纸的抄造（一）,纸页的成型与脱水,1.概述 网部的任务：脱水，形成湿纸页。网部脱水量占纸机总脱水量的90以上。 结合水与自由水：结合水指与纤维内外表面的羟基紧密结合在一起的那部分水，不能流动与传递液压，其含量取决于细纤化程度 纸页成型的机理（Parker理论）：纸页成型是脱水、定向、与湍动三个同步发生的基本水力学过程的综合,白云纸业技术部,湿纸页过滤沉积过程,白云纸业技术部,纸页的成型与脱水,1.1 长网纸机网部脱水的要求与控制纸料上网初期，对纸页的脱水和成型的控制要求严格，要控制脱水的速率，根据脱水的速率，逐步增强脱水的能力，纸页定型后，再进行强制脱水，在保证纸页良好成型的前提下，逐步加强脱水能力，尽量提高湿纸进入伏辊的干度与强度。 1.2 长网纸机湿部成型与脱水的三阶段上网段、成型脱水段、高压差脱水段,白云纸业技术部,长网造纸机湿部示意图,白云纸业技术部,长网部纸页成型和脱水过程,白云纸业技术部,纸页的成型与脱水,2. 不同纸料的脱水要求与控制 2.1 长网纸机网部脱水的要求与控制 （1）一般纸种的脱水要求与控制：网部前端，要求缓慢均匀的脱水，实施适当的扰动 （2）高游离度纸浆：低浓度、强脱水 （3）高粘状纸浆：缓慢脱水，持续保持扰动 2.2 上网纸料的喷射 要求：全幅纸料的喷射角、喷射速度（浆速）、喷射距离和喷浆的厚度等保持一 致；喷射方向与纸机中心线应平行，不混入空气，不产生大的湍动干扰和跳浆。,白云纸业技术部,纸页的成型与脱水,2. 不同纸料的脱水要求与控制 2.2 上网纸料的喷射生产上的控制：纸料的配比、车速、堰池的水位、冲浆泵的压头、进出伏辊湿纸的水分；浆料上网的着网点，水线的位置和形状 2.2.1 水线从网部上面观察时，可在长网上看到一条明显的分界线（通常在第二或第三真空箱附近），它相当于浆料面上不再呈现镜面的地方。,白云纸业技术部,纸页的成型与脱水,2. 不同纸料的脱水要求与控制 2.2 上网纸料的喷射 2.2.2 喷射距离着网点距胸辊轴向中心线的距离，与流浆箱的结构、操作参数等有关 2.2.3 成型板（或成型箱）设于胸辊和第一支案辊或案板间，用于控制浆料的初始脱水量，改善成型，消除跳浆，同时，支撑成型网 成型板（或成型箱）结构：无孔平板、钻孔平板、板条式成型板（常用类型） 常用条式成型板：总宽度400600mm，由15块板条组成，第1块宽，100200mm，其余窄些，65100mm，间距4050mm，板面硬橡胶覆面，现用PE板; 成型板末端边缘低于成型网0.75mm1.5mm,白云纸业技术部,典型的成型板示意图,白云纸业技术部,纸页的成型与脱水,2. 不同纸料的脱水要求与控制 2.2 上网纸料的喷射 2.2.4 着网点的位置(如图3-62) 随纸机的情况而 定，对高速纸机，成型板应距离胸辊由适当的距 离，浆料的着网点在成型板前沿稍前一点，使浆 流与胸辊间有一定空隙，让浆流、胸辊和网间狭 区内的空气穿过网排出，并使浆料能很好地进入 成型板，保证纸页获得良好的成型。,白云纸业技术部,2.2.5 着网点与喷射角的调节与控制 喷射角 （见图3-63） 纸料从堰板喷出 后，重力作用下变成抛物线的浆流，浆流的 喷射轨迹与下唇板间的夹角 着网点靠调节堰板、控制喷射角的大小来控制,白云纸业技术部,合理的上浆位置,白云纸业技术部,喷射角示意图,白云纸业技术部,2.2.6 喷射角的调节与控制 降低X/Y, 加大喷射角，降低着网点，脱水加剧，喷射角太大，会产生成纸两面差、跳浆。细纤维流失增加，成纸两面性大，且影响到其它物理强度； 若太小，着网点过远，上网段的脱水量太小，也会影响成纸质量； 喷射角的调节通过变化堰板的X/Y来实现，不同的浆料，适合的喷射角不同，粘状浆脱水困难， 大些，游离浆易脱水， 应调小些，X/Y一般取0.72.0。,白云纸业技术部,纸页的成型与脱水,2.3 浆速与网速的关系VM= VC， 为浆网速比， 值对纸页的成型、脱水和 成纸质量均有密切的关系。 1，网对纸料没有剪切力，纸料着网时扰动小， 纤维在网上容易絮聚，成纸匀度差。夹网造纸机， 取1。大于1时，浆速大于网速，但过大的速度差，容 易出现浆料翻滚、纤维卷曲；对滤水快的游离状料，,白云纸业技术部,过大，会造成“浆道子”，一般来讲，对粘状浆 料，要求成纸的伸缩性大， 值取大于1，如 卷烟纸、电容器纸 取1.06-1.14。 网速大于浆速时，在网对浆料牵引力的作 用下，可促进纤维分散，减少絮聚，成纸匀度 好。但过小，导致纵横向强度比大，成纸多 孔性和柔软性比较差。 对一般书写纸取 取0.83-0.93 ；纸袋纸 取0.95-0.98；纸绳纸取0.79-0.80,白云纸业技术部,压榨部,1 概述 现代新式造纸机，纸张抄造过程水脱出情况：98.3在网部脱掉，1.1%在压榨部脱掉，0.6在烘缸部脱去；网部、压榨部、烘缸部脱去相同重量水的成本比较：1：70：330； 改进压辊材料、结构、合理的压榨组合和毛毯设计 新式复合压榨、靴型压榨,白云纸业技术部,压榨部,2 压榨部的作用和组成 目的和作用：脱水并使纸幅固结；提高平滑度、降低松厚度、提高湿纸幅强度；将湿纸页传递到干燥部,白云纸业技术部,压榨部,3 湿纸页压榨过程描述,第1阶段：纸页和毛毯开始压缩，空气流出直至水分达到饱和，纸页中尚未形成脱水的推动力； 第2阶段：纸页内压力上升，水由纸页转入毛毯，当毛毯达到饱和时，水从毛毯排出。,白云纸业技术部,第3阶段：压区开始扩大，直至纸页中水压力 为零，相当于纸页干度的最高点 第4阶段：纸页和毛毯开始扩张，纸页变成不 饱和状态，纸页重新从毛毯吸收水分，纸页 回湿。,白云纸业技术部,压榨部,4.压榨的制约因素及压榨对纸张性质的影响 4.1压榨的制约因素 压区内水流出纸页或压区的速度（流动制约型）若在流动制约型压区施加过高的压力会造成 湿纸页中细小物质被冲洗掉、重新排列纤维和将 纤维冲洗到毛毯中，严重时造成纸页压溃。第 一压区某种程度上总是流动制约型的。,白云纸业技术部,纸页可能压缩的程度（压力制约型）各压区压力是依次逐级递增的，一般后一压 区的效率只受可施加压力大小的制约。理论上压力 若呈数量级增加，可使脱水量显著增加，但随纸机 速度的增加，在传统辊式压区内停留时间很短，使 提高压力的效能大大减弱。,白云纸业技术部,压榨部,4.2影响湿纸页压榨部脱水的因素 （1）压榨部的压区数、压辊形式及其压榨组合方式等； （2）线压力、压辊直径、压区结构、压辊硬度、毛毯特性、湿纸的可压缩性； （3）压榨脱水温度等。,白云纸业技术部,压榨部,5 制约因素及压榨对纸张性质的影响 5.1压榨的对纸张性质的影响 纸的耐破强度随压榨力的增加而增加,因纸页结合强度; 抗张强度随纤维间结合力的变化而变化,因此增加压榨力,可提高纸的抗张强度; 松厚度随压榨力的增加而降低; 压榨力对撕裂度有一定的影响,主要取决于浆料打浆的程度;,白云纸业技术部,纸的气孔率随压榨力的增加而呈线性增长; 纸的不透明度随压榨力的增加而下降,因使纸的反射系数降低; 改善纸页的两面性; 压榨造成纤维角质化,降低润胀能力,保水值下降,尤其对硫酸盐木浆;,白云纸业技术部,压榨部,5.2 湿纸页从伏辊到压榨部的传递方式 开放式引纸和封闭式引纸 (包括粘舐引纸/真空引纸) 引纸方式的选择主要考虑纸机的车速和产品定量 开放式引纸适合于中低速纸机; 纸页的剥离点、剥离角； 高速纸机和超高速薄页纸机采用真空引纸(教材p230 图3-165),白云纸业技术部,剥离角（take-of angle） 是纸幅从网、毯或滚筒上被揭离时纸幅 与网、毯或剥离点处滚筒切线之间的夹角。最佳的剥离角在很大程度上取决于浆料 的特性，剥离角与湿纸页剥离时的张力与应 变密切相关，长网造纸机一般在3550。,白云纸业技术部,压榨部,5.3 湿纸页从伏辊到压榨部的传递方式,白云纸业技术部,压榨部,5.4 压榨辊的型式和构造 平压辊-普通压榨和正压榨,上辊为石辊,下 辊为胶辊。 沟纹压辊-上压辊为石辊,下压辊为刻有螺 旋型沟纹(沟深2.5mm)的包胶辊, 适合的车速: 浆板90m/min (线压176kN/m),纸板245m/min (线压88kN/m),纸850m/min(线压137kN/m)。,白云纸业技术部,真空压辊-用于中高速纸机,上压辊为石辊, 下压辊为真空压辊。 盲孔压辊-盲孔深1215mm,孔径2mm,开 孔率2530%, 可适用于上下压辊。 可控中高辊-20世纪70年代,辊子的绕度可 根据生产需要加以控制和调整。,白云纸业技术部,平辊压榨压区示意图,这类压榨由于水只能借横向流动从压区入口侧排出,使水的流动受到严重限制,白云纸业技术部,普通真空压榨示意图,早在19世纪研制出来的真空压榨是首次开发的直流压榨,利用一个真空辊(一个带孔眼的壳体绕固定真空箱旋转)作为挤出水的接受器. 结构特点使得压力受局限,辊子易受应力疲劳损坏,在真空压榨中水的侧向流动在两个视图上均可看到,白云纸业技术部,沟纹压榨示意图,辊子挂面层上的沟纹极易接纳纸页排出的水, 实心辊结构,可承受较高压力, 辊子用喷水器和刮刀清洁,白云纸业技术部,盲孔压榨示意图,盲孔辊有较大的孔隙容积,且很少像沟纹辊那样堵孔,可在较软的滚面上钻盲孔. 盲孔可借离心力作用自净,白云纸业技术部,压榨部,可控中高辊,浮游辊Vario roll的作用示意图,白云纸业技术部,压榨部,可控中高辊,白云纸业技术部,压榨部,可控中高辊,白云纸业技术部,衬毯压榨(fabric press)示意图,右图是欧洲较多使用的衬毯压榨, 多层编织的不可压缩的编织带(衬毯),通过毛毯与挂胶辊之间的压区时,提供了可容纳挤出水的孔隙容积. 在衬毯回程中借真空箱将衬毯中积存的水排出,白云纸业技术部,宽压区压榨(Extended-nip press)和靴型压榨示意图,1981年推出的宽压区压榨, 压区内有较长的停留时间,用于最后一道压榨时,改进纸幅的结构,关键部件是固定的靴形加压板(pressure shoe)和不透水的合成胶带. 靴形板用润滑油连续润滑. 压力维持时间是传统压榨的8倍, 实现了压榨脱水的重大跃进.,白云纸业技术部,压榨部,6 影响压榨的因素 影响压区内压力最高值的因素：线压力、压辊直径、 压区结构、压辊硬度、毛毯特性、湿纸的可压缩性,压榨压力是最重要的参数,应维持在与质量需要相一致的最高水平; 压区宽度和停留时间的选择可与纸机的车速和纸页定量有关,低定量纸,用窄而硬的压区; 高定量的纸,对宽而软的压区更敏感;低定量纸页压榨中纸页的回湿问题应加以关注, 纸页和毛毯在出压区后总是应该立即分离,白云纸业技术部,压榨部,7 压榨配置形式 按每道压榨的压辊数可分为: 双辊压榨、多辊压榨 按压榨的功用可分为:正压榨、反压榨、光泽压榨、挤水压榨、 引纸压榨、高强压榨、复合压榨、热压榨等,两种正压榨形式,白云纸业技术部,压榨部,复合压榨,三辊两压区压榨取消了两道压榨间的引纸,网面经过双压区时接触到光滑辊,该双压区只需要一个光泽辊,四辊三压区无牵引复合压榨, 缺点:水从纸页的正面脱除,造成纸两面吸收性差异大,下图在此基础上增加第4压榨,可减少两面差, 提高去干燥部湿纸页的干度,白云纸业技术部,压榨部,在无牵引四辊三压区复合压榨的基础上增加第4压榨, 可减少两面差, 提高去干燥部湿纸页的干度,复合压榨,白云纸业技术部,压榨部,热压榨,西班牙DG国际公司发明的热压榨, 有一个内部蒸汽加热的大径中心辊(蒸汽压力0.3MPa, 直径3m), 中心辊上有23个沟纹辊或盲孔辊. 特点:投资低于宽压区压榨,压榨干度较高, 使纸页强度得到提高,纸张表面受到光泽整饰作用,白云纸业技术部,压榨部,8 压榨编织物(Press clothing) 一般称压榨毛毯 作用: 承托和运送纸幅,并协作纸幅脱水,驱动压榨部的其它组成部分 要求: 耐久性, 尺寸稳定性, 透气性, 洁净度, 柔软性, 表面整饰性 发展: 20世纪50年代前,主要由细纱编织, 以机械方法制成绒状羊毛毯, 透气度低, 使用寿命短,20世纪5060年代,研究成功的布基针刺毛毯(batt-on-base felt，也称底布植绒毛毯), 使用了高比例的合成纤维。1967年出现了无纬底布植绒毛毯、 多层复合毛毯、无纺织毛毯。,