные сетки, но возможен вариант использования односложной сетки с комбинированным материалом уточных нитей для повышения абразивостойкости.

При изготовлении бумаги для глубокой или офсетной печати тре­ буются сетки, не дающие маркировки и с высокой износостойкостью, поскольку бумажная масса отличается высоким содержанием абра­ зивных наполнителей. Здесь могут использоваться двухслойные сетки с тонким монофиламентным волокном с верхней стороны и абразиво­ стойким волокном на машинной стороне. Практически все проблемы этого вида бумаги решает трехслойная сетка.

Для мешочной бумаги сетка должна обеспечивать высокую обезвоживающую способность, хорошее удержание и отделение полотна от сетки. Этим требованиям удовлетворяет специальная двухслойная сетка. Возможно использование и однослойных сеток.

Для плоских слоев гофрокартона (крафтлайнер) применяются двухслойные сетки с грубым, хорошо фильтрующим плетением. Успешно работают также однослойные пятисаржевые сетки.

Для отлива целлюлозной папки (пресспата) необходимы сетки с очень высокой обезвоживающей способностью.

Для осуществления нормального процесса формования полот­ на на сетке необходимо, чтобы сетка была чистой и равномерно натянутой. Равномерность натяжения определяют по положению шва, который должен быть перпендикулярен к оси машины. Натя­ жение сетки на нижней ветви составляет 5...8 кН/м, его необходимо поддерживать на минимально возможном уровне. Чем выше номер сетки, тем меньше должно быть ее натяжение. Промывка сетки осуществляется под давлением 3...4 МПа из осциллирующих спры­ сков, установленных с отклонением 10... 15° от нормали по направлению движения сетки. Неподвижные спрыски имеют напор не более 2,8 МПа ввиду опасности растяжения сетки.

На продолжительность работы сетки влияют качество баланси­ ровки валов и их соосность, состав бумажной массы, значение pH среды, степень промывки массы и ее температура, величина разряже­ ния в отсасывающих ящиках и материал их покрытий. Срок службы сеток зависит также от их типа и номера, конструкции сеточного стола и скорости машины. На быстроходных машинах срок службы синте­ тических сеток составляет 30...80 сут, на тихоходных - в 3-4 раза больше.

6.4. Прессование бумажного и картонного полотна

6.4А. Общие сведения

Сырое непрочное бумажное или картонное полотно, получен­ ное в формующей части машины, в зависимости от ее типа имеет сухость до 25 %. Для дальнейшего обезвоживания оно направляет­ ся в прессовую часть, где в процессе прохождения между валами прессов, давление в которых по ходу машины постепенно возраста­ ет, происходит не только повышение сухости до 35...50 %, но

иуплотнение полотна бумаги и картона, в результате чего улучша­ ется поверхность, снижается пористость, повышаются прочность

иплотность. Прессование играет также важную роль в соединении между собой элементарных слоев при выработке картона, однако здесь необходимо учитывать, что чрезмерное прессование полотна уменьшает его толщину, а это является одной из причин снижения жесткости картона. Поэтому от качества прессования во многом за­ висит и качество готовой продукции.

Прессовая часть машины должна работать таким образом, что­ бы на ней происходило равномерное и максимально допустимое для определенного вида бумаги и картона удаление воды, так как повышение сухости картона перед сушильной частью машины только на 1 % позволяет повысить производительность на 5 % и на столько же снизить расход пара; кроме того, обезвоживание прес­

сованием в 10... 15 раз дешевле, чем обезвоживание сушкой. В связи с этим в настоящее время уделяется большое внимание со­ вершенствованию конструкции прессов с целью получения в них сухости картонного полотна, близкой к теоретически достижимой, методом отжима (55...60 %).