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纸料喷射上网技术与纸页脱水成形优化

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:纸料从流浆箱堰口喷出,从着网点开始脱水和成形。断面膨胀的原因是由于纸料喷出后压力降低,纸料的速度动压头变成静压头时产生的湍动所引起的。若浆流过分膨胀,湍动太大,容易混入空气,着网时会影响甚至破坏纸页的成形。若喷射角β太小,着网点过远使上网段的脱水量太少,大量的水分被成形网带走,容易产生“浆道子”纸病,影响纸页的成形质量。

纸料喷射上网技术与纸页脱水成形优化

纸料从流浆箱堰口喷出,从着网点开始脱水和成形。为了保证纸页成形良好,喷浆速度要稳定,纤维要分散良好,纸料喷射方向与纸机中心线平行,且喷浆时纸料中不混入空气。理想的喷浆应做到全幅纸料的喷射角、喷射速度(浆速)、喷射距离和喷浆厚度等保持一致。

图5-9 喷浆断面收缩膨胀示意图

纸料的喷射距离是指着网点距胸辊轴向中心线的距离。当纸料从堰口喷出后,由于受喷浆速度的影响,喷浆断面先逐步收缩,随后开始膨胀,如图5-9所示。断面膨胀的原因是由于纸料喷出后压力降低,纸料的速度动压头变成静压头时产生的湍动所引起的。若浆流过分膨胀,湍动太大,容易混入空气,着网时会影响甚至破坏纸页的成形。因此,为了防止纸料中空气的混入,纸料在达到膨胀极限以前必须着网。

图5-10 纸料的喷射角(β)结构示意图

(a)垂直式流浆箱堰板(b)喷浆式流浆箱堰板

1. 纸料的喷射角

纸料的喷射角是指纸料自堰板喷浆口喷出之后,其喷射轨迹与堰板下唇之间的夹角(见图5-10)。纸料的喷射角是由流浆箱堰板的结构设计参数决定的,根据TAPPI标准介绍的方法,堰板的喷射角可用式(5-1)进行计算。

式中 β——喷射角

X=L/b,0≤X≤5.0

Y=b/H,0≤Y≤0.95

L——下唇板的伸出长度(对应于上唇板)

b——唇口开度

H——流浆箱液位高度

b1b10——计算常数

2. 纸料的着网点

纸料的着网点(图5-10)是指堰板喷射口喷出的纸料与成形网的接触点。着网点的位置可由式(5-2)计算出浆流厚度系数,然后根据浆流厚度和喷射角可预测着网点。

式中 Cc——浆流厚度系数,Cc=d/b(www.xing528.com)

d——浆流厚度

a0a8——计算系数

f——计算系数

XY——意义同式(5-1)

3. 着网点的调节和控制

着网点的位置是靠调节堰板、控制喷射角的大小来控制的,它们之间的关系直接影响到纸页的脱水与成形的质量。结合图5-10及计算公式(a)和(b),当X/Y的比值较小时(即上下唇板口对齐时)称为“灵敏区”,在此区域内喷浆反应很灵敏,如有微小的变化都会造成喷射角的明显变化,从而引起浆流不稳,最后影响到成纸的质量,因此,应尽量避免在灵敏区工作。当增大X/Y的比值时(即上下唇板的错位较大),可以减小喷射角β,从而使着网点的距离远一些,延迟纸料的脱水时间,从而减少纸料的脱水量。相反,如果降低X/Y的比值,可以加大喷射角β,使着网点靠近胸辊,从而可以使纸料提前脱水,增加脱水量。但是,如果喷射角β太大,喷浆太近,纸料着网时会产生跳浆,甚至使纸料反造纸网运行的方向流动产生回流,纤维会竖直于网上,细小纤维流失变大,成纸两面性较大、强度降低,从而影响成纸的质量。若喷射角β太小,着网点过远使上网段的脱水量太少,大量的水分被成形网带走,容易产生“浆道子”纸病,影响纸页的成形质量。喷射角β和着网点的大小应根据纸种、纸料性质、纸机结构等具体条件精确地进行调节和控制。

4. 浆速与网速

浆速和网速的关系可用浆网速比表示,该速比是指造纸机流浆箱唇口喷浆的速度和造纸机成形网运行速度的比率。即

式中 R——浆网速比

vj——唇口喷浆速度,m/min

vw——成形网运行速度,m/min

浆网速比R对纸页的成形和脱水有密切的关系。

R=1,即浆速等于网速时,浆网之间没有相对速度。网对纸料没有剪切力,浆流湍动强度小,使得已分散的纤维在网上容易发生再絮聚,成纸的匀度较差,甚至在纸页上形成云彩花等纸病。

R>1,即浆速大于网速时,纸料上网时浆往前涌而紧贴网面的一层纸料受网的拖动而减速,沿纸料厚度出现纵向速度差,从而对纸料产生剪切力,有利于防止纤维絮聚。当R值过大时,纤维在网上横向排列较多,当上网浆料比较游离,在网上滤水速度较快时,容易造成纤维卷曲或纤维垂直于网面排列的现象,导致纸页出现波纹状纸病。因而只有在使用黏状打浆的纸料抄造某种薄页纸(如卷烟纸),以及要求伸长率较大的纸种(如电缆纸)时,才使用这种浆网速比。

R<1,即浆速小于网速时,纸料着网时受到成形网的牵引力促使纤维分散,减少了纤维再絮聚的现象,形成的纸页有较好的匀度。但当R值过小时,纸料的下层被网拖带前进,纤维的纵向排列加强,导致纵横拉力比增大,横向强度变低,使纸页纵横向的强度差加大,同时成纸的多孔性和柔软性也变差。

理论和实践均表明,纸页成形对浆网速比是非常敏感的,一般印刷纸、书写纸的R值控制在0.83~0.93,纸袋纸的R值为0.95~0.98,纸绳纸的R值为0.79~0.80,卷烟纸、电容器纸的R值为 1.06~1.14。因此在纸页成形过程中,控制合理的浆网速比是非常重要的。

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