裝飾原紙造紙機結構特征及運行參數

楊先忠 杜燦奎 蔣保平

(山東昌華造紙機械有限公司，山東聊城，252059)

2012年初，山東昌華造紙機械有限公司與國內某一大型特種紙生產集團公司簽訂了幅寬2640 mm、車速700 m/min裝飾原紙造紙機項目。該造紙機于2013年10月試車投產，試機運行車速450 m/min，生產定量80 g/m2的紙張，經過4個月的生產運轉，生產車速穩定在690 m/min，成品紙產量達180 t/d，最高運行車速為706 m/min，產品質量穩定，整機運行平穩。該造紙機無論從運行速度，還是從單機產量，均達到裝飾原紙生產線的國際先進水平，填補了國內空白。

裝飾原紙是一種以優質木漿和鈦白粉為主要原料、經特殊工藝加工而成的工業特種用紙，經印刷、三聚氰胺樹脂浸膠后，主要用于纖維板、刨花板等人造板的護面紙。

該裝飾原紙造紙機的主要技術參數為:產品定量60～100 g/m2(主定量80 g/m2);凈紙寬度2640 mm;流漿箱唇口寬3000 mm;工作車速580～700 m/min;設計車速800 m/min;產量212 t/d(車速700 m/min，定量80 g/m2，100%效率);裝機容量2547 kW(不含輔助傳動)。

該裝飾原紙造紙機的結構配置主要包括:流漿箱(水力式稀釋水漂片流漿箱，全不銹鋼焊接結構);網部 (聚脂成形網、脫水板系統，網案長度19000 mm);壓榨部 (606復合壓榨+正壓);干燥部 (由1個Φ1500 mm引紙缸、11個Φ1500 mm真空缸、39個Φ1800 mm烘缸組成，烘缸最大工作壓力0.8 MPa);壓光機 (采用四輥雙區軟壓光，軟輥為分區可控中高輥，硬輥為鐵輥，并采用循環油加熱輥面);卷紙機 (輥庫式全液壓自動卷紙機，采用鵝頸式無損紙自動換卷)。

根據國家標準及工藝要求，裝飾原紙的灰分為12%～50%，因此漿料中的填料含量在30%以上，填料的留著困難;濕紙幅的濕強度較低，造成引紙困難，抄造率低［1］。根據生產工藝要求及長期的生產經驗，紙幅濕端要緩慢干燥，干端應快速干燥，以保證成紙質量。為解決以上問題，在造紙機的網部、壓榨部及干燥部均進行一些特殊設計及配置，以滿足生產需要。

本文主要介紹了幅寬2640 mm、車速700 m/min裝飾原紙造紙機的網部、壓榨部及干燥部的主要結構特點及運行情況，供設計和使用同類配置機型的同行參考。

圖1 網部結構示意圖

1 網部

該造紙機網部為聚脂成形網、脫水板等靜止脫水元件成形系統。網部的結構示意圖如圖1所示。網部脫水元件配置為:1+4片式成形板 (1套);5片式脫水板 (5套);水腿式濕吸箱 (4套);真空濕吸箱(1套雙室);真空吸水箱 (6套，單、雙、三室各2套)。

網部其他部件主要由網案臺架、走臺、白水盤、導網輥、胸輥、真空伏輥、驅網輥、飾面輥、刮刀等組成。為適應漿料特點及滿足成紙要求，筆者在網部的設計過程中，對網部的配置做了一些特殊設計，并吸取了一些國內外先進的設計經驗，優化到該網部中，如采用了多室真空箱裝置、恒張力測控裝置、無后座力搖振裝置等。

根據工藝要求，漿料中長纖維的含量較少，短纖維較多，濾水性差，脫水較難;且填料含量在30%以上，為保證成紙中灰分要求，網部應緩慢脫水，以提高漿料的單程留著率，保證成紙質量;又因該造紙機車速較高，為保證紙幅出網部的干度，故該造紙機網案較長，且配置了較多的真空脫水元件，各真空室之間保持合適的真空梯度，且最高真空度不大于35 kPa，采用長時間、“低”真空的脫水方式完成網部的成形，防止細小纖維及填料隨白水流走。

該造紙機網部真空箱采用了多室結構，即1個雙室濕吸箱，2個雙室真空箱和2個三室真空箱。采用多室真空箱，不僅增加了箱體剛度，減少了箱體的變形，且同一個箱體可采用不同的真空度，各室之間真空度沒有損失，紙幅中的水分不會因通過各真空段真空消失而重新分布，可使同樣真空度下脫水增加，提高了紙幅干度。在達到同樣紙幅干度下，真空動力消耗及網部動力消耗大大降低。

該造紙機網部功率配備為:真空伏輥200 kW，驅網輥250 kW。在690 m/min車速下，紙幅出真空伏輥的干度為18.5%～20%，網部動力負荷為70%左右。

成形網運行張力一般控制在5～6 kN/m，若張力過小，成形網在各驅動點摩擦力減小，不能帶動其他各輥筒正常運轉，無法進行生產;若張力過大，不僅降低網子的使用壽命，而且使輥筒撓度增加，軸頭受力增加，易造成輥體、軸頭斷裂，引發各種生產事故［2］。為保持成形網一定的張力，網部配有ABB張力傳感器，傳感器根據成形網的張力，發出相應的電信號，電信號通過造紙機PLC控制系統反饋到網部的電動張緊器，使其電機正轉或反轉，從而放松或張緊成形網，使成形網的張力保持在一個恒定的值。采用恒張力測控裝置，不僅可保持成形網的張力恒定、精確，還可“實時監控”。該裝置既保證了網部的正常運轉，且能延長成形網的使用壽命，減少網部各種輥筒的損害。

為改善紙張勻度，網部設有搖振裝置及飾面輥。搖振裝置采用胸輥單點搖振，胸輥軸承采用靜壓滑動軸承，以提高胸輥運轉的穩定性及延長其使用壽命;搖振器為法國ABK無后座力搖振器，搖振振幅為0～25 mm，最高振次600次/min。搖振器采用2個變速伺服電機驅動，根據不同的車速進行振幅及頻率的調節;搖振器采用液壓減震系統，以減少對設備及廠房基礎的沖擊。

為減小紙幅的兩面差，設有飾面輥裝置，飾面輥直徑為2000 mm，可滿足高車速的要求。飾面輥裝置設有接水輥及刮刀，接水輥與飾面輥的相對位置可根據不同車速進行調節。飾面輥單獨設有傳動裝置，功率配備為15 kW。

當造紙機車速為690 m/min，紙種定量為80 g/m2時，網部各真空點真空度為:水腿濕吸箱2～4 kPa;低真空濕吸箱6～8 kPa;真空吸水箱10～28 kPa;真空伏輥低真空室32 kPa;真空伏輥高真空室55 kPa。

2 壓榨部

該部由606復合壓榨及一道正壓榨組成，共有3個壓區。壓榨部結構如圖2所示，其主要部件參數為:真空吸移壓榨輥 (Φ850 mm×3420 mm，三室雙吸口，輥體為不銹鋼，最大吸寬3150 mm，最小吸寬2750 mm);中心石輥 (Φ1050 mm×3250 mm，輥體材料為HT250，表面噴涂陶瓷);二壓上膠輥(Φ850 mm×3250 mm，鑄鐵輥掛膠20 mm，輥面鉆有Φ3 mm盲孔，開孔率約24%);真空吸移輥(Φ600 mm×3250 mm，單室無傳動，真空抽口在傳動軸上，吸口寬為80 mm，輥體材料為不銹鋼包膠，最大吸寬3000 mm，最小吸寬2800 mm);正壓石輥 (Φ1050 mm×3250 mm，輥體材料為HT250，表面噴涂陶瓷);正壓下輥 (Φ850 mm×3250 mm，鑄鐵輥掛膠20 mm，輥面鉆有Φ3 mm盲孔，開孔率約24%)。

圖2 壓榨部結構示意圖

各壓區的加壓、抬輥均采用液壓裝置，備有液壓站及控制系統。采用液壓系統，充分利用其結構緊湊、壓力傳遞平穩可靠、自潤性好、能頻繁換向、容易實現自動化控制等優勢。各道壓榨設計線壓力、使用線壓力見表1。

表1 各壓區設計線壓力和使用線壓力 kN/m

采用606復合壓榨，不僅縮短了造紙機壓榨部縱向空間的需要，而且降低了設備投資費用，更重要的是因成紙灰分較高及漿料中長纖維較少，造成紙幅濕強度較低，606復合壓榨實現了封閉引紙，消除了濕紙幅在壓榨部無承托的行程，解決了紙幅斷頭問題，提高了造紙機的抄造率。

為使濕強度較低的紙幅也能在較高車速下安全地通過壓榨部，正壓前導毯輥采用單室真空吸移輥，且吸移輥與正壓區之間的毛毯下方設有引紙箱，引紙箱采用吹風式。一方面，高速氣流阻止空氣從毛毯下方進入毛毯與紙幅之間;另一方面，高速氣流使毛毯下方形成負壓，從而排出毛毯與紙幅之間的空氣，使紙幅緊貼毛毯進入正壓區，避免因毛毯高速運轉帶入空氣而使紙幅形成紙病。利用真空吸移輥及吹風引紙箱，順利地解決了紙幅高速從復合壓榨至正壓榨的開式引紙問題，大大減少了壓榨部的斷紙，減少了壓榨部損紙量，提高了造紙機的運行效率。

該造紙機壓榨部功率配備為:真空吸移壓榨輥250 kW，真空壓榨下輥200 kW，正壓下輥200 kW，正壓上輥75 kW。當該造紙機車速為690 m/min，生產紙種定量為80 g/m2時，3個壓區的實際線壓力分別為60 kN/m、85 kN/m、112 kN/m;實測紙幅出壓榨部干度為45%～47%，壓榨部動力負荷為65%左右。壓榨部各真空點真空度為:真空壓榨低真空室35 kPa;真空壓榨高真空室58 kPa;真空吸移34 kPa;真空吸水箱42 kPa。

3 干燥部

干燥部主要由烘缸裝置、機架、導毯輥、干網張緊、校正裝置、引紙繩裝置、烘缸刮刀、引紙輥、走臺、引紙割刀等組成。為滿足裝飾原紙高速生產的要求，干燥部采用了單毯缸、無繩引紙系統及導輥傳動等新結構、新技術。

干燥部配有39個Φ1800 mm烘缸。根據長期的生產經驗及生產工藝要求，紙幅濕端要緩慢干燥，干端應快速干燥，以保證成紙質量。為滿足生產所需的干燥曲線，設計時，把前干燥部烘缸最高工作壓力定為0.5 MPa，后干燥部烘缸最高工作壓力為0.8 MPa。為減少前干燥部紙幅斷頭，前干燥部為單掛毯結構，設有1個Φ1500 mm引紙缸及11個Φ1500 mm真空缸，后干燥部為雙毯結構。

紙幅從壓榨部進入干燥部采用上缸引紙，設有Ф1500 mm引紙缸。由于濕紙幅強度較低，為了防止紙幅的斷頭和抖動，引紙缸前配有真空引紙箱，引紙箱產生負壓，使紙幅緊貼著干網順利進入干燥部。

圖3 干燥部結構示意圖

前3組烘缸采用單毯布置，即上下烘缸共用一條干網，干網承托著紙幅，使紙幅在封閉的狀態下運行，以減少紙幅的抖動、斷紙。下排VAC缸表面車出4 mm×5 mm(深×寬)的溝槽，溝槽中鉆有Φ4.3 mm通孔，利用抽風系統形成的負壓使紙幅緊貼在干網的外側，上下烘缸之間設有吹風式穩紙器，高速氣流使紙幅與干網之間形成負壓，同樣使紙幅緊貼干網，防止紙幅抖動，減少紙幅的斷頭。其余烘缸均為雙毯結構。

為提高干燥部的引紙效率，烘缸之間采用了無繩引紙系統。無繩引紙系統包括吹風管、導流板及電氣控制系統，控制系統可根據不同車速、不同定量來設定氣流延時長短、氣流大小;整個系統結構簡單、維護方便，且大大提高了干燥部引紙的自動化程度，省去了傳統引紙繩裝置的設備維護、更換引紙繩的停機時間，提高了造紙機的開機率，降低了設備運行費用。

該造紙機烘缸傳動采用了全新的傳動方式——無齒箱傳動，即單毯缸采用VAC缸及導輥為傳動點，雙毯缸全部采用導輥為傳動點，VAC缸或導輥直接與傳動萬向軸連接，去除了傳統傳動機架的齒箱結構，傳動點的布置 (局部)如圖3所示。采用導輥傳動，不僅使干燥部傳動側機架的結構變得簡單，便于安裝及維護，也節約了設備投資、降低了成本，而且使傳動側通風效果得到很好的改善，使傳動側與操作側的紙幅干燥速率更趨于一致，提高了產品質量，降低了噸紙耗汽量，同時消除了由于齒輪高速運轉而帶來的噪音，使干燥部的運轉更加平穩，大大改善了車間工作環境。

單毯缸每組設3個傳動點、2個VAC缸、1個導輥;雙毯缸每組設4個導輥為傳動點，根據每組烘缸數量及傳動點位置的不同，傳動功率分別為18.5 kW、22 kW、37 kW。當造紙機車速為690 m/min，生產紙種定量為80 g/m2時，干燥部動力負荷為45%～56%。

4 結語

606復合壓榨中的真空吸移壓榨輥傳動側帶有傳動齒箱，最初齒箱內齒輪的潤滑方式為油池潤滑，由于轉速高，產生的熱量大，且不能及時散發，齒箱發熱嚴重，齒輪熱疲勞磨損，后改為稀油循環潤滑，解決了這個問題。干燥部采用了無齒箱傳動，在停機時，由于沒有齒輪副的阻尼作用，在烘缸的慣性下，烘缸靜止下來的時間大大增加。

根據造紙機的運行情況，該造紙機基本滿足裝飾原紙的生產及工藝要求，再經過一段時間的運轉，對發現的新問題做進一步優化、改進，在此基礎上取得的寶貴經驗，可使今后同類型造紙機的設計更加完善。

［1］ LIU Rui-heng，FU Shi-yu．The Properties of Decorating Base Paper and Production Control［J］．Shanghai Paper Making，2007，38(5):18．劉瑞恒，付時雨．裝飾原紙質量的影響因素及生產工藝控制［J］．上海造紙，2007，38(5):18．

［2］ DU Can-kui，LI Hong-jun，TIAN Hong-feng．3400/400 Structure Characteristics of Multi-ply Board Papermachine Wire Section［J］．China Pulp ＆ paper，2004，23(6):67．杜燦奎，李紅軍，田洪峰．3400/400四疊網多缸紙板機網部結構特征［J］．中國造紙，2004，23(6):67． CPP