造纸原理与工程.ppt

,造纸原理与工程,第一章调料调料包括施胶、加填、调色、染色、添加化学助剂、配浆和调浓过程。调料的主要目的是从不同角度上采用不同的手段来满足纸张的某些质量要求和纸张抄造性能的需要。第一节施胶一、施胶的目的和方法施胶：用某些疏水性物质，使其附着在纤维（或纸张）的表面，从而减少纸张的毛细管作用和纸页对水的亲和力，防止水在纸张上渗透和扩散的工艺过程。施胶的目的：使纸页具有抗拒液体（特别是水和水溶液）渗透和扩散的性能。,根据纸张使用情况，按施胶程度可把纸张分成三类：重施胶纸施胶度0.752.0mm；轻度施胶纸施胶度0.250.5mm；不施胶纸施胶度在0.25mm以下。施胶方法分两种：内部施胶也称纸内施胶。在抄纸过程中胶料加进纤维水悬浮液中，混合均匀后再沉着到纤维表面上。表面施胶也称纸面施胶。纸页形成后，在半干的纸页或干燥后的纸页上均匀涂上胶料。,二、常用施胶剂施胶剂：加进（或涂于）纸页之后能使纸页具有抗液性能的物质称之为施胶剂。以松香为主体的施胶剂：松香胶褐色松香胶、白色松香胶、分散松香胶；强化松香胶；石蜡松香胶。非松香胶：石蜡乳胶；硬脂酸钠；聚乙烯醇；动物胶；蛋白胶；淀粉及其衍生物；合成树脂胶。,三、内部施胶（一）松香的三值松香主要成分是松香酸的同分异构物，分子式为C19H29COOH，含有少量酯类和杂质。松香的三值是衡量松香纯度的指标。酸值是衡量松香中松香酸含量多少的指标。其含义是：中和1g松香所需KOH毫克数。皂化值指完全皂化1g松香所消耗的KOH的毫克数。酯值皂化值与酸值之差。C19H29COOH+KOHC19H29COOK+H2O302561000 xx（561000）/302185,（二）松香胶的制备1、松香的皂化剂工业生产一般用碳酸钠或氢氧化钠。2C19H29COOH+NaCO32C19H29COONa+H2CO3H2O+CO2C19H29COOH+NaOHC19H29COONa+H2O皂化松香所需碱量可用下式计算：A（OM2/M1P）（100C）(%)式中：A所需的碱量（对松香质量）O松香的皂化值M1测定皂化值所用碱的当量M2熬胶时所用皂化剂的当量P皂化剂的纯度（以表示）C松香胶中游离松香含量（以表示）,2、松香胶的制备（1）褐色松香胶制备NaOH有热法和冷法两种。冷法制备褐色松香胶过程,（2）白色松香胶制备包括熬制、乳化开水桶和稀释三个步骤。冷却水套热水桶熬胶锅蒸汽蒸汽过滤器贮存池喷射乳化器乳化稀释池白色松香胶制备流程,白色松香胶以一种胶体悬浮液的形式而能保持稳定的原因：可以把白色松香胶料看成是由三部分组成：a、作为分散相的游离松香固体质点；b、作为分散介质的水；c、溶解于水的松香酸皂化物作为稳定剂。HOHHRCOONaHONaOOCRRCOOHRCOONaHORCOONaHHOH,（3）分散松香胶分散松香胶是游离度接近或是100的松香胶，即松香不转化为松香酸皂，而是以游离松香粒子形式存在于胶液中。因游离松香粒子多，施胶效果要优于皂化型松香胶。分散松香胶因所用松香有的经过改性，乳化剂类型不同，乳化条件不同等原因，制备的方法不尽相同，但基本方法大致如下：首先将天然松香及改性松香加热熔融，在常压下搅拌，加入乳化剂水溶液，经分散得到油包水型乳液，然后在高速搅拌下加水，使油包水型乳液转而为水包油型乳液，即使松香分散于水中制成乳液型胶。,（三）松香胶的沉淀和定着松香胶定着的方法是加沉淀剂。1、沉淀剂的种类和性质（1）硫酸铝（矾土、造纸明矾）主要组成是结晶硫酸铝，并带有1218个结晶水，分子式Al2（SO4）3nH2O，是由铝矾土与硫酸反应制得：Al2O32SiO2+3H2SO4Al2（SO4）3+3H2O+2SiO2（2）明矾是硫酸铝和硫酸碱金属所形成的复盐，分子式为Al2（SO4）3M2SO424H2O，式中M为钾、钠或铵。因含有低价的硫酸盐和多量的结晶水，其效果远不如造纸明矾。,（3）硫酸高铁分子式为Fe2（SO4）3，其作用与硫酸铝相同，但与松香酸构成黄色的沉淀物，因此只能用于本色纸张的施胶。（4）铝酸钠分子式NaAlO2和NaAl2O4，是一种碱性的铝化合物，因此可提高施胶时的pH值，一般与硫酸铝混合使用，可以在pH57的情况下施胶，因此可减少对设备的腐蚀。（5）三氯化铝分子式AlCl3，其作用与Al2（SO4）3差不多。,2、松香胶粒的沉淀界面动电势学说；配位理论。3、松香胶的定着（四）施胶程序和施胶操作1、施胶程序先加胶，充分混合均匀后再加硫酸铝沉淀剂。2、施胶操作（1）间歇式施胶主要适用于盆式打浆机、池式配浆或池式调浆等间歇操作过程。（2）连续式施胶适用于连续打浆、调料的过程。可有几种情况：,a、敞开式连续打浆系统中，胶料加入最后一台打浆机进口，沉淀剂加在叩后浆池。浆b、封闭式连续打浆系统中，叩后池加胶，纸机浆池加矾；或胶配浆箱加胶，冲浆池加矾。c、采用连续施胶器施胶，矾在施胶器进口加胶，中间加矾。施胶器3、松香胶和明矾的加入量浆松香胶加入量一般为0.52.0（对绝干纤维），而硫酸铝加入量一般为松香量的1.53倍。加入量有两种表示方法：（1）用胶料中松香质量对浆中绝干纤维量的表示，这种表示方法适合于实际操作。（2）用所需松香量占所生产成品纸的表示。这种表示方法适用于设计部门。,几种纸的施胶度和松香加入量纸种施胶度（mm）松香加入量（对成品纸）胶版印刷纸0.51.250.82.0书写纸0.51.251.02.5有光纸0.250.61.0打字纸0.250.50.7纸袋纸1.251.751.55.5包装纸0.51.250.71.0瓦楞芯纸11.5条纹牛皮纸0.51.250.81.0晒图纸3540秒（抗水性）2.544、施胶过程控制条件主要条件是pH值的控制，一般以45为宜。另外还有温度和胶料本身质量。,（五）中性施胶1、中性施胶的特点（1）在中性条件下抄纸，所得纸页不易老化，可提高纸页强度和寿命；（2）能减轻设备的腐蚀，延长设备使用寿命；（3）白水pH值高，无硫酸铝积累，白水易回收，利于减少排水污染；（4）纸强度高，可节省打浆动力；（5）可使用CaCO3做填料，节省纤维原料，降低成本；（6）胶料成本较松香胶高，会增加成本，要靠加填来抵消，这样不利于不加填或少加填的纸种；（7）施胶反应迟缓，尚有不稳定的问题；（8）滤水性差，成纸较滑，挺度、紧度较差；（9）微生物易滋生，腐浆和断头增多，损纸量加大。,2、中性施胶剂的分类反应型中性施胶剂树脂型阳离子型聚合物型四、表面施胶作用：提高纸页抗液性，改进纸张物理强度、挺度、耐擦性能、耐久性能、平滑度及手感性等；还可有效克服纸面掉毛掉粉、两面差等缺陷。施胶剂：淀粉及其衍生物、纤维素衍生物、聚乙烯醇、合成树脂、石蜡胶、动物胶等。用途：钞票纸、证券纸、胶版纸等。方法：槽法施胶、辊法施胶、烘缸施胶、压光施胶等。,第二节加填一、加填的目的和作用加填就是在纸料的纤维悬浮液中加入不溶于水或微溶于水的矿物质。目的：改善纸张的某些特性；节约纸浆用量。作用：小颗粒的填料分散于纤维之间将孔隙填充，从而改进了纸张的平滑性、匀度、手感性、适印性。填料的折光率和亮度比纤维大，填充到纤维间隙中，增加了纸的折光能力，从而使纸的不透明度、白度提高。,二、填料的种类和性质（一）衡量填料好坏的标准1、折光率要高，散射系数要大；2、白度高、亮度大，无杂质，有光泽；3、颗粒细腻均匀、纯度高；4、密度大，不溶于水；5、化学稳定性好；6、资源丰富，加工简便，价格便宜。（二）几种常见填料1、白土（铝盐）即高岭土、瓷土、铝矾土。分子式Al2O32SiO22H2O。相对密度2.56，折光率1.56，白度8086。白度及折光系数低，但价格便宜，资源丰富，是使用较多的一种填料。它的应用只限于一般纸张，某些高级纸张则少用白土，因为其折光率不高。,2、滑石粉（镁盐）最多用填料之一。分子式3MgO4SiO2H2O。相对密度2.7，白度9097，折光率1.57。折光率与白土相近，但白度较白土高。滑石粉柔软性好，加进纸页后能提高纸张的柔软性和印刷性能，且价格便宜，所以多数纸张都用其作填料，但由于折光率不高，对于某些不透明度要求高的薄页纸少用滑石粉而多用TiO2。3、碳酸钙（钙盐）也叫白垩，分磨碎碳酸钙和沉淀碳酸钙两种。分子式CaCO3。相对密度2.65，折光率1.66，白度98。沉淀碳酸钙比磨碎碳酸钙粒度要细一些。其优点是能控制纸张的燃烧；折光率和白度高；粒度较细，有较好的吸油墨性和柔软性能。缺点是由于微溶于水，呈碱性，能与硫酸铝作用，造成纸浆中的气泡。4、二氧化钛是一种高级填料。分子式TiO2。相对密度较大，为3.94.2，折光率也大，为2.552.7，粒度小，白度9799。不透明度高，覆盖能力强，化学稳定性好。价格高，少用。,三、加填对纸张性质的影响（一）加填对纸张不透明度的影响利用高的折光率提高纸张不透明度。（二）加填对纸张印刷性能的影响利用吸收性、柔软性和小的粒度改善纸张的吸油墨性、柔软性和平滑度。（三）加填对纸张白度的影响利用高白度、高覆盖力提高纸张的白度。（四）加填对施胶的影响填料中的碱土金属离子与松香酸生成不溶性盐，妨碍松香酸与水合铝离子结合。（五）加填对纸张强度的影响填料粒子填充于纤维之间，减少纤维间的氢键结合。,四、填料的加入量、留着率和留着机理（一）填料加入量填料加入量主要决定于以下因素：1、纸张品种不同品种，填料加入量不同。几种纸张加入滑石粉量如下：胶版纸2025新闻纸47书写纸1525打字纸10有光纸10图画纸302、浆料品种加入量：草浆木浆，机浆化浆。3、纸机车速与填料用量的关系加入量随车速提高而减少。,（二）填料留着率填料留着率：留存于纸张中填料量占加入纸料中填料量的百分比值。依测定的基准不同，又分为总留着率和单程留着率。总留着率是指纸页中填料量占开始加入纸浆中填料量的百分数。单程留着率是指纸页中填料量占上网纸浆中填料量的百分数。R（Tz/Tj）100式中R填料留着率，Tz纸页中填料量（占纤维）Tj浆中填料量（占纤维）,一般可由测量灰分的方法来测定填料留着率。可用下式近似计算：R(A1/A2)100式中A1绝干纸页中灰分含量（）A2绝干纸料中灰分含量（）以上测定、计算已可以满足生产控制需要，若要精确计算，可按下式进行：R0.94(A1C)(100A2D)/(A1C)(100A1D)100式中C纤维本身所含灰分，D填料灼烧减量，0.94抄纸后纸料的得率及纤维原料和胶料中的灰分平均含量的总修正系数工厂总留着率的统计计算法为：R（成品纸量平均灰分）/填料加入量100,（三）填料的留着机理填料留着的机械过滤学说填料留着的胶体吸附学说正确的解释应该是二者相结合。计量箱五、填料液的制备和加入方法振动筛（一）填料液的填料水制备回流（二）填料的送加填加入方法填料液制备槽1、在打浆系统中填料液贮存槽加入2、在纸机前加入,第三节染色一、染色的目的染色：是指在纸浆或纸张中加入某一色料，使之有选择的吸收可见光中的大部分光谱，未被吸收而反射出来的光谱即为所需的色泽，因此染色是对色纸而言。调色：是指在纸浆中加进蓝色、紫色或紫红色使之与纸浆中相应呈现的橙色、淡黄色或绿（灰）黄色起互补作用而显出白色，是对白纸而言。增白：是指在纸浆中加进增白剂以获得更高白度。对造纸而言，染色有两个目的：1、对于色纸，通过染色生产出符合色泽要求的纸张。2、对于白纸，提高染色可以提高纸张的白度。,二、色料的种类及其性质（一）色料的种类颜料色料天然染料染料碱性染料合成染料酸性染料直接染料,（二）合成染料的性质及染色操作1、碱性染料特点：（1）为含有可溶性氨基的化合物，故可溶于水，呈碱性。（2）着色力强，着色后色泽鲜艳。且价格便宜。（3）对木素有较强亲和力，对纤维素也有一定亲和力，因此不用媒染剂也可获得较好着色效果。（4）耐酸、耐碱、抗氯和耐光性能较差。注意：（1）染混合浆时要分开染；（2）用水要经软化；（3）溶解温度不可太高。,2、酸性染料特点：（1）是一种含有磺酸基团（SO3OH）或苯羟基团的化合物，极易溶于水，呈酸性。溶解于水时趋向于单分子的形式，因此染液的浓度可达8。（2）着色力和鲜艳程度都不如碱性染料，而且耐酸、耐碱和耐氯性也差，但对光的稳定性较强且耐久。（3）对木素和纤维素都没有亲和力，要靠媒染剂才能着色。注意：（1）由于其对纤维没有亲和力，染色时要靠沉淀剂定着，因此一般多用于施胶纸；（2）染混合浆料不会产生染色不匀或色斑问题；（3）可溶于冷水，用水不必软化。,3、直接染料特点：（1）为含有磺酸基团的偶氮化合物。水溶性较酸性染料差，易形成胶体溶液。溶解温度较高。（2）着色能力稍次于碱性染料，色泽较暗，适于深色纸张染色。（3）耐光性比酸性染料还强。（4）对纤维有很强亲和力，不用媒染剂即可取得良好染色效果。注意：（1）要用热水溶解，浓度要低，以免出现沉淀。水硬度对染料略有影响。（2）遇酸会凝结产生沉淀，因此不能在酸性情况下染色。多用于不要求施胶的纸张。,合成染料的性质比较,第四节配浆一、配浆的目的1、将各种浆料和损纸按照一定比例混合在一起。2、控制和稳定供纸机使用的浆料的浓度。二、配浆的方法间歇式配浆池敞开式配浆配浆配浆箱连续式管道配浆封闭式配浆,（一）配浆池的间歇配浆胶料、矾土、填料、染料等配浆池各种浆料及白水送纸机配后贮浆池,（二）连续式配浆箱A溢流口溢流室进浆室混合室进浆口闸板进浆室调节闸板回流进浆出浆混合室出浆口闸板式配浆箱AA面A闸板式配浆箱矩形闸板V形闸板,第五节添加剂的应用一、使用添加剂的目的及其系列产品（一）使用添加剂的目的1、在生产工艺及主要设备变化不大的情况下，可以较大幅度提高纸张的产量和质量，不需要特殊设备，简易可行，用量少，收效大。2、赋予纸张某些特殊的性质。3、解决生产上的一些问题。（二）添加剂的系列产品添加剂的种类很多，但许多都是由一种主要原料发展（衍生）为一系列产品，通过不同的聚合工艺赋予产品不同官能基，不同的官能基则可对纸张或抄纸操作起到不同的作用。,例：聚丙烯酰胺CH2CH因带有不同类型、不COn同数量的官能团及不NH2同分子量，可发挥絮凝、增强和分散三种不同作用，形成系列产品。有：1、非离子型PAM;基分散剂2、阴离子型PAM,团3、阳离子型PAM。含量分子量阴离子型PAM的应用,二、增干强剂（干强剂）（一）提高纸张干强度的意义1、节约纤维原料，增大纸张强度。2、节约优质纸浆。3、节约动力消耗。（二）干强度助剂也叫纤维粘合剂。主要是因为它有一定的分子量和活性基团，能使纤维羟基结合从而提高强度。1、淀粉及其衍生物2、植物胶3、水溶性纤维素衍生物4、水溶性树脂,三、增湿强剂（湿强剂）（一）提高湿强度的意义使部分纤维间产生抗水性结合，纸张泡在水中仍可保持一定的强度，提高使用性能。（二）湿强剂湿强剂：使纤维间产生抗水性结合的助剂。一般都是热固性树脂，如三聚氰胺甲醛树脂、脲甲醛树脂、聚酰胺环氧树脂等。,四、助留与助滤剂（一）提高纸料助留与助滤性能的意义1、提高细小纤维与填料留着率；2、增加网案的脱水能力，增加产品产量；3、改善纸页的两面性，提高纸张印刷性能等；4、减轻白水处理负荷，提高网、毯清洁程度；5、提高纸页干度，节省干燥部蒸汽用量。单71灰程分留含着量率28820网面顶面填料含量,（二）助留与助滤剂1、无机产品：硫酸铝、硫酸钠等。2、改性天然产品：阳离子淀粉、羧甲基纤维素等。3、高分子聚合物：聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚胺、聚酰胺等。（三）助留与助滤机理助留机理：1、Zeta电位控制,2、嵌镶结合3、架桥效应,+,+,助滤机理：1、使纤维和填料的电荷减少，存在于纤维、填料间充满水的结构受到破坏，使水容易释出。2、将电荷中和后，使细小纤维、填料重新排列，滤层疏松，水易释出。3、中和电荷后，纤维比表面积变化，水易通过滤层。（四）助留和助滤剂的应用脱水留着1、使用量2、使用浓度效凝聚3、加入位置率4、湍流对助留和助滤剂脱水使用的影响留着时间,五、纸料的除气和消泡剂（一）纸料中空气的存在形式游离态结合态（二）除去空气的必要性空气的存在给纸张的抄造和性质带来很大影响：1、影响流浆箱的纸料浓度；2、影响封闭式压力流浆箱的压力稳定；3、影响网案脱水；4、形成泡沫。（三）纸料中的泡沫1、泡沫的形成泡沫是一两相体系，由气相分散于液相中构成。泡沫的结构：内部为空气，外部为液膜（泡壁）。,泡沫产生的要素：有气体存在；液体中有泡沫稳定剂；受搅动或冲击。2、纸料中泡沫的生成（1）纸料中空气的来源1）强烈的搅拌。2）泵、管接漏气。3）纸料受到冲击与喷射。4）干浆板没有完全润湿。5）白水回收的细小纤维吸附空气带入纸料中。（2）纸料中表面活性物质的来源1）纸浆的洗涤情况。2）化学填加剂的使用情况。3）废纸的处理情况。,（四）除气消泡方法有机械法和化学法两类，这里只讨论化学除气法。1、除气消泡剂和消泡剂（1）消泡剂属溶剂性，一般是烃油类。（2）油型和乳液型除气消泡剂一般由止泡剂、载体、乳化剂和稳定剂组成。油型止泡剂主要由脂肪酸或脂肪醇、环氧乙烷组成。乳液型止泡剂主要是聚醚的表面活性物质。载体以矿物油或油脂为载体的叫油型除气消泡剂；以水为载体的叫乳液型除气消泡剂乳化剂使止泡剂均匀分散到载体中。稳定剂使止泡剂在载体中稳定分布，不缩合。,2、除气消泡剂的使用量一般消泡剂用量为0.0454kg/T浆；油型除气消泡剂为0.08，乳液型为0.05。二者混用比单用一种效果好。3、除气消泡机理泡壁消泡剂吸附进入扩散破膜如图，吸附、进入后，扩散形成重复膜，具有三个作用：（1）降低了泡壁稳定剂的效能，促成破膜。（2）提高泡壁表面张力，降低粘度，使泡壁变薄，促成破膜。（3）形成局部薄弱点，促成破膜。,六、防腐剂（一）腐浆腐浆形成的原因：1、系统污染2、系统供给养分3、pH值4、温度5、湿度（二）防腐剂1、作用：（1）抑制微生物生长；（2）杀灭微生物。2、要求：（1）高效；（2）无毒或低毒；（3）易分解；（4）有一定水溶性；（4）长期使用不产生抗药性。,3、机理（1）使蛋白质变质；（2）干扰微生物细胞膜；（3）干扰遗传机能；（4）干扰细胞内部的活力。4、类型（1）有机金属化合物（2）氯酚衍生物（3）氧化和还原剂（4）有机化合物5、使用根据生产条件，先从易生腐浆处取浆培养，找出菌种，选用不同防腐剂试验效果，然后到生产中试验。加入的方法可采用（1）连续加入；（2）间歇加入；（3）一次加入。,第二章纸的抄造第一节概述一、纸的抄造方法和设备分类干法以空气为介质。设备较为简抄造方法单，但纸强度低，需加粘合剂。湿法以水为介质。贯穿着加水、脱水的过程，设备庞大，且污染环境，但成纸质量好。,单长网长网机双长网中、低速，抄宽较大。多网长、圆网混合机低速，抄宽较小。设备分类单圆网圆网机双圆网低速，小抄宽。多圆网夹网机高速，大出口。,二、造纸机的几个常用术语1、造纸机的生产能力是指造纸机的计算产量。QVBqK1K2（g/min）VBqK1K2K360（T/D）0.06VBqK1K2K3/1000（T/D）式中：V车速（m/min）B抄宽（m）q定量（g/m）K1抄造率（）K2成品率（）K3工作时数（h/D）,2、造纸机的车速车速造纸机各部分的速度是不同的，一般所说的车速是指造纸机的出纸速度，即卷纸辊上纸卷的实际速度。以m/min表示。工作车速是指纸机最适宜的车速范围。平均车速也叫计算车速，是指平均先进操作水平的车速，用以计算完成生产计划的计算标准。最高车速是指造纸机在良好的工作条件下，在工作车速的基础上发挥20潜力后的车速。设计车速也叫结构车速、极限车速。一般新式纸机按最高车速提高2030，用以计算零件的强度即机件所能承受的最大负荷极限和选用传动功率。爬行车速是指为了纸机启动时各部接头、检查和清洗纸机的铜网、毛布、干布和各部运转情况所使用的车速，一般只有1025m/min。,3、浆速和网速浆速是指纸料离开流浆箱堰（唇）口喷向铜网时的速度，由流浆箱中浆位高度（或压力）和堰（唇）口结构所决定。Vj602gH式中：Vj浆速。m/min堰口系数H浆位高（或压力浆位），m网速是指网的运转速度。网速浆速VwKwVj式中：Vw网速Vj车速Kw网速对车速的滞后系数,4、上网纸料和网上纸料上网纸料是指离开流浆箱喷向铜网的全部纸料，以绝干量/单位时间计。网上纸料是指离开网部的湿纸页（包括两条湿纸边）中的绝干纸料量，即留在网上的全部纸料，以绝干量/单位时间计。由此可有：上网纸料/网上纸料上浆系数白水中绝干物量/网上纸料量漏损率也可表示为：白水中绝干物量/上网纸料量漏损率前者是对网上纸料而言，后者是对上网纸料而言。5、纸机的湿部与干部湿部是指纸机上用机械方法进行脱水的各部分，自流浆箱至压榨部统称为湿部。干部是指纸机上以加热方法脱水的各部分，包括烘干部、压光、卷取部。,6、造纸机宽度净纸宽度也叫公称净纸宽度、成品宽或纸机幅宽。是指纸机生产出来的成品纸的总幅宽度。抄宽也叫毛纸宽或纸幅宽度。是卷纸辊上纸幅的宽度。抄宽净纸宽切边宽切边宽一般为40mm湿纸宽度抄纸过程中由于机械牵引力和干燥，各部纸幅的宽度是不同的，湿纸宽度一般是指刚离开铜网时湿纸幅的宽度，即两定边水针间的宽度。湿纸宽度毛纸宽度/（1横向总收缩率）即BsBm/1式中：Bs湿纸宽度，mmBm毛纸宽度，mm总横缩率，（BsBm）/Bs100,网宽度网两边间距离。BwBsABm/（1）A式中A考虑湿纸边和铜网窜动加宽系数。一般开式引纸A200250mm,真空引纸A250300mm.压榨毛布和烘缸干布宽度比铜网宽度略大。BbBw150200mm式中Bb毛布或干布宽度，mmBw铜网宽度，mm造纸机的轨距是指纸机两基础底轨中心线的距离。,B净纸宽；Bm抄宽；Bs湿纸宽；Bw铜网宽；Bb毛布和干布宽；Bg轨距,7、左手机和右手机造纸机分左手机和右手机，左手机用左手引纸较为顺手，右手机则用右手引纸较为顺手。确定左、右手机的方法是：站在造纸机的出纸端，面向纸机，如传动侧在左手边则为左手机，用Z表示；如传动侧在右手边则为右手机，用Y表示。8、造纸车间的“三率”（1）抄造率抄造率抄造量/（抄造量抄造损纸量）100（2）成品率成品率（合格成品量/抄造量）100（3）合格率合格率（合格成品量/成品量）100,隆亨纸业1#机组,纸机流送技术规程,第二节纸料的稀释、净化、筛选和除气一、纸料的稀释目的：充分分散纤维制成均匀的悬浮液。方法：将纸料与白水或清水均匀混合。1、在调浆箱混合2、在冲浆池混合调浆箱来浆回流回流回流白水冲浆池来浆白水去净化去净化冲浆池稀释浆来浆回流去净化网下白水,二、纸料的净化和筛选（一）纸料的净化和筛选纸料与浆料净化、筛选的不同之处：a、制浆是第一次，较易，造纸是第二次，较难；b、造纸的筛选还可起分散纤维作用。纸料中杂质来源：1、原料带来；2、蒸煮不良造成；3、筛选不净；4、输送、贮存带来和产生；5、打浆等设备磨损带来。纸料中杂质的不良影响：1、设备磨损；2、纸张质量下降；3、影响抄造。目的：1、除去纸料中的尘埃和杂质；2、分散纤维，制成均匀的悬浮液。,（二）净化和筛选设备筛选和净化效率：经净化和筛选而除去的杂质占原浆中杂质的百分率，以表示。筛选效率（原浆尘埃度良浆尘埃度）/原浆尘埃度100除砂率（原浆含沙量良浆含沙量）/原浆含沙量100除砂率（原浆灰分良浆灰分）/原浆灰分100选用净化和筛选设备的基本原则是：（1）筛选和净化效率要高，渣浆中的好浆率要低；（2）防止带入或产生泡沫，因此最好采用封闭设备；（3）占地面积小，动力消耗低；（4）适应性强，最好能除去不同形状或密度的杂质。常用设备有锥形除渣器、压力筛等，特殊情况也有用沉沙盘、振鼓式圆筛的,（三）纸料净化、筛选的流程与工艺1、国内典型流程举例（1）调浆箱回流回流来浆白水沉沙盘流浆箱外流式振鼓圆筛,（2）调浆箱回流回流来浆白水旋翼筛匀整精浆机冲浆池三段606除渣器地沟锥形稳浆箱流浆箱,（3）稳浆箱流浆箱旋翼筛铜网除节机白水坑调浆箱来浆三段606二段606一段606冲浆泵,（4）高位箱流浆箱旋翼筛铜网除节机白水坑高位槽来浆三段606二段606一段606冲浆泵,2、注意的几个问题（1）锥形除渣器的排列和组合（2）排渣槽的形式（3）减少净化筛选的损失（4）流程中设备的排列（5）保证旋翼筛满料运转（6）纸料浓度的控制,三、纸料的除气（一）纸料中空气的来源和存在形式纤维与纤维之间游离状纤维的细胞腔中存在形式附着于纤维上结合状溶解于水中吸附于纤维表面1、不适当的机械搅拌引进空气；2、输送设备如浆泵、白水泵漏气引进空气；3、系统封闭性能差漏进空气；纸料中空气4、输送固定出口位置不合理，离开液面，高高喷的来源下引进空气；5、回收白水中的细小纤维引进空气；6、使用浆板原料时，浆板孔隙中存在空气。,（二）空气对造纸过程的影响1、产生泡沫给纸页抄造带来困难，也降低成纸的质量。2、增加脱水阻力，降低干燥效率。3、产生浮浆造成浓度不匀。（三）除气的方法首先是防止空气的进入。对已混入纸料中的空气则可用下面方法进行除气：1、化学除气2、机械除气3、加缓冲箱,四、消除纸料的脉冲（一）脉冲对抄纸过程的影响脉冲：是指纸料在流送过程中压力或流量的波动。由于造成脉冲的原因不同，这种脉冲可以是周期性的，也可以是非周期性的。纸料脉冲对纸页抄造和成纸质量的不良影响：1、脉冲会造成纸页纵向定量的波动，对车速较高的封闭满流式流浆箱所造成的定量波动更为突出。2、脉冲会影响吸水箱抽吸作用，因而造成纸机负荷的波动，即产生喘气现象。（二）脉冲产生的原因1、由于操作条件变化而产生脉冲。2、由于纸浆与管壁相互作用而产生压力脉冲。3、由于旋翼筛、冲浆泵或其它外部因素造成的压力脉冲。,（三）消除脉冲的方法和途径1、改进供浆系统的设计和操作。2、尽量减少旋翼筛和冲浆泵的压力脉冲。3、加强除气，有效减少纸料的空气和泡沫。4、在脉冲出现的地方采用一些相应的方法消除。一般可通过三种物理方法来完成：（1）抑制（2）阻尼（3）干扰,第三节纸料的流送和上网一、纸浆悬浮液的流体特性（一）纸浆悬浮液的特点一般情况下，纸浆悬浮液是固相的纤维、液相的水和气相的空气组成，是一种三相同时存在的复杂体系。纸料则是比浆料更为复杂的一种分散体系。（二）纸浆悬浮液流动过程中的流动状态1、纸浆悬浮液的流动状态,2、纸料流动状态对流送上网的影响塞流区易絮聚，湍流区易分散，因此在不同的部位应取不同流态。二、流浆箱的类型及其发展情况三、湍流及其对纸浆流送的影响（一）湍流的基本概念1、湍流和微湍流湍流是指当流体的雷诺数超过一定数值时，流体的流动状态就成为湍流，这时流道内每一个质点都有不规则、杂乱无章的运动。微湍流是指规模很小的湍流，在此情况下，流团作用力可以作用于每根单纤维，从而有利于分散纤维的絮聚。,2、湍流强度湍流强度U/UU脉动分速度U点（局部）流速所产生的剪切力为TV（U2U1）流体密度VU,U2,yl,3、湍流能量湍流能量K/UmK湍流的动能Um平均流速4、湍流速度UiUUUi实际存在的瞬时速度U时间平均速度U实际存在的脉动速度5、湍流的表现形式和特点形式：湍流是以涡流表现的。特点：生存期短。,6、湍流与絮聚的关系有微湍流存在可使絮聚解散，当微湍流停止后，纤维会重新絮聚。絮聚与湍流密切相关：湍流强度大、规模较小，则能充分分散纤维絮聚物。相反，强度很小，内能不足以分散絮聚物，则对分散不利。湍流规模大，涡流湍流存在于大规模的涡流之中，分散作用小。这些都表明，絮聚与湍流之间存在一定的平衡关系，实际生产中，要采取措施使平衡向着分散方面转移。尽量做到：增加湍流强度；降低湍流规模。,纤维絮聚程度和所需时间与浆浓度、纤维长度有关。一般：浓度，长度，则程度，时间。例：含大量磨木浆的新闻纸浆重新絮聚所需时间与浆浓的关系位置浆浓重新絮聚所需车速600m/min时，重新絮聚（）时间（S）时间相当长网移动行（m）上网0.50.55.0成形板后1.00.11.0案辊中后段2.00.040.4案辊与真空3.00.010.1箱之间水线4.00.0010.01以上仅为短纤维情况，长纤维则又不同。,（二）湍流对纸浆流送的影响流送过程：悬浮液流浆箱上网形成纸页从布浆器直到网上形成湿纸，纸料都在流动，因此也就会有絮聚产生，要形成均匀的纸页，要求在流送过程中不断产生适当强度、小规模的湍流以分散絮聚物。要达到此目的，主要依靠流浆箱中的匀整装置，如匀浆辊、阶梯扩散器、飘片等，在流送过程中不断制造小规模、高强度的微湍流，以分散絮聚。,四、纸料上网（一）唇板的喷射角和着网点1、喷射角和着网点的概念喷射角：浆流从唇板口喷出方向与下唇板延长线的交角。着网点：浆流喷出后与网接触的点。,下唇板延长线,图中：B上、下唇间距b唇板开度喷射角接触角（触网角）喷嘴角（唇间角）A下唇板倾斜角L下唇板对上唇板伸出或收入程度,2、唇板结构与喷射角、着网点的关系（1）结合式、垂直式唇板与喷射角、着网点的关系具有角的唇板为结合式唇板，当90时则变为垂直式唇板。当一定时，要改变和着网点，关键是改变L/b。L/b较小时，其值稍有变化。就可有较大变化（L/b），所以对纸的影响较大，此区域叫灵敏区。一般L/b1），其值的变化，对影响不是很大。如：当90，L/b1.21.4，21.2，变化0.8当30，L/b1.21.4，1.81.2，变化0.6当20，L/b1.21.4，1.41.0，变化0.4,（2）倾斜式唇板与喷射角、着网点的关系具体调节：x/y，即x，即上唇板收入，着网点远离唇口；x/y，即x，即上唇板伸出，着网点靠近唇口；x/y近于0，即两板近齐时，提高，可使，使着网点靠近唇口，这样上网段脱水量就大。生产中就是靠调节x、y值来调节着网点，从而生产出合格的产品。,图中：喷射角喷嘴角x上唇板对下唇板伸出或收入程度y唇板开度,（3）喷射角与着网点对纸页成形和脱水的影响，着网点靠近胸辊，上网段脱水量大，反之则小；，着网点较远，脱水较缓和。有几种情况要求着网点靠近胸辊：低车速；用粘状浆生产薄页纸；纸机网部脱水能力不够。,（二）浆速与网速的关系浆速：指喷射上网浆流的速度。网速：指纸机网部的速度。二者关系表示为：VjKjVwVj浆速，m/minVw网速，m/minKj浆速对网速的滞后系数可出现三种情况：1、Kj1，VjVw;2、Kj1，VjVw.,浆速对网速滞后系数Kj值示例纸张品种纸机特点Kj值新闻纸真空引纸，复合压榨，车速400m/min0.965新闻纸开式引纸，车速450m/min0.90.93新闻纸开式引纸，车速315m/min0.90.93新闻纸开式引纸，车速215m/min0.860.87纸袋纸真空引纸，车速320m/min0.98胶版纸开式引纸，车速110130m/min0.90.951.071.08描图纸开式引纸，车速25m/min1.07绘图纸开式引纸，车速41m/min1.051.15电缆纸开式引纸，车速5565m/min1.181.20,由以上数据可明确几个问题：1、不同纸料性质、纸种，kj值不同。纸袋纸、文化用纸，游离浆抄纸，Kj值一般1；对纸的使用性能有特殊要求，Kj值一般1。2、Kj值对着网点有影响Kj，Vj，由唇板口喷出的浆流离唇口就越远，即着网点越远，上网段脱水缓和。Kj，Vj，着网点近，上网段脱水激烈。3、纸机车速不同，生产同一品种时，Kj值不同车速上升，Kj值提高，使着网点远离胸辊，脱水缓和；车速较低，Kj值低些，着网点离胸辊近，利于加强脱水。调节：可通过调节流浆箱的静压头来调节浆速与网速的关系，也可调节唇板的L/b或x/y来调节控制喷射角，或移动流浆箱位置调节着网点。,第四节纸页的成形与脱水一、网部的作用及类型作用：1、脱水脱去纸料中的大部分水。2、成形形成均匀的湿纸页。类型：圆网、长网、夹网。使用范围：车速在100m/min以下，能力小，生产一般纸，如凸版、书写、有光纸等，多用圆网。车速较高，并在300m/min以下，纸质较好，用长网。车速在300800m/min。用长网或夹网。一般800m/min以上用夹网。,湿纸页在长网机各部分脱水情况：1、湿纸页在长网机上各部分的干度情况上网出网部出压榨部出干燥部干度0.72040922、湿纸页在长网机上各部分的脱水量（占总脱水量）网部压榨部干燥部脱水量98.31.10.6一般959813123、湿纸页在长网机上各部分的脱水费用（占脱水总费用）网部压榨部干燥部费用0.31782.7,二、长网的成形与脱水（一）湿纸页在长网部形成与脱水过程1、湿纸页在长网部形成与脱水过程,（1）第一段：上网段（包括唇板、成形板）作用：主要是保证生产均匀的纸；同时适当脱水，其脱水量随车速不同而要求不同。要求：纤维分散要好，尽量无絮聚。唇板喷浆上网时，浆流自由表面平稳，无湍流，无横流，无跳浆现象，这样就要控制唇板的喷射角和着网点。成形板安置位置应较胸辊最高位置稍低一点。低速纸机要求此段脱水量要大。高速纸机则要求此段脱水要少，要均匀。,（2）第二段：成形脱水段（由成形板后到真空箱前，由案辊或案板组成）作用：通过脱水使纸页成形。高速纸机A区采用缓和的脱水元件，控制脱水速度不要太快；B区宜用脱水量较大的元件，使水尽快脱除。低速纸机由于车速低，元件抽吸能力小，脱水主要靠静压力。成形脱水区脱出白水浓度高，叫高浓白水。,（3）第三段：高压差脱水段（由真空箱、伏辊组成）作用：脱水。要求：真空箱的真空度由前向后渐增。纸页在真空箱脱水有两种形式：一是靠纸页上下的压差脱水，一般在水线前，称湿箱；二是靠空气流穿过纸页孔隙将纤维间附着的水带进真空箱，一般在水线后，称干箱。真空箱脱水同时可使纸页紧度、强度提高。此段脱出白水浓度低，叫稀白水。伏辊脱水同时可将纸页压紧，强度提高。而白水浓度更低。,2、注意两个问题（1）注意高浓白水的回用高浓白水回用，可减少浆耗，降低成本，减少排放污染。生产上要注意高、低浓白水要分家，清、白水要分家。一般车速高，上网浓度高，打浆度低，则白水浓度高。白水浓度与这些因素的关系如下：纸种车速上网浓度纸料性质浓白水浓度稀白水浓度(m/min)（）（）（）凸版纸4000.55半游离、0.180.04半粘状新闻纸4300.8游离0.40.05电容器纸45.40.32高粘状0.028,（2）如何确定上网浓度一般有如下规律：薄纸上网浓度低；厚纸上网浓度高。长纤维纸料上网浓度低；短纤维纸料上网浓度高。打浆度低的纸料上网浓度高；打浆度高的纸料上网浓度低。,（二）纸页成形和脱水1、案辊作用：支承铜网、脱水（较多用在低速纸机上。）（1）案辊脱水过程与机理网到达案辊顶点前，部分水排掉，部分水返回纸页；网到达案辊顶点，无排水，也无返水；网离开案辊顶点，由于真空作用，水由网上流向网下，形成液柱。液柱截面高于6.2mm时，液柱破坏，分散成三部分，一部分向下排出，第二部分附在网下，带入下一辊区，第三部分附着在辊面上。,网,楔形夹区,案辊在脱水过程中与网接触前后所产生压力是脉动的，如图，a点是辊向网压进水，b点是辊对网的反作用力高峰，由b点迅速转为抽吸力，在c点是最大真空度。每经过一个案辊，纸页都要经过一压一抽的脉动周期。案辊真空抽吸力大小可按下面公式计得：hp/rVc/2g2TVc/qrh(1Vc/Rg)网速造成水表面张力浆层造成动压头引起压头静压头抽吸力主要决定于网速引起的动压头，即抽吸力与车速平方成正比：抽吸力V,（2）案辊脱水量QbDVw/RD辊径；Vw网速；R脱水阻力；b数值系数由上式可见：QVw，QD，Q1/R。Vw，Q。D，Q。楔形夹区中h6.2mm线段越长，脱水量越大，而这段长度与D有关，即D越大，楔形夹区越长，即真空区越长，脱水量可越大。粘状浆、厚纸、在成形脱水后阶段，R都增加，Q都会受影响而降低。,（3）案辊对纸页成形和脱水的影响低车速时，案辊脱水所产生的脉动，对纸料造成的扰动较缓和，使纤维产生快速而微小的移动，利于解絮，提高匀度。高车速时，这种脉冲作用产生的扰动剧烈，形成强烈的洗出作用，对均匀成形不利；造成抽吸力大，使网下陷，引起跳浆，影响匀度，甚至破坏纸页成形；抽吸力太大，会加重细小纤维及填料流失，甚至造成网痕、针眼等纸病。,（4）上网纸料量计算上网纸料量QGK/C0m/min式中G纸机单位时间理论产纸量，kg/minC0百分浓度纸料比重，一般取1000kg/mK总漏浆系数K上网纸料绝干量/（卷纸机）成纸绝干量漏调的纸料包括：浓白水、稀白水、伏辊白水带走的纸料，网切边纸料，干、湿部损纸量。,几种纸的总漏浆系数K值新闻纸中速纸机游离浆、短纤维K1.51.8新闻纸高速纸机K1.72.0凸版纸K1.51.6胶版纸加填30，游离浆K1.5卷烟纸加填40，高粘状浆K1.52.0字典纸加填2030，中粘状浆K1.5绘图纸K1.25电容器纸无填料，高粘状浆，长纤维K1.151.25纸袋纸无填料，游离浆，长纤维K1.25由上表数据，可以明确几个问题：高速纸机，K值大；车速低，K值小。游离浆、纤维短，K值大，反之K值小。不加填料，K值小，加填料，K值大。,（5）沟纹案辊其结构与案辊一样，只是在辊表面开有一些沟纹。这些沟纹可以是环形的也可以是左右螺旋形的。一般沟宽36mm，深210mm.一般脱水量只有案辊的1/101/2，脱水较缓和，较适于高速纸机的成形区。使用沟纹案辊要注意的问题：同一台机的沟纹案辊是不能互换的；前、后案辊纹路不能在同一直线上；沟纹不能超过网宽。,2、案板（1）案板的结构及其参数结构：案板是固定的脱水元件。规则形案板结构如图。参数：前缘角。主要起刮水作用。一般4060。它的大小直接影响前缘的脱水效果和是否卡浆、挂浆。前缘顶端不要太锋利。一般低速机，大些；高速机，小些。,倾斜角（后角、楔角、脱水角）前缘角（前角）1前缘平面2倾斜面L1前缘平面长度L2倾斜面长度,前缘平面及其长度L1。一般L11015mm。当前缘平面与网接触时，起润湿作用，产生吸附力，使网与平面间形成一层水膜。这层水膜起封闭作用，使此后的倾斜面产生真空。前缘平面一般有两种形式，一是平面的，一是弧形的。倾斜角和斜面长度L2。二者对案板脱水特性有显著影响一般来说，增加倾斜角和倾斜长度就能增加脱水量，但与此同时也能增加脉动强度。、L2与下面一些因素有关：要求案板有一定脱水量，网部动力消耗又要小，则要提高，L2应减小。要求细小纤维、填料保留率高，则应减小，L2提高。要产生微湍流，应减小，但要注意脱水量会降低。高车速，应小些，一般13；低车速，应高些，一般2.54。同一台纸机，成形段小些，脱水段大些。成形段L2短些，脱水段L2长些。,（2）案板的脱水过程与机理过程：案板是固定的，网是运动的，当网到达板的前缘时，网下附着的水被刮下，网和纸页在前缘平面一段内，由于润湿的关系，产生吸附力，网与平面间形成薄水膜，使后面离开时与倾斜面形成楔形夹区处产生真空，使水不断脱出。机理：水由两部分脱除，前缘靠刮水，倾斜面利用压差和速差脱水。由于案板与网有速差，产生剪切力，存在湍流阻力，所以脱水速度较案辊低，造成的脉动也小。从脉动曲线图上可见：由于前缘角将附在网上的水刮掉，网与板接触处不再出现压力最高峰。案板真空抽吸区较长，真空度较小。,（3）真空案板结构：由普通的多组案板组成一个箱子，将箱子两端和底部密封，用接水腿或真空源造成真空。由于这种结构，就造成案板与低真空的混合脱水，并是持续脱水。由压力脉动曲线可见，压力脉动是连续的，因而脱水较缓和。一般置于案辊（板）与真空箱之间，作为过渡阶段，也可以说在案辊或案板脱水达到极限后，用它来进行半强制脱水。,（4）对三种脱水元件的概括比较三种脱水元件脱水的特点：案辊：脱水有压力高峰，真空抽吸大，脉动强度大。纸页经过每个案辊要经过一压一抽的脉动变化，因而细纤维流失大，纸的两面性大。脱水是间断的。案板：脱水无压力高峰，真空脱水区长，真空度较小，脱水较缓和，相邻两板脉动较靠近，脉动强度较小。真空案板：无压力高峰，混合、持续脱水，脱水缓和，脱水量较大。相邻案板脉动相连，在三者中脱水最缓和。案板比案辊具有的优点可调节脱水能力；脱水缓和，可以提高脱水能力；可提高纸质量。,3、网案振动目的：克服纤维再絮聚；降低纤维排列方向性；促进脱水，提高纸页匀度。形式：主要是采用偏心机构对纸机进行摇振。一般低车速、粘状浆，采用摇振装置效果明显；高车速、游离浆则作用不明显。摇振强度(频率)振幅/车速长纤维高粘状浆，采用大振幅，低振次；短纤维游离浆，采用小振幅，高振次。车速高，振次应相应提高。,（三）纸页高压差脱水此段由（湿真空箱）真空箱和伏辊组成。主要采用提高真空度的办法加强脱水。1、湿真空箱结构、原理与真空案板箱基本相同，一般用在高速纸机上。2、真空箱脱水作用是靠真空箱的抽吸，在纸页上下产生压力差，压缩纸页脱水。,mmHg真空度对不同干度纸页脱水量的影响,3、整饰辊（饰面辊）是一空心网辊，特殊的可在网上焊一些花纹，可使纸面产生暗纹。作用：起整饰作用，改善纸的匀度。改善纸的表面状况，增加表面结合强度。给一些特殊纸张以要求的水印。安装位置：一般安装在水线差不多要消失的位置。4、伏辊脱水可继续脱水至20左右的干度，同时提高紧度和湿纸强度，以利于引入压榨部。有普通伏辊和真空伏辊两类。,（四）网案结构1、网案型式各种纸机网案型式与作用基本类似，但由于纸种、纸料、车速等不同，就使脱水元件在网上排列组合方式不同。2、网案规格和网案出力（1）网案规格网案长度