打漿磨片材質(zhì)與齒型的優(yōu)化

袁 麟 蔣小軍

(1．沈陽(yáng)思特雷斯紙業(yè)有限責(zé)任公司，遼寧沈陽(yáng)，110027;2．南通華嚴(yán)鑄造有限公司，江蘇南通，226403)

打漿磨片材質(zhì)與齒型的優(yōu)化

袁 麟1蔣小軍2

(1．沈陽(yáng)思特雷斯紙業(yè)有限責(zé)任公司，遼寧沈陽(yáng)，110027;2．南通華嚴(yán)鑄造有限公司，江蘇南通，226403)

介紹了某紙業(yè)公司與南通華嚴(yán)磨片研究中心共同探索，優(yōu)化雙盤(pán)磨漿機(jī)磨片的齒型、材質(zhì)及打漿工藝的情況，優(yōu)化后，改善了纖維的結(jié)合力，成紙物理性能提高。

磨片材質(zhì);齒型;分絲帚化;打漿度

不銹鋼板襯墊紙及多金屬板帶用襯墊紙是一種應(yīng)用于金屬板帶行業(yè)的特種工業(yè)用紙，襯墊主要用在不銹鋼等金屬板帶之間以防止層間摩擦而造成劃痕，墊紙用來(lái)保護(hù)板材在制造、加工過(guò)程中不受高速運(yùn)轉(zhuǎn)、高張力、高溫、板材層間滑移等不利因素的影響，墊紙需具有耐熱、高強(qiáng)度、高平滑度等性能。原紙生產(chǎn)過(guò)程中，打漿應(yīng)選擇合適的打漿磨片，以達(dá)到抄造的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，提高纖維間結(jié)合強(qiáng)度和成紙的各項(xiàng)物理性能指標(biāo)［1］。下面簡(jiǎn)要介紹通過(guò)優(yōu)化磨片，改善打漿、提高成紙物理性能指標(biāo)和降低電耗的生產(chǎn)實(shí)踐，僅供同行參考。

1 打漿系統(tǒng)簡(jiǎn)介

某紙業(yè)公司進(jìn)口了3臺(tái)22寸 (550 mm)雙圓盤(pán)磨漿機(jī)和1臺(tái)JC-01錐形磨漿機(jī)，進(jìn)行串聯(lián)打漿。投產(chǎn)初期，盤(pán)磨機(jī)原配置為079/080型 (見(jiàn)圖1)、143/144型、541/542型及MF型磨片，先后使用過(guò)不銹鋼和高鉻合金材質(zhì)。不銹鋼磨片韌性較好，因材質(zhì)較軟，使用一段時(shí)間后磨損較快且齒面鈍化，出現(xiàn)磨損不均的鋸齒形狀和“蓬頭”現(xiàn)象 (見(jiàn)圖2);高鉻合金鑄鐵磨片耐磨性能好，但是抗沖擊性能較差，常出現(xiàn)意外斷齒現(xiàn)象 (見(jiàn)圖3)，影響打漿生產(chǎn)的連續(xù)性，且因磨損不均影響成漿質(zhì)量，并造成打漿電耗較高。為了進(jìn)一步改善漿料性能及提高成紙品質(zhì)，該紙業(yè)公司對(duì)磨片材質(zhì)和齒型進(jìn)行了優(yōu)化。

2 磨片材質(zhì)和齒形的優(yōu)化

2.1 磨片材質(zhì)的選擇

一些特種紙廠在打漿中采用表面粗糙的砂輪磨片或者玄武巖磨片，磨齒表面的粗粒或“微小磨齒”可以很好地促進(jìn)纖維的分絲帚化，但是因?yàn)閺?qiáng)度問(wèn)題使用受到一定限制。鑒于此，采用了表面帶粗粒的多元合金磨片。多元合金磨片的制備，首先是以Mo、Cr、Ni、WC、CBN等顆粒加入有機(jī)熔劑制備2．0～3．5 mm高的齒條粘結(jié)于鑄造型腔表面，進(jìn)行HT200鐵液高溫澆注，金屬液高溫作用使多元合金顆粒與基體金屬熔融滲透 (見(jiàn)圖4)，在磨齒表面制備形成具有較高抗沖擊性能及高抗磨性能的硬質(zhì)多元合金層，同時(shí)齒面具有一定粗粒與微孔隙，并保留了HT200基體力學(xué)性能與韌性。打漿過(guò)程中，磨齒粗粒與微孔隙增加了摩擦力，促進(jìn)了纖維的分絲帚化和纖維間的結(jié)合力。多元合金磨片經(jīng)過(guò)特殊處理具有較高硬度和抗沖擊韌性，杜絕了斷齒、不耐磨等制約生產(chǎn)的問(wèn)題，且消除了“鋸齒狀”磨損和“蓬頭”現(xiàn)象，大幅度提高了磨片的使用壽命，減少了停機(jī)更換磨片的幾率，為保證造紙各工段的正常運(yùn)行奠定了良好基礎(chǔ)，并降低了易損件的支出成本。

2.2 針對(duì)漿種選擇合適打漿方式

進(jìn)口針葉木漿打漿時(shí)不僅要充分分絲帚化而且要適當(dāng)?shù)厍袛啵m當(dāng)切斷的長(zhǎng)纖維更有利于兩端起毛帚化，并降低打漿電耗，因此需根據(jù)不同的原料和要求，設(shè)計(jì)與選擇適合不同漿種纖維打漿的磨片。通過(guò)研究磨漿機(jī)打漿機(jī)理，將“比刀緣負(fù)荷”及“比表面負(fù)荷”兩種理論有機(jī)結(jié)合，應(yīng)用到磨片設(shè)計(jì)中，有研究表明，后者較前者更具實(shí)際意義［2］。

2.3 磨片齒型優(yōu)化

通過(guò)對(duì)不同定量紙張的打漿指標(biāo)進(jìn)行分析，認(rèn)為磨齒的寬窄、溝槽深度、漿檔、傾角分布、粗磨區(qū)錐度，破碎區(qū)以及精磨區(qū)的分區(qū)比率和斜度大小是影響打漿機(jī)理的關(guān)鍵。借鑒其他廠家磨漿機(jī)的磨片優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，重新調(diào)整打漿能量分配曲線，第1臺(tái)盤(pán)磨選擇HY Cut fin切斷鰭550-E15#齒型磨片 (見(jiàn)圖5)，齒寬5 mm，溝寬6 mm，齒高9 mm，傾角5°，具有較高的打漿強(qiáng)度，能夠快速處理針葉木漿纖維;后級(jí)3臺(tái)盤(pán)磨均選擇HY Broom fin掃帚鰭550-L3#齒型磨片(見(jiàn)圖6)，齒寬4 mm，溝寬4．2mm，齒高7 mm，傾角24°，采用低強(qiáng)度打漿方式，降低打漿電流。

圖6 HY Broom fin掃帚鰭550-L3#齒型磨片示意圖

2.4 Cut fin切斷鰭550-E15#齒型特征與功能

為三分區(qū)設(shè)計(jì)，設(shè)置勻漿環(huán)，打漿強(qiáng)度高，有利于針葉木漿長(zhǎng)纖維勻度的快速提高，可通過(guò)開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)及電流設(shè)置來(lái)滿足不同濕重指標(biāo)的需求，不必刻意以降低漿濃度方式滿足降濕重的要求，與常規(guī)磨片相比，可消耗更少能量來(lái)提高打漿度或降低游離度。

表1 磨片優(yōu)化前后打漿參數(shù)與成紙性能對(duì)比

2.5 Broom fin掃帚鰭550-L3#齒型特征與功能

這是一款經(jīng)典的適宜于偏黏狀打漿磨片的改型磨片，設(shè)有漿檔的彎折齒，可以較快地提高打漿度。本次改造經(jīng)過(guò)計(jì)算，將齒溝寬比及齒高作了合理調(diào)整，結(jié)合“流變效應(yīng)”觀點(diǎn)［3］，在磨片齒紋沿外徑線速度最高區(qū)域增強(qiáng)“湍流”作用，避免了“生漿”直接甩出，使纖維在流體作用力和離心作用力條件下得到更充分的磨解，交匯角增大，纖維橫向切斷減弱，而分絲帚化現(xiàn)象得以加強(qiáng)。有效改善了纖維結(jié)合強(qiáng)度，相同打漿度條件下打漿電耗降低。

2.6 優(yōu)化前后比較

磨片優(yōu)化前后的打漿參數(shù)與成紙指標(biāo)對(duì)比及優(yōu)化前后的打漿電流變化分別見(jiàn)表1和表2。優(yōu)化磨片前的生產(chǎn)過(guò)程中，為了提高打漿度，必須加大磨漿功率，造成磨漿切斷作用過(guò)度，分絲帚化不足，磨漿間隙波動(dòng)大，增加了磨片直接碰撞的可能性，加之磨片材質(zhì)問(wèn)題導(dǎo)致出現(xiàn)斷齒、“鋸齒狀”磨損和“蓬頭”現(xiàn)象，也造成打漿電流波動(dòng)。打漿工段是造紙企業(yè)的耗電主體，磨片齒型和材質(zhì)優(yōu)化后，磨片磨損面較均勻平緩，減少了電流波動(dòng)，降低了打漿電耗 (見(jiàn)表2);纖維由原來(lái)過(guò)度切斷、基本無(wú)分絲帚化變?yōu)榍袛鄿p少、纖維表面起毛現(xiàn)象增加，在不耗費(fèi)更多電耗來(lái)提高打漿度的前提下，纖維分絲帚化與結(jié)合強(qiáng)度得

到進(jìn)一步提高，成紙物理性能也得到改善 (見(jiàn)表1)。

表2 磨片優(yōu)化前后打漿電流變化

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)磨片材質(zhì)和齒型的優(yōu)化和效果分析，充分證實(shí)了“比刀緣負(fù)荷理論”非孤立性及其與“比磨漿能量 (SRE)”及“流變效應(yīng)”的相關(guān)性，對(duì)特種紙打漿磨片的優(yōu)化提供了理論依據(jù)，并將磨漿元件的優(yōu)化理論應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)，在保證木漿纖維質(zhì)量、打漿效率和原紙物理性能的同時(shí)，大幅度降低電力消耗。

［1］ 王奇峰，黃所新，蔣小軍．優(yōu)化打漿磨片 改善闊葉木纖維品質(zhì)［J］．中國(guó)造紙學(xué)報(bào)，2009，24(增刊)：169．

［2］ 喬馬．吉．米路納．錐形磨漿機(jī)與盤(pán)磨機(jī)操作模式之比較［J］．紙和造紙，1998(2)：20．

［3］ 陳奇峰，陳克復(fù)，楊仁黨，等．三盤(pán)單動(dòng)盤(pán)磨機(jī)磨片結(jié)構(gòu)對(duì)紙漿纖維特性的影響［J］．中國(guó)造紙，2004，23(6)：12．

(責(zé)任編輯：趙旸宇)

Upgrading the Physical Strength of Metal Interleaving Paper by Optimizing Plate Material and Pattern of the Refiner

YUAN Lin1，*JIANG Xiao-jun2
(1．Shenyang Stainless Paper Co．，Ltd．，Shenyang，Liaoning Province，110027;2．Nantong Huayan Refiner Plate Co．，Ltd．，Nantong，Jiangsu Province，226403)
(*E-mail：13555772338@163．com)

This paper introduces the experience of optimizing the material，the plate pattern of the double disc refiner and refining technology to improve the bonding ability of the fibers therefore to upgrade the physical strength of the stainless steel interleaving paper．

refiner material;plate pattern;fibrillation;beating degree

TS761．2;TS734+．1

B

0254-508X(2011)03-0071-03

袁 麟先生，高級(jí)工程師;主要從事大中型紙機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化改造、新產(chǎn)品研發(fā)工作。

2010-11-30(修改稿)