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造纸机上的整饰辊及其应用

来源:智桥科技 浏览次数: 日期:2017-01-09 10:32

导读:整饰辊(俗称水印辊)在长网造纸机网部的应用广泛,它在网上脱水段后期纸页基本定型时进行整饰,使纸页的组织均匀度获得明显改善,此外也可赋于整饰辊以特殊的辊面形态,纸页经整饰辊修饰后在纸面存留所要求的特殊印痕-水印),以生产某些特定水印的纸张如罗纹卷烟纸、各类图案文字的证卷纸或水印纸等等。

 

纸张匀度是纸张质量方面最基本和最重要的技术要求之一,大部份纸张质量指标和使用性能都直接或间接地与纸张匀度有密切关联。使用怎样的方法或措施来确保纸张的匀度,对造纸生产的技术经济效果有着重大的影响。

 

随着造纸机的不断发展,出现了各种类型(水平式、立式、弧型)的夹网纸机,其结构机理均在不同程度上从整饰辊的作用机理中得到启发、引伸而发展起来的,并且获得了显著的效果。

 

我国各类长网造纸机(除卷烟纸机)的定型纸机中,均未将整饰辊列为必需装备予以配套,由造纸厂自行选择配置,致使整饰辊未能在多数造纸机上广泛应用。这些未配用整饰辊的长网造纸机,为达到和保持必要的纸张匀度,一般都采用较高的打浆叩解度,较短的纤维长度(湿重)和较低的上网纸浆浓度。这样就导致打浆、造纸设备的生产效率下降,纸张的某些质量指标受到不利影响,能源消耗及流失增加。

 

整饰辊的整饰机理:

 

整饰辊设置于网部吸水箱与吸水箱之间,进入整饰辊与铜网之间整饰区的纸浆,其底层(即接触抄纸网的面)已脱去较多水分而形成较固定的湿纸层,而其面层纸浆仍含有较高的水分而呈镜面状,有较大的扩散流动性。

 

当整饰辊以适当的压力向下作用于脱水网,脱水网以同等的反压力作用于整饰辊时,使位于整饰辊与铜网之间的浆层承受压力,在所承受的压力不大于网面已基本固定的湿纸层的本身结合强度的情况下,面层流动性大、含水量高的纸浆被挤压而向过滤阻力较小处扩散,由于扩散过滤效应,使面层纸浆在整饰区产生液相和固相分滤,同时破坏了纤维絮聚,纸浆中的水被扩散滤出,纤维等固形物随水扩散流动而被阻滤沉积于湿纸页的较薄处(该处过滤阻力较小),产生了扩散填补的整饰作用,从而使纸页组织更趋均匀。

 

在整饰区出口处,由于压力消除,纸页由于弹性形变,重行回吸滤出水,而润湿整饰辊的清水在整饰区内被挤进辊网内,在出口处受辊网转动的离心力和纸层离辊网产生的抽吸力所影响,被抛离辊网,起着洗刷辊网和防止辊网粘附纸浆的作用。所抛出的水又随附于成型的湿纸页表面被吸水箱吸走,使纸页干度提高,成型更趋稳定,整饰过程基本上如此进行。

 

整饰辊的结构:

 

整饰辊作为一个组合体,基本上由辊体、压力调整装置、湿润清洗装置、升降机构和机架等部件所组成。现分述如下:

 

1)辊体:

为适应整饰时挤压过滤的需要,辊体都采用笼式结构,类似园网纸机的园网笼。由于整饰用途的不同,分为罗纹辊和平纹辊两类。罗纹辊的结构系用细径的不锈钢丝或磷铜丝沿辊的轴向均匀排列固定于辊面,丝距较小,表面不再包复铜网。平纹辊的结构则系用粗径的磷铜丝沿辊的径向缠绕于辊面外周,丝距较大,外表包复铜网。亦可在辊网上焊制各种图案花纹或文字制成花纹整饰辊,以适应特定的水印需要。

 

由于辊体支承和转动部位结构的不同,使辊体又分为有轴辊和无轴辊两种,辊体两端为轮状撑片并在中心镶轴以支承和转动的称为有轴辊。辊体两端为环状撑片,中心空缺无轴,由2~3个托轮承托辊端环状撑片以转动的称为无轴辊。无论各类辊体,均由抄纸铜网摩擦带动而转动,因此都是从动转动。

 

2)压力调整装置:

由于整饰时对纸层施加的整饰压力较小,而辊体自重所产生的压力一般均超过整饰应用压力;此外由于抄造纸张的条件变化,整饰压力亦应作适应性的改变调整,为此应该有压力调整装置。一般均采用杠杆式减压调整,即借助于重锤位置的移动来平衡减轻辊体的自重,达到整饰压力的调整改变,以获得较优的整饰效果。亦有利用辊体升降调整压力的,但此种方法调节幅度较大,而且不易稳定控制和缺乏弹性适应(缓冲),故基本上都采用杠杆式压力调整结构。

 

3)润湿清洗装置:

为保持整饰辊网有较均匀的挤压过滤效能,必须对辊网进行均匀润湿和清洗,使辊网均匀带水,以防止粘附和堵孔,因此设置了喷汽管、淋水管和润湿揩布以及支承搁架。

 

喷汽管主要用以吹除网面带水及毗刷网孔,使摔出水不致影响整饰后的纸页组织和保持网孔通畅,因此装置于整饰辊出口处。使用有轴整饰辊时装置于辊网外面,喷汽孔面对出口处进行逆向喷汽呲刷。使用无轴辊时喷汽管装置于辊体内部,喷汽孔面对出口进行顺向喷汽呲刷。喷汽管为钻孔的铜管,可有助于减少孔的堵塞。

 

淋水管和润湿揩布主要用以揩除网面粘附物和对辊网进行均匀润湿,使整饰辊保持清洁的网面和均匀带附清水的状态下对纸页进行整饰。因此,淋水管和润湿揩布以及支承搁架均装于辊体上部近进口侧,以利对辊体网面进行揩刷和润湿。淋水管亦为钻有小孔的铜管,使水能全幅较均匀地淋出。润湿揩布一般采用绒毛细短而茂密的造纸毛布,使淋出水经过揩布更均匀地被引流至辊网表面全幅上去。揩布的游动端擦附于辊网表面,除引水润湿以外还起着揩刷辊网表面粘附物

的作用。

 

4)升降机构和机架:

升降机构用以升降辊体,使辊体与抄纸铜网能相互接触挤压或提升脱离。升降机构应兼具快速升降和缓慢升降两种结构。快速升降一般采用扳手桃轮型式,缓慢升降通常采用螺杆手轮结构。

机架用于整饰辊各部件的支承和定位组合,并使组合体能固定安置在纸机网部的适当位置。

 

整饰辊技术特征、位置选择和使用注意事项:

 

整饰辊的选择:

(1) 辊径:应考虑辊体转动产生的离心力对纸页组织的影响。为此,辊的角速度不可过高,以不超过15弧度/秒为宜,使用情况表明以较低的角速度为好。如果角速度达到或超过15弧度/秒时,整饰辊的摔水严重并易对纸页组织产生不利影响。

 

(2) 辊面宽度:应考虑对纸页全幅进行整饰的需要,还应注意到整饰区内有一定的压力使抄纸网下陷的情况,为保护抄纸网两边不致损坏,整饰辊的面宽应按下式确定:

 

辊面宽度(米)=抄纸网宽(米)+抄纸网最大走偏宽(米)(两侧最大走偏之和,一般不超过100毫米)

 

(3) 辊网网目:网目的选择应适应整饰区内的扩散过沪条件和纸浆质量形态。由于抄纸网面的浆层已基本成型,增加了过滤阻力,而面层纸浆含水量高、扩散流动性大,纸浆层(底层和面层)的浓度差距和扩散流动性的区别,决定了辊网网目必须比抄纸网网目要目数低些,否则辊网过密时,过滤阻力大,用较大整饰压力时容易压溃纸层,改用较低的整饰压力时则整饰效果不大。此外还应考虑纸浆的质量形态,纤维短用细目网,反之则用粗目网,还要考虑纸页两面网纹的接近。

 

一般地说游离状纸浆用40~50目网,半粘状纸浆用50~60目网,粘状浆用60~70目网。

 

总之,粗目网使用较顺利,整饰压力可较大而不易粘附和压溃,整饰效果也较好,但细料易进辊网,使用期较短,需多加清洗,此外两面网纹差距也较明显。

 

(4) 辊体升降距离:应考虑停用提升距离和整饰降落距离。停用提升是应变和洗换

所需,整饰降落是取得整饰效果所需。

 

(5)整饰压力:整饰压力指纸层在整饰区受到的单位面积压力,它是产生整饰效果的重要条件。它产生于辊体重量和压力调整机构,整饰压力在实际应用时的大小,受到纸浆质量、纸机抄造条件和辊网状况的影响。

 

在可能的条件下整饰压力大一些可以获得更好一些的整饰效果。在不同的条件下,并不能单独按整饰压力的大小来衡量整饰效果的大小。

 

为了确定比较可靠和合理的整饰压力,应该了解在相似产品和抄造条件下的网部纸页水线(纸浆的镜面状)消失处的吸水箱和消失前一个吸水箱的真空度,由这两个吸水箱真空度换算而得的压力,即是整饰压力在同样条件应有的数据;再考虑生产变化对压力引起的增减可能程度,以确定辊体重量和压力调整的设计根据。在生产各类纸张的不同抄造条件下使用的整饰压力在0.04~0.1公斤/厘米2的范围内。

 

辊的位置与距离的确定:

 

1) 辊的位置:整饰辊的位置应妥善选定,关系到整饰效果和纸机效率的发挥。根据使用经验,其位置均按抄造纸浆的打浆程度为主要确定依据,一般情况是使用游离状浆选在吸水箱总距离的四分之一处,半粘状浆选在三分之一处,粘状浆选在二分之一处(以上均指距前部吸水箱的位置)在运行的纸机上,则可选在网面纸页水线消失处的前一个吸水箱的位置来增设整饰辊。

 

2)距离:指整饰区抄纸网下两个托网辊(或无托网辊时则指前后两吸水箱边缘之间)之间的距离。它对整饰角和整饰压力有影响,因此亦需适当选择。初步认为应参照辊体直径的尺寸,并按一定的比例才比较妥当。

 

使用实践表明,距离应该为辊径的0.9~1.2D范围内。距离短则整饰一角小,整饰弹性适应差,整饰压力大。距离长则产生相反影响。为了得到更好的整饰效果,有利于逐步增大整饰压力,在选定的距离下,整饰辊并不总是安置在距离的中央部位,而是向后偏移少量距离,借以造成前部整饰压力稍低,后部整饰压力稍高,而其平均整饰压力仍保持不变。其向后偏移程度一般为前部占总距离的55~60% ,辊中心后部占总距离的45~40%。

 

3) 喷汽管喷口位置:喷汽管的作用已如前述,因此喷口角度理应对准于整饰辊出口处,可是有轴辊与无轴辊的喷汽管装置地位不同,喷出汽的方向与纸页行进方向有顺、逆两种情况,因此喷口角度也有区别。有轴辊喷出汽的位置应侧重于吹呲在辊网面上(即比出口处略高一些),以免逆向吹呲影响纸层。无轴辊喷出汽的位置则对辊网和纸页出口处并重(即对准出口处),由于顺向吹呲,对辊网清洁和纸页均有利。喷汽管的喷孔直径应不大于φ1毫米,以均匀密集为佳。

 

4) 润湿揩布的位置:润湿揩布与辊网相贴的位置习惯上均选在整饰辊水平中心线附近的进口侧。经验表明应适当向上移动,使接触处位于45度处为好,既可保证淋出水能沿揩布均匀淌流至辊面润湿,又有利于润湿水渗入网孔和使辊网带水均匀。揩布与网的相贴长度以1.5~2.5公分为宜。过短时揩洗效果较差,过长则贴网毛布易粘聚固形物,粘聚固形物掉落时会造成纸面疙瘩,此外摩擦阻力也会过大,易造成辊网与抄纸网的速差增大。

 

使用时应注意事项:

 

1) 使用前的辊体检查:

a. 辊网的松紧度:辊网以紧为佳,用双手沿辊网外周搓合未发现明显鼓突状为紧,或辊网横卧架空搁置时下部用手指弹拍,不感觉网与笼骨有明显脱壳为宜。

b. 辊网表面完好:不应有突出或凹陷,以及网有裂口、洞眼、断丝情况,辊网两端锡焊应平滑和与辊面同样平直,(要求换上新网前两端焊锡锉平,使端部直径与整饰部位接近一致)。

c. 辊网表面洁净,网孔畅通,不应有油污积垢,使用前最好用碱水或蒸汽进行清洗。

d. 辊体的偏心度和椭圆度:在搁架上用手盘动,要求在转动中辊体平稳无跳动。

e. 辊网换新,旧网割除后,除将两端焊锡(包括辊网残片)锉平清除以外,还应清除笼架积垢并检查笼丝位置是否移位形成疏密不一,以保证套上新网后质量符合使用要求。

 

2)使用时的操作及要求:

a. 整饰辊应在纸浆上网、吸水箱真空度调节正常、纸面水线已在整饰辊后面第一只吸水箱上消失的情况下,才开始一边顺向盘动整饰辊,力求辊速接近网速,使整饰辊降落至抄纸网面。

b. 整饰辊降至网面随网转动以后,继续降落加上适当的整饰压力,并检视抄纸网背整饰区压出的水迹宽度应达到要求并两端一致,如有不符,应通过压力微调机构进行调整。

c. 整饰辊放妥以后即将润湿揩布翻落贴于辊网表面,保持全幅接触和接触宽度两端一致,并有适量清水淋下,使辊面清洁不易粘附,(水量过小易粘附,水量过大,则出口处摔水严重,水线过长)。

d. 开喷汽管以蒸汽吹叽辊网,汽量要适当,以辊网表面在被吹部位以后无水环或水泡带上的喷汽量为宜。

e. 进入整饰区的纸层两面应有较大的水份差,以得到较好的整饰效果,整饰压力可略大,纸层不易压溃,因此整饰辊前一个吸水箱至少应保持一定的真空度(一般40~60毫米汞柱),如果水线过早消失,会影响到整饰效果并产生辊网粘浆,应该延缓减弱案辊的脱水效力或降低上网浆浓度来调整,不应用降低前部吸水箱真空度来处理否则纸层两面水份接近,不能造成合理的整饰条件,使整饰发生困难

f. 正常使用中会因纸浆带入(或溅入)的沽污物而沽污辊网,一般情况可用长毛软鬃刷在运行中轻刷辊网清除,如不能清除时则提升整饰辊,停用进行检查,视沾污物性质的不同,可用蒸汽、汽油、有机溶剂〔苯、酒精、四氯化碳等〕,或不高于5%浓度的烧碱处理,力求以蒸汽或水呲洗清除。

g. 整饰辊在长期使用过程中,至少应结合纸机计划停机用5%浓度的烧碱溶液较彻底地进行清洗,(可以放在碱液槽内浸洗也可在网面上结合碱液洗网时清洗辊网)。

h. 使用中如辊网轻微粘附,会产生纸层点状粘起而未粘破的现象可略予减轻整饰压力或将淋水量略予增加以求介决,如仍未能解决,则需进行辊网清洗(可在运行状态用水或蒸汽叽洗,但易造成断纸,或换下辊网进行清洗)o

i. 整饰辊因需长期停用而取下保管时,应在取下后进行彻底清洗,并于洗净后用蒸汽吹除大部份水份,同时加热辊网,然后待辊网自然冷却时,剩余水份基本也全部蒸发掉〔如仍有水份可用手提吹风或压缩空气吹干〕使辊网在清洁和干燥情况下保存,再用时稍加清洗即可。

j. 整饰辊安装应精确,辊体应与胸辊,伏辊保持平行,以免发生偏斜引起铜网走偏而影响纸层整饰。

k. 进入纸机的浆料应加强净化处理,尤其是硬质物要除去,以防经过整饰辊挤压整饰时压坏铜网。

 

3) 设备制造应注意事项(与使用有关的):

a. 辊体动平衡要好,以保证转动匀稳而无跳动。

b. 无轴辊托轮底缘(在挤压整饰时)应高于托网辊(或吸水箱面)以防抄纸网走偏时擦坏铜网边缘。

c. 整饰辊体笼架外周缠绕的磷铜丝易松动移位,(笼架变形及铜丝伸长等原因所造成),应在长条撑片上嵌槽或加焊接固定。

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