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衛(wèi)生紙機(jī)提速的技術(shù)創(chuàng)新改造
據(jù)恒源衛(wèi)生紙加工設(shè)備了解，目前，圓網(wǎng)造紙機(jī)在國內(nèi)中小型造紙企業(yè)仍大量存在，雖有它的特殊優(yōu)勢，但大多技術(shù)比較落后，生產(chǎn)品種單一，低檔次，低產(chǎn)量，適應(yīng)不了造紙發(fā)展的需要。隨著造紙工業(yè)的迅速發(fā)展，圓網(wǎng)紙機(jī)生產(chǎn)各種用紙的市場需求量日益增加，企業(yè)面臨著市場競爭劇烈的壓力，對造紙?jiān)O(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新挖潛改造甚為重要。作者為尋求老式圓網(wǎng)紙機(jī)結(jié)構(gòu)上突破性的改進(jìn)，曾多次赴臺灣地區(qū)考察、取經(jīng)，同兩岸的造紙專家交流造紙技術(shù)改造經(jīng)驗(yàn)，并借鑒國外先進(jìn)技術(shù)和參閱造紙雜志有關(guān)刊物文獻(xiàn)資料，對圓網(wǎng)改長網(wǎng)紙機(jī)的技術(shù)改造積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。
某外資紙業(yè)公司原有兩臺抄寬為2400mm型衛(wèi)生紙機(jī)，烘缸直徑為3000mm，原配普通網(wǎng)籠直徑為1500mm，老式活動(dòng)弧形板網(wǎng)槽，車速只有90～100m·min-1，單臺紙機(jī)日產(chǎn)量只有6~8t。五年前，曾采用壓力噴漿成形器，雖對這兩臺紙機(jī)進(jìn)行過改造，但不時(shí)出現(xiàn)紙病難處理，特別是紙的勻度較差，橫幅定量不穩(wěn)定，產(chǎn)品檔次不高。
該公司于2009年再度對兩臺紙機(jī)進(jìn)行了系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新改造，企業(yè)技術(shù)改造要考慮具體的實(shí)際問題，為便于維護(hù)，擴(kuò)大備品、備件的通用性和互換性，更有利減少大量備品件的存放和資金的積壓，同時(shí)，有利于加強(qiáng)企業(yè)科學(xué)規(guī)范化管理。兩臺紙機(jī)零部件盡量做到一樣的型號規(guī)格，并進(jìn)一步調(diào)整了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)生產(chǎn)15～30g·m-2的衛(wèi)生用紙，紙機(jī)的工作車速可達(dá)230～260m·min-1，單臺日產(chǎn)量可達(dá)23～27t，比改造前的紙機(jī)產(chǎn)量提高3倍。衛(wèi)生紙機(jī)改造前后的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、圖2所示[1]。具體改進(jìn)介紹如下。
1、圓網(wǎng)成形部改造
為了改善和提高紙的勻度和定量的均一性，提高其物理性能，將曾改造的兩臺紙機(jī)直徑為1500mm片式網(wǎng)籠和壓力噴漿成形器換掉，紙機(jī)改為直徑2000mm片式網(wǎng)籠和新型折流帶壓雙勻漿輥的活動(dòng)弧
形板成形器。漂白商品漿（摻白紙邊紙漿40%～50%），作為生產(chǎn)衛(wèi)生紙纖維原料，上漿量為15～30g·m-2，對漿料適應(yīng)性強(qiáng)，上漿較均勻，保證了紙的勻度。
為了結(jié)合造紙發(fā)展的國情實(shí)際出發(fā)，考慮到造紙使用適應(yīng)性和穩(wěn)定性等因素，經(jīng)琢磨探索，精心設(shè)計(jì)一種由原來曾已推廣使用的折流帶壓單勻漿輥的活動(dòng)弧形板成形器、改進(jìn)為折流帶壓雙勻漿輥的活動(dòng)弧形板成形器，見圖2所示[2]，全不銹鋼材料制造。該成形器設(shè)有方錐總管進(jìn)漿，多管進(jìn)漿穩(wěn)漿器、雙勻漿輥（變頻電機(jī)傳動(dòng)）、活動(dòng)弧形板調(diào)節(jié)器和弧形板高低調(diào)整裝置及直接在網(wǎng)槽外拉取活動(dòng)式堰板而方便更換唇布的裝置?，F(xiàn)將成形器的工作原理和優(yōu)點(diǎn)作個(gè)簡述:
1.1、折流帶壓活動(dòng)弧形板成形器的工作原理
漿料直接由漿泵以揚(yáng)程12～15m的壓力，以0.10%～0.22%的濃度,送進(jìn)方錐形多管進(jìn)漿穩(wěn)漿器，以控制每條進(jìn)漿管有同樣的壓力，然后，進(jìn)入網(wǎng)槽底部產(chǎn)生折流翻滾，促使纖維團(tuán)充分?jǐn)U散，流經(jīng)集流狹道，以穩(wěn)定漿的橫向?qū)挾攘鲃?dòng)的流速（流量），且通過慢速轉(zhuǎn)動(dòng)的雙勻漿輥后（即勻漿輥的線速與漿速要求相適應(yīng)），漿的流動(dòng)壓力降低,形成緩和穩(wěn)流，將促使?jié){里的泡沫消失，同時(shí)，有利纖維充分分解均勻細(xì)膩，消除纖維的絮聚，大大提高纖維上網(wǎng)的縱橫交織能力，使?jié)窦堩摮尚螘r(shí)厚薄和勻度一致。由于網(wǎng)籠內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓力差，漿料上網(wǎng)迅速脫水形成濕紙頁由網(wǎng)籠帶伏輥運(yùn)轉(zhuǎn)而帶上毯。
雙勻漿輥的輥面布孔排列設(shè)左右向雙螺旋線與軸線夾角度5°較為合適。勻漿輥的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，就是漿流通過雙勻漿輥的流動(dòng)，可近似看作通過四個(gè)孔板的擴(kuò)散、混合、縱橫排列、整流的流動(dòng)過程，漿流過勻漿輥時(shí)首先是向輥中心流入，然后再由中心沿半徑方向流動(dòng)，漿流通過半徑后，在兩孔之間形成較強(qiáng)烈的小渦流，使?jié){流處于微湍流狀態(tài)，從而使?jié){流中的纖維分散，避免了纖維的絮聚。漿流狀態(tài)顯得均勻平穩(wěn)，穩(wěn)定了纖維縱橫交織成形的能力，有利縮小紙頁縱橫拉力比。雙勻漿輥的轉(zhuǎn)向與進(jìn)漿流動(dòng)方向是一致的，雙勻漿輥應(yīng)有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速，一般控制在30～40rpm。如果轉(zhuǎn)速太低，會(huì)導(dǎo)致紙張產(chǎn)生條斑；轉(zhuǎn)速太高，容易造成漿料不穩(wěn)定形成泡沫，使紙面產(chǎn)生氣泡。雙勻漿輥的輥面布孔排列見示意圖4所示。
1.2、折流帶壓活動(dòng)弧形板成形器的優(yōu)點(diǎn)
由于原來用的壓力噴漿成形器有多個(gè)小管噴漿直接沖擊網(wǎng)面，漿易堵塞在網(wǎng)籠內(nèi)外網(wǎng)之間，難清洗，也影響漿上網(wǎng)的均勻度，不時(shí)出現(xiàn)紙頁一條條“水痕”、“透光點(diǎn)”等紙病，影響紙的外觀質(zhì)量；且壓力噴漿出口離網(wǎng)面間只有0.5～1.0mm,外網(wǎng)易磨損,網(wǎng)的使用壽命只有8～12天，頻繁換外網(wǎng)，影響生產(chǎn)和產(chǎn)量。而折流帶壓活動(dòng)弧形板成形器靠網(wǎng)籠內(nèi)外壓力差使?jié){上網(wǎng)的，上漿溢流出口處離網(wǎng)面間距也有20~30mm，網(wǎng)籠內(nèi)外網(wǎng)不存在嚴(yán)重堵漿和磨壞網(wǎng)面的現(xiàn)象。若在制漿對漿料處理干凈的前提下，紙機(jī)上漿前也不需裝置旋翼篩（壓力篩），一年可節(jié)省50來萬元電費(fèi)和維修費(fèi)。該成形器有裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)漿閥，控制漿的壓力和流量，且成形器底部有一定壓力容量的漿位，穩(wěn)定成形器的漿流運(yùn)行，不受漿泵供漿偶爾波動(dòng)的影響。目前國內(nèi)紙廠普遍使用尼龍網(wǎng)、聚酯網(wǎng)，壽命短；采用無端不銹鋼網(wǎng)，使用壽命長達(dá)12~18個(gè)月，大大減少停機(jī)換網(wǎng)時(shí)間，抄紙外觀質(zhì)量好；隨著造紙發(fā)展的需要，今后采用無端不銹鋼網(wǎng)將會(huì)更多。該折流帶壓雙勻漿輥的活動(dòng)弧形板成形器配套圓網(wǎng)紙機(jī)的車速最高可達(dá)250m·min-1，且能穩(wěn)定質(zhì)量勻度好，縱橫向定量穩(wěn)定及其縱橫拉力比小，操作和維修方便，運(yùn)行安全，穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，投資改造費(fèi)用省，見效快等優(yōu)點(diǎn)。
該紙機(jī)采用折流帶壓雙勻漿輥的活動(dòng)弧形板成形器，不但能適應(yīng)生產(chǎn)高檔衛(wèi)生用紙、文化用紙，而且還能生產(chǎn)高強(qiáng)包裝紙等品種，有可調(diào)節(jié)活動(dòng)弧形板高低裝置，抄造厚薄克重的紙頁適應(yīng)性廣。雙勻漿輥成形器適應(yīng)配大直徑φ2000網(wǎng)籠，在抄造180m·min-1以上的車速運(yùn)行，對紙的勻度、縱橫拉力比、撕裂度、耐折度等物理指標(biāo)明顯優(yōu)于單勻漿輥成形器。要求網(wǎng)籠兩端做密封可拆開的端蓋，一是防止車速快而造成白水到處飛濺，臟黏物粘附四處難清洗，二是減少網(wǎng)籠與大氣的接觸面，增加網(wǎng)籠內(nèi)外的壓力差，提高抽氣和脫水的能力，改善纖維縱橫的交織能力，從而，有利提高紙機(jī)車速8%～10%。
2、改雙毯為單毯和重疊雙托輥裝置
目前國內(nèi)普遍使用老式雙毯帶托輥結(jié)構(gòu)的圓網(wǎng)造紙機(jī)，上毛毯經(jīng)主壓榨，其弊病有：一是由于上毛毯在工作行程中不便安裝脫水、清洗能力較強(qiáng)的裝置，上毛毯本身攜帶的水分較多且有不少細(xì)小纖維、紙毛等，如與下毛毯一起夾著紙幅進(jìn)入主壓榨，不但不能順利吸收紙幅的水份，甚至可能反過來使本身水分回到紙幅中，降低主壓榨的脫水效率；二是毛毯和紙幅一起通過主壓榨，且毛毯和紙頁的伸長量相差較大，進(jìn)入大缸與托輥壓區(qū)時(shí)，易產(chǎn)生濕紙頁起皺現(xiàn)象，造成在起皺刮刀出現(xiàn)紙頁斷頭，車速愈快愈嚴(yán)重。如果上毯不經(jīng)過主壓榨，雖紙病相對減少，但抄薄頁紙而車速快，致使斷紙和引紙頻繁。老式雙毯帶托輥結(jié)構(gòu)的圓網(wǎng)紙機(jī)，車速只適應(yīng)在120m·min-1左右。為了解決該紙機(jī)技術(shù)上存在的問題，將大缸雙毯改為單毯和裝置重疊雙托輥，就是去掉上毯，將主壓榨上石輥φ850移到托輥φ800這個(gè)部位來，大輥徑大壓區(qū)，加壓效果好，暫時(shí)保留下壓榨膠輥φ800帶動(dòng)毛毯，而重疊雙壓托輥各采用波紋氣胎結(jié)構(gòu)裝置加壓。這種改造形式，省去原主壓榨部引紙的麻煩，且反面濕紙頁直接與軟壓托輥接觸，經(jīng)進(jìn)入烘缸熱壓區(qū)加壓，修飾紙頁正反面的毛糙，使紙頁變得具有濕熱的塑韌性強(qiáng)度，干燥過程不易粘缸、斷頭。在烘缸表面溫度較高時(shí)，紙頁和烘缸形成濕熱的粘膜層，使起皺質(zhì)量得到改善，特別是柔軟度和起皺均勻細(xì)膩度有明顯提高[3~4]。去掉上毯和主壓榨這一道，減少動(dòng)力和毛毯材料的消耗，簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)，換毯簡單，操作方便，減少清洗毛毯和斷頭接紙的麻煩。從而，降低操作工和維修工的勞動(dòng)強(qiáng)度。
高速衛(wèi)生紙機(jī)，要求使用含銅低鉻的高壓灰鑄鐵烘缸。HT200材料標(biāo)號烘缸，其表面硬度、光潔度很難以滿足生產(chǎn)要求，制造灰鑄鐵烘缸中同時(shí)加入Cr和Ca可以有效提高耐腐蝕、耐磨和表面硬度，適應(yīng)衛(wèi)生紙機(jī)高速運(yùn)行不粘缸。為了生產(chǎn)安全起見，設(shè)計(jì)烘缸壓力應(yīng)為0.6～0.7Mpa，實(shí)際工作壓力為0.3～0.4Mpa。衛(wèi)生紙機(jī)抄紙的車速、產(chǎn)量、質(zhì)量與烘缸質(zhì)量好壞有密切關(guān)系。
烘缸部的結(jié)構(gòu)是衛(wèi)生造紙機(jī)的重要部位，將雙毯改為單毯和重疊雙托輥裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單，獨(dú)到的設(shè)計(jì)構(gòu)思，創(chuàng)造性的改造形式，是提高圓網(wǎng)紙機(jī)車速的唯一途徑。
在實(shí)際操作過程中，托輥一壓（石輥）出濕紙頁水分要嚴(yán)格控制在60％以下，以免進(jìn)二壓托輥上烘缸濕紙頁水分過高易產(chǎn)生“水痕”和“壓花”等現(xiàn)象。雙托輥加壓部位每提高1％干度，干燥部蒸汽消耗降低5%～6％成本，因此提高托輥效率以降低干燥部的蒸發(fā)負(fù)荷，成為降低成本的有效途徑。二壓托輥裝置軟質(zhì)刮刀，清除粘在輥面的細(xì)小纖維，且紙機(jī)上漿前漿料除渣要求干凈，可避免影響二壓托輥的輥面和烘缸缸面的使用壽命。托輥線壓力的調(diào)節(jié)，必須達(dá)到既要控制濕紙水分的要求，又不致產(chǎn)生紙幅壓潰（或避免紙頁壓得太結(jié)實(shí)）。一般雙托輥第一、第二道線壓力分別控制在30～35、35～40kN·m-1，聚氨酯輥面硬度為85～90肖氏度，中高度為0.5～0.8（中高度與線壓力、車速等因素有關(guān)）。重疊雙壓托輥要求一壓托輥（石輥）對二壓托輥偏心為80mm；二壓托輥對烘缸偏心為200mm。托輥輥面包聚氨酯材料，對其質(zhì)量上有一定技術(shù)要求，不適合用膠輥。預(yù)壓上石輥為φ550，下膠輥為φ500，其輥面設(shè)肓孔，有利提高車速，脫水效果好，線壓力控制在25～30kN·m-1。但抄造車速在150m·min-1以下，濕紙頁不必通過預(yù)壓輥，輕壓或不
壓，就可達(dá)到濕紙頁控制水份要求。在抄造衛(wèi)生紙的實(shí)際過程中，烘缸的速比（即烘缸與卷紙缸的線速比）對衛(wèi)生紙起皺影響較大，實(shí)踐證明，速比范圍應(yīng)在1：1.20～1.36為宜,并有調(diào)速裝置。當(dāng)速比為1：1.16時(shí),皺紋小而淺，速比為1:1.25時(shí)，皺紋清晰，但速比過大在起皺刮刀處有堆紙現(xiàn)象。起皺前濕紙水分過大，紙頁容易斷頭，水分過小時(shí)，皺紋成形較差，紙也容易破裂，所以應(yīng)根據(jù)具體情況，適當(dāng)控制起皺前濕紙水分。起皺刮刀一般有如下要求，刀刃厚度1～1.5mm，刮刀角為75～80°,刀口角度不大于30°,刮刀線壓力為12～15kN·m-1,一般材質(zhì)可采用帶鋸片或紫銅板等。刀刃厚時(shí)，起皺粗；刀刃薄時(shí)，起皺細(xì)密，但刀片運(yùn)行周期短。起皺刮刀和烘缸接觸點(diǎn)的切線夾角為20～25°左右最佳，且應(yīng)安裝在距烘缸水平中心線下方的R/4處（R為烘缸半徑），起皺刮刀和烘缸接觸要求精密，不能有“透光”現(xiàn)象，否則，影響刮刀起皺的效果和生產(chǎn)運(yùn)行。
該衛(wèi)生紙機(jī)烘缸雙毯改為單毯雙托輥，對造紙毛毯的選擇和使用顯得尤其重要，應(yīng)選用高線壓底網(wǎng)針剌植絨造紙毛毯（簡稱BOM毛毯），具有耐高線壓力、濾水性能好、彈性回復(fù)好、容水空間大、尺寸穩(wěn)定、使用壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)。選擇毛毯中厚克重800g/m2為適。
該紙業(yè)公司兩臺衛(wèi)生紙機(jī)經(jīng)改進(jìn)后，生產(chǎn)衛(wèi)生用紙的柔軟性、白度、皺紋細(xì)膩、吸水性、濕強(qiáng)度、手感等均能符合衛(wèi)生紙質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，見表1；衛(wèi)生紙的成品率和合格率均由改造前的90%～93%提高到96%～98%。電耗由改造前的450度電/噸紙降到320度電/噸紙；煤耗（按標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)）由改造前的320kg/噸紙降到220kg/噸紙，且兩臺衛(wèi)生紙機(jī)烘缸冷凝水溫度在90°C以上，全部回收鍋爐使用，節(jié)省能源消耗；生產(chǎn)衛(wèi)生用紙，白紙邊紙的得率由改造前的1220kg/噸紙降到1100kg/噸紙（生產(chǎn)高檔衛(wèi)生紙摻40%～50%的商品漂白漿）；生產(chǎn)洗滌的廢水全部經(jīng)沉淀凈化處理，基本上做到循環(huán)再使用；每生產(chǎn)一噸紙需要補(bǔ)充清水量
（從河里抽水），由改造前的40t降到15～20t，從而大大減少廢水的排放。
該公司廠區(qū)附近山坡有一條68m高的落差水渠，為造紙生產(chǎn)提供有壓力的自然水源，卻不要用水泵動(dòng)力抽水，生產(chǎn)使用方便。一年亦可節(jié)省近百萬元電費(fèi)很可觀。公司設(shè)計(jì)料場、制漿、造紙卻有因地制宜落差的生產(chǎn)流程，少用漿泵、管道、閥門等，常年累月，可節(jié)省不少電費(fèi)和維修材料費(fèi)用。流程有落差，便于設(shè)置斜篩不耗動(dòng)力回收粗漿、細(xì)漿的流失，做到廢水沉淀凈化處理后有95%以上再使用，將環(huán)保污染綜合治理效果優(yōu)化。
結(jié)束語
兩臺紙機(jī)技術(shù)創(chuàng)新挖潛改造取得成效，運(yùn)行良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，但要抄好薄頁衛(wèi)生紙，應(yīng)有嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝保證，即好漿做好紙。紙機(jī)改造后，適應(yīng)生產(chǎn)衛(wèi)生用紙等品種，產(chǎn)品上檔次，有的物理指標(biāo)超過部頒要求，做到適銷對路，減輕企業(yè)在市場競爭劇烈的壓力，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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