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流浆箱


流浆箱 流浆箱(headbox)——是现代纸机的关键部位。其结构和性能对纸页的形 流浆箱 成和纸张的质量具有决定性作用。 其主要任务: 1、能有效的分散纤维。高湍动流浆箱能产生高强度微湍动,可有效的分散 纤维,防止纤维沉淀和在絮聚,可有效的提高纸页的强度。 2、沿纸机横向均匀的分布纸料。(决定纸幅的横向定量分布) 3、喷浆稳定,确保浆速与网速相协调。(决定纸幅的纵向定量分布) 分类 1、敞开式流浆箱 2、气垫式流浆箱 3、水力式流浆箱 气垫式流浆箱控制原理 总压头控制 在气垫式流浆箱中,P=P’+H,其中,P 为总压头,P’为气垫压力,H 为浆位。 通过改变 P’来稳定 H,总压头控制着流浆箱的喷浆速度,它由上浆泵的转速来 调节,总压头的稳定与否对纸张纵向定量有较大的影响,必须保证总压控制回 路工作在最佳状态。 1) 压 总压头检测:利用智能压力变送器 PIC—101~103 检测总 头,PIC—101~103 安装在流浆箱操作侧两匀浆辊中间的侧墙上。

压.力变送器的测量范围为 0~40KPa(可根据实际情况进行调整),输出电信号 为 4~20mA DC。 2) 总压头设定:总压头设定值 Ps 有两种设定方法,一是在总压头调节器上直接 设定(给定值);二是在工控机上输入网速 w 和浆网速比 αs,计算机根据公式 Ps=K×(αs×W)2 计算确定,通过通信接口送给总压头调节器。 3) 总压头控制:计算机根据总压头的设定值、实测值及总压头与浆位之间的

耦合关系,经过相应的控制处理后,给出控制信号(4~20mA DC),通过上浆泵 变频器控制上浆泵的转速,若总压头的实际值低于给定值,则增大上浆泵的转 速,反之,则减小上浆泵的转速,直至总压头达到设定值。上浆泵也可手动控 制,即在人机界面上将对变频器的输出置于“手动”位置,直接控制上浆泵的 转速。 4) 浆速/网速比控制:纸页在纵横方向的组成是否一致,与纸浆在流浆箱唇

口的喷浆速度和网速的关系十分密切,而流浆箱总压又决定了纸浆的喷浆速度, 其关系为 α=J/W=60√2gP/V 其中 P 为总压头,W 为网速,α 为浆速网速比, 在实际使用时,由于唇板开流浆箱形状等各不相同,α 的设定值 αs 值亦不相 同,因 此需要根据实际情况来如以确定,在没有浆网速比控 制的设备上,一 般都通过人工计算列出对照表,操作工根据不同车速手动调节总压头设定值。 在本系统中,总 压可自动跟随车速变化(配备网速输入模块),而且通 过键盘 输入,可容易地改变 αs 值以适应工艺的要求;同时又给出了不同浆网速比条 件下的总压—网速对照表,供操作者查询。

5)

正常运行:系统运行时,计算机会自动控制上浆泵的转速,保证总压头

的实际值在其给定值附近允许的范围内变化。 2.浆位控制 在双匀浆辊气垫式流浆箱中,浆位控制回路是总压控制回路中的一个中间环节, 在总压调节过程中,会使浆位产生不断的波动,这就要依靠浆位调节回路不断 进行调整,使液位稳定在一定的高度上。 1) 浆位检测:利用差压式液位变送器 LT—101~103 检测

浆位,其法兰部安装在流浆箱底部外侧。低压侧通过导引管安装在流浆箱上部 的外侧,根据其差压测定浆位高度。 2)浆位设置:根据实际要求设置在 0.43 米 3) 浆位控制:计算机根据浆位的设定值、实测值及浆位

于总压头之间的耦合关系, 经过相应的控制处理后, 给出控制信号 (4~20mA DC) , 通过风机变频器控制罗茨风机的鼓风量。若浆位偏低则减少风量,反之,若浆 位偏高则增加风量,直到液位达到设定值为止。风机速度也可在人机界面上设 置成手动状态,由手动确定其转速。此功能在调试时可加以利用。 4) 许 正常运行:理想的浆位调节,应使浆位的波动在允 的范围内,既要确保浆面的浮浆和气泡通过溢流槽 全部溢

流,又要使浆位调节对总压头的影响为最小。 3.总压、浆位解耦控制

由于在总压调节时会影响浆位,而在浆位调节时又会影响总压,若处理不当会 引起振荡,或持续性的波动,会严重影响抄纸质量。在本系统中,采用了自行 开发的解耦技术,完善的解决了总压—浆位耦合的问题。 本系统除具有上述主要功能外,还具有测量参数,设置参数,控制参数等实时 彩色图形显示,历史数据存贮,在线操作指导,联网传输信息,组成车间管理 系统等功能。 纸业资讯—纸业基本知识(纸张匀度调整) 纸业资讯—纸业基本知识(纸张匀度调整) 0 匀度的定义 1 纸张匀度重要性 2 不良匀度现象的分类及其成因 3 匀度的评价方法 4 匀度的调整方法及措施 5 过程方法的评价 定义 匀度,定义为对着光线时可见到的外观。匀度实际上是纤维组织的均匀程度的 外在表现,主要是纸页中絮聚块的大小、清晰度及其分布状况。 如何提高匀度 一、匀度的重要性

纸张匀度是人的第一感官指标,匀度不仅影响纸张美学价值,而且还可影响纸 张的物理和光学性能,是纸张质量中最基础、最重要的指标之一;几乎所有纸 张质量指标都与匀度密切相连;不仅如此,匀度还被誉为产品赢得市场和用户 的“公关小姐”;更有甚者,有人把匀度比作“造纸企业的脸”。故此纸张匀 度是业界研究最多,探讨最广泛的课题,尽管如此,在实际生产中匀度仍然是 波动最大、最难控制的质量指标之一。 二、不良匀度现象的分类及其成因 1 分类 通过透光观测把不良的匀度现象分为纤维团(浆疙瘩)、纤维组织脱节、浆道 子(水流或水柳)、云状组织(云彩花)、波状组织(波浪纹)等。 2 成因 1 纤维团成因 2 打浆不足,纤维长度越长越易絮聚,适宜的打浆度并辅之于别的措施改善 匀度。 1》上网浓度大,上网浓度的大小主要取决于纸种和唇板开口。实践证明 浓度越小越有利于纤维分散,掌握适宜的上网浓度(0.5-0.8%)。回用白水, 注意白水浓度的稳定;为避免腐浆的产生可加杀菌基剂,定期清理,不要考虑 浓度小脱水超载,一般情况下,其脱水能力只要不超过设计参数都是完全能达 到的。判断脱水超载的标志:其一,水线是否过长;其二,若有上伏辊看是否

沾满纸浆;其三,两点压榨之间的纸页需拉的更紧,才使平直运行不出褶子; 其四,毛布过早的脏污、压花等。 当纸料上网浓度太高,更往往表现为斑痕状的表面,也就是说在纸面上通过光 线的反射可以看见分布均匀的斑痕,如镀锌板表面的麻斑一样(提高水位)。 3 流浆箱隔板下底缝的大小不合适 其作用是浆料通过隔板提高流动的剪切 速率,有利于纤维分散。 4 匀浆辊不工作。 2 纤维组织脱节 许多横向长短不一的条状缝隙布满纸幅,缝隙处奖层较薄,透光性较强,成为 纸幅的薄弱环节,易导致断裂,产生原因往往是堰池液位高度不合适所致,经 验判断,先确定浆网速比,再确定液位(特别指出流浆箱压头,因流浆箱的差 别、流浆箱与胸辊成型板的相对位置而异,理论压头必须根据每个机台具体情 况而定)。 三、 浆道子 1 释水量过大 网面浆流不稳定,相互冲击形成。 2 案辊不圆或弯曲,使网子抖动;案板局部磨损导致脱水不一致而使网面浆流 不稳。 3 成型网松弛。 过低过高都可能导致浆道子出现, 生产中根据经验调整。 4 成型板位置不适宜,

5 唇板变形导致喷射浆流不稳定,相互冲击形成。 4 云状组织 云状组织指成堆的纤维如云彩那样朵朵地分布于纸页中,使纸面厚薄不一,透 光不匀,常因水量过大而形成,即纸料冲坏已沉积成形的纤维组织形成的。若 车速低,振幅大,振次慢易形成。适当减小唇板开口降低液位提高上网浓度, 可使之减轻或消除。 5 波状组织 浆速过快,网上的浆流向前翻滚形成。 6 匀度的评价方法 界定匀度的最好方法是借助仪器,此类仪器通过絮聚块的间距或絮聚块的直径 来评价匀度。但评价匀度主要依赖视觉印象,但因人而异可能出现偏差,一般 借助匀度检测仪获得较一致的评价。 四、提高匀度的方法和措施 1 调整匀度的方法 调整匀度的方法一般采取对症下药式,如果对不良匀度的现象和成因判断没有 把握往往采取过程方法式调整匀度。本文以过程为导向结合不同种类匀度的成 因介绍提高匀度的措施。 2 提高匀度的措施

纸料方面 1 纸料方面 1.1 浆种的影响 根据不同纸种选择适宜的浆种和纤维配比对改善匀度是十分必要的。一般情 况下纤维越长越容易絮聚,越不利于形成组织均一的纸张,在满足要求的情况 下,应降低长纤维用量,增加短纤维用量有利于提高纸张匀度。根据浆料的性 质和生产经验除长纤维不利于提高匀度外,竹浆特别易絮聚且不易再次分散不 利于抄造匀度要求较高的纸张;二次纤维即干损纸用量过大成纸匀度不好。 1.2 打浆的影响 纤维帚化越好越有利于保护纤维长度和纤维均匀交织,越不利于纤维分散,故 在长纤维打浆时不仅要充分帚化而且要适宜的切断,根据试验得知木浆叩解度 在 30—400SR 之间有一个絮聚区,故叩解度一般要么低于 30 0SR,要么高于 400SR,生产中根据不同纸种灵活掌握;干损纸浆则要充分疏解,从有利于匀度 的角度可适当提高一些叩解度,但视情况而定,一般掌握没有损纸片即可。 1.3 浆料混合的影响 无论间歇配浆还是连续配浆,各种浆料配伍时必须力求混合均匀,如果有条件 混合合浆后再次经疏磨精整有利于提高纤维均匀分散的程度,混浆时必须确保 各组分配伍稳定,避免因浆料配比不稳对匀度的影响。 1.4 浆料匀整设备的影响

生产中注意搅拌器等匀浆设备是否能保证配浆合浆过程式各组分充分,同时检 查推进器能否使混合池或抄前池浆料充分湍动以使各组分均匀混合。 1.5 调浓设备的影响 生产中调浓仪表是确保配比稳定的关键,其一要求调浓白水压力稳定,白水浓 度稳定;其二要求各仪表工作正常。 1.6 添加剂的影响 生产中加入的湿强剂、助留剂、助滤剂、固着剂等都有利于促进纤维之间或纤 维与其它辅料之间的结合,特别是助留剂、助留剂更有利于纸料组分的絮聚, 故此生产中必须确保其加入量稳定,配比适宜。 1.7 纸料中气泡的影响 纸料中大量溶解和非溶解空气的存在不仅有碍于纸料脱水,而且阻碍了纤维的 均匀交织,故生产中往往通过流送系统架装除气器并通过压力筛和除砂器排气, 有时通过在系统中加入消泡剂或除气剂进行消泡以减少纸料中空气的影响。 2 上网浓度 纤维浓度越大,絮聚时间越短,为确保良好的纸页匀度(浓度小流送系统净化 效果也较好),生产中一般把上网浓度控制在 55g/m2 以下克重,其上网浓度控 制在 0.5%以下,55—100 g/m2 其上网浓度一般为定量的万分数减去 0.005 所 得的数值,例如 80 g/m2 时上网浓度为 0.75%。 3 流浆箱及成型板的调整

流浆箱整流元件,及液位控制(浆网速比),唇板开口大小,喷射角及着网点、 成型板相对位置对成纸匀度有着重要影响,是最实用经济的调整方式。 1 低速纸机通过调整匀浆辊转速 15—20r/min,以及调整流浆箱隔板缝隙 15-30mm(低于 200m/min),以保证流浆箱前后腔液位差 5—7cm 等整流元件减 少纤维絮聚。 2 流浆箱压头,应遵循理论和生产实践具体掌握,生产中一般比理值稍低一 点有利于提高匀度,流浆箱液位的计算公式: 浆网速比 2×车速 2 流浆箱液位= 流浆箱液位=——————————————— 2g×车网速比 2×堰板系数 2 g×车网速比 . 即 0.972× 0.972×车速 2

流浆箱液位=——————————————=1.581×10-5×车速 2 流浆箱液位=——————————————=1.581×102×3600×9.81×1.022×0.92 ×3600×9.81×1.022×0.92

2 唇板开口的大小不仅关系上网浓度,生产中一般按下述公式计算: (1+漏损系数) 纸张干度×车网速比× 纸张横向伸缩率) (1+漏损系数) ×纸张干度×车网速比×(1-纸张横向伸缩率)×定量 漏损系数

堰板开口= 堰板开口=———————————————————————————— 纸料密度×浆网速比× 纸料密度×浆网速比×上网浓度

即 ×95% 1.02× 2.8%) %)× (1+0.53) ×95%×1.02×(1-2.8%)×定量 堰板开口=——————————————————=0.00148×定量/ 堰板开口=——————————————————=0.00148×定量/上网浓 度 1000×0.97×上网浓度 1000×0.97×上网浓度 ×0.97×

生产调整时一般掌握稍低于理论值有利于匀度的提高。 3 适当增大流浆箱喷淋水量可降低上网浓度,利于匀度提高。 4 注意流浆箱唇口的清理,防止局部粘连腐浆造成布浆不匀形成混流影响匀 度。 5 流浆箱唇口的变形或局部挂浆等都可能导致混流影响匀度,生产中注意防 止。 6 纸料从唇口喷射上网,其喷射角的大小决定着纸料的原始成形条件,对纸 料初期脱水、单程留着率、网印、纤维分布、剥离、乃至纸页匀度都有重要影 响。浆流应以较小的喷射角平缓的成型板的前缘,喷射角大成形压力高,胸辊

的干扰很大,倾向于成纸高网印、低留着率、难剥离以及易形成浆道子;横向 射流角度和位置的不均一可导致纸质差异增大。 7 喷射后的浆料的着网点一般落到成形板前缘 1/3 处,浆喷于成形板于胸辊 之间,成形快,浆面平,成纸网印重,浆喷于成形板上易形成一条条纵向的凸 起浆流,如相互冲击,便有出现浆道子的危险。在低速纸机的实际生产中要使 喷射角和着网点调整到最佳位置十分困难,所以出现了可调的下唇板或为减缓 脱水而在紧贴下唇板横幅均匀装一条唇布。 8 成形板形状和相对位置对纸页匀度影响也十分显著。成形板前端一般略低 于成型网 1.5-3.0mm 过低滤水快,易产生跳浆,过高不利于浆料平稳脱水且对 成型网磨损严重。成形板前端边缘厚度 浆温>45℃时 1.0-1.5mm,<40℃时应

为 0.75mm,后面板条则以 60°角贴着成形网以利于脱水。 4 摇振的调整 掌握恰当的振幅和振次关系,(震动越大,滤水越快,增加振动能量能破坏还 处于悬浮状态的纤维絮聚,从而改善匀度,粘状浆大振幅低振次游离状浆则采 用小振幅高振次。一般情况下摇振装置对匀度的改善作用取决于振动强度,振 动强度大小可按下式计算: 振动强度=振幅× 2/车速 振动强度=振幅×振次 2/车速 生产经验表明当振动强度低于 250 时对改善匀度意义不大,例如,当车速 150m/min,振幅 1cm 时,要使振动强度大于 250,则计算后的振次至少要 194 次 /min 以上,实践和上述关系式同时证明振幅对振动强度的改善远不如振次效果

显著。但我们必须清楚但纤维较短振幅如果太大不仅不利于提高匀度,而且有 可能导致交织好的纤维重新被破坏导致匀度下降,同时生产中由于振动设备强 度性能的限制,其振次一般不会太高,最高不超 350 次/min。 案辊、案板、 5 案辊、案板、挡水板的调整 1 生产中,初期脱水的几个案辊一般装成沟纹辊,以延缓脱水利于成型,同 时初期案辊(一般 3 根左右)振动和适量的甩水有利于改善匀度。从第四个案 辊装挡水板防止前一个案辊甩出的水进入后一个案辊的入口处,继而从成型网 于案辊的夹缝间向上挤过成型网使底面产生蠕动的条痕破坏匀度。 2 案板从脱水初期至状况吸水箱其与网面的接触承托面一般 1.5cm 左右,但 其楔形区与网面夹角的大小 (从 10 至 50) 和楔形区长度是逐渐加大的 (从 4—6cm 左右)。 6 水线位置的控制 在确保湿纸页出网干度(一般 18—22%,低于 18%湿强度低易断纸且后续脱水 负荷重,高于 22%,在单网脱水的情况下一般达不到,即便达到了也由于动耗 过大而不经济)的情况下,为提高匀度,往往通过减缓初期脱水把水线尽可能 放长些,以利于摇振等装置更好发挥作用,提高纸页匀度。 7 蒸汽管的应用 在出来网前箱 2—3m 的浆面上,横幅架一个蒸汽管(其距网面高度 5—10cm,蒸 汽喷孔直径 1.5mm、间距 2cm 左右,且进汽端装一个疏水装置避免汽管凝水低于

浆面破坏浆层),调整适当的进汽压力不仅消除气泡便于成型而且有利于破处 纤维絮聚团形成组织优良的纸页。 8 塑料薄膜垫的应用 在水线消失前 1.5—3m 的浆面上,横幅架装一道或多道双层塑料薄膜垫不仅可 消除纸料组织中的气泡,而且由于其对成型面的封闭作用,使絮聚在一起的纤 维团分散重新交织进而改善匀度。注意塑料薄膜垫应选用厚度 0.13—0.15mm 的 塑料薄膜,往钢管折叠缠绕时注意整幅要有一个均匀的弧度以保证横幅均与接 触整饰浆面;同时其与网面的接触角要适宜,避免角度过大效果不明显或过小 严重破坏纤维组织造成积浆形成纸病或断纸;其它还要注意周期性清理和薄膜 老化后及时更换,以免薄膜挂浆或积浆后形成纸病或造成断纸。 9 整饰辊的应用 由于整饰辊对纤维絮聚团的破坏和对纸层的“闭合”作用使得纤维的交织显得 格外均匀,起到改善匀度的作用,其使用中应注意: 1 幅面网目数因不同浆料性质和不同纸种差别较大,如果选择不当则可能 导致网面粘浆或纸页压出网印,一般薄页纸 60—80 目,高定量和草浆纸 32-40 目,全木浆纸种 45—60 目。生产中如果粘带甩水加剧,可适当换目数更低。 2 整饰辊压网深度(对网水平面来讲)一般 2—3mm,压网宽度 50—80mm。 3 整饰辊安装于真空箱中间,一般其前至少两个真空吸湿箱,以调整所整饰 纸层的干度,其后真空箱有足够的真空度保证脱水能力。

4 整饰辊分被动和主动两种形式,被动辊一般装于低速老式纸机上,靠网的 拖动,速度慢于网速;在速度较高或新投产的纸机一般采用主动辊(待传动), 其良好的整饰作用往往是辊速大于网速 1—8%。 5 整饰辊整饰效果一般掌握在 2.5—6%,浓度越小整饰效果越好,浓度越大 整饰效果越差,生产中一般根据粘浆和甩水的情况确定整饰干度即水线位置。 6 为了减少网面粘浆,可采取网内外高压针刺洗涤,或采用压缩空气周期吹 洗网面,有些厂家在低速被动辊上采用整个横幅上搭装一条宽 40—60cm 的湿润 毛布条,减少网面粘浆现象。 7 注意安装或调整使用好整饰辊内的蒸汽管(蒸汽管角度,蒸汽压力),以 消除气泡和降低纸料粘度减少粘浆现象。 8 为防止整饰辊甩水形成气泡或雨点等纸病,除采取蒸汽消泡外,有时在整 饰辊出口架装两道塑料薄膜垫。 往往在周期停机时 9 为清除覆面网结垢和网孔中的纸料减少粘浆甩水现象, 对其进行酸洗或碱洗(碱洗温度 80—95℃),洗涤时注意横幅喷淋均一,避免 形成匀度条痕。同时注意酸碱的浓度不要超过 10%,以免损伤网面;同时注意 清洗整饰辊内网栅的干浆,以免其掉下影响整饰效果或引起纸病。 顶网(夹网或叠网) 10 顶网(夹网或叠网)的应用 在中高速纸机上架装顶网不仅可提高网部脱水,而且其网面的闭合破坏作用对 改善纸页匀度非常有利。

11 唇布的应用 由于在低速纸机的实际生产中要使喷射角和着网点调整到最佳位置十分困难, 所以常在紧贴下唇板横幅均匀装一条唇布,减缓初期脱水。目前使用唇布的纸 机越来越少,经验证实唇布的使用有利于改善匀度。使用唇布的注意事项有以 下几点: 1 唇布横幅必须能保持在自重状态下,沿纸机横幅均匀一致不能皱褶,并 不受车速摇振等因素的影响。 2 唇布的长度视浆种和着网点的情况而定。 3 使用中注意唇布的粘浆的清理。 五、过程方法的评价 纸张生产是诸多环节紧密相连的流水性作业, 质量管理错综复杂, 9000:2000 ISO 质量管理体系把每个环节及各环节的组合和相互作用采用“过程方法”进行连 续控制,获得了用户满意的产品,促进了产品质量的改进和提高。可从过程控 制的角度归纳解决改善匀度的措施,希望对低速长网纸机改善成纸匀度有所帮 助。 大家知道,纸张湿法成形不是单根纤维与其它组分的罗列,而是纸料絮聚体的 再分布,由此匀度被定义为纤维组织的均匀程度或纸张不透明性的均一程度, 展开来讲匀度是指纸料絮聚体的大小、絮聚体间的距离、絮聚体分布的均匀状 况以及絮聚体的遭到的损伤。过程方法是 ISO9000:2000 质量管理体系所倡导的 解决问题的系统方法,如果我们把改善抄纸匀度看作一个过程,此过程是有许

多小过程的集合组成,只有从影响每一个小过程因素入手,逐步采取行之有效 的预防和纠正措施,就能很好的把纸张匀度做好。 相关信息请登录中纸在线纸业资讯 www.zzol360.com 查看 流浆箱的作用及要求 流浆箱是造纸机的关键部位,它既影响纸机的车速,又影响纸张的质量。因而 它也是现代纸机上发展最快的部件之一,它又被称为“造纸机的心脏”。随着 纸机车速的提高,浆料从流浆箱喷出到在网上定型的时间缩短至几分之一秒甚 至十几分之一秒,在这样短暂的时间内,要求成纸的横幅定量沿纸幅全宽均匀 一致,抄出匀度良好的纸页,如果没有良好的流浆箱,正常生产出优质的纸张 是难以实现的。

流浆箱的作用及要求主要体现在以下几个方面

1、向纸机网布均匀地分布纸料

纸料沿布浆器向流浆箱均布后,沿纸机纵向上网,为保证成纸的一致性, 要求纸料喷至网上时既要沿纸机横向均匀一致,又要沿纸机纵向稳定一致。而 这种一致性还包括纸料上网的浓度、速率、流量、压力和湍动程度等方面。 2、能良好地分散纤维

为保证纸张有良好的匀度,上网纸料必须得到良好的分散,我们已经分析 了使纸料中的纤维均匀分散的措施,即得到理想的纸料流动状态——高强微湍 动。所有的流浆箱都包括整流元件,旨在形成这种良好的纤维上网状态。 3、提供适宜的上网浆速 造纸机因装备水平、使用的浆种、打浆度及生产的纸种不同,抄纸时造纸 机的车速也各不相同,这就要求上网纸料的速率与纸机网部的运行速率相适应。 另外,流浆箱必须能使上网浆速稳定,而且浆速便于调节和控制。 4、其它要求 流道光滑,浆流顺畅,不挂浆也便于清洗,以最大限度地防止浮浆和腐浆 的产生。流浆箱应具备良好的尺寸稳定性,能及时排出纸料中的气泡、轻浮杂 质、重杂质。此外,流浆箱还应与喷浆上网结构相结合,优势互补,形成结构 简单,站地面积小,投资省,效果好等新型上网结构。


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