Производство бумаги и картона

Вмодели Concept IV-TM используются сужающийся парабо­ лический коллектор и пучок труб для распределения в поперечном направлении, а также концевое сопло, имеющее листы Converflo для регулирования турбулентности потока, выходящего на сетку.

Главная особенность этой модели напорного ящика заключается

втом, что пучок труб и выходное сопло расположены на одной линии, благодаря чему не происходит изменений в направлении потока бу­ мажной массы. Это создает высокую гидравлическую стабильность

ималые колебания 1 м2 массы. Такая высокая стабильность позволяет устранить губу выпускной щели с регулируемым профилем. Эта губа

ивсе сопряженные с ней механизмы заменены системой контроля

ирегулирования концентрации массы по всей ширине потока.

Внапорном ящике Concept IV-TM профиль 1 м2 массы регули­ руется изменениями локальной концентрации с помощью специальной системы впрыскивания. Каждая из впрыскивающих трубок осуществляет дозирование оборотной воды в коллектор не­ посредственно в поток массы, вытекающей из одной из трубок напорного ящика.

Фирмой «Valmet» разработано семейство напускных устройств Sim Flo для различных видов продукции и формующих устройств.

Напускное устройство Sim Flo Т (рис. 32) предназначено для применения на широкоформатных и быстроходных картоноделательных машинах. Устройство оснащено двумя многотрубными конструкциями, обеспечивающими равномерное распределение во­ локон в напускной струе, и воздушной камерой для эффективного гашения пульсаций и отвода пены. Хорошее диспергирование во­ локна достигается за счет эффективной турбулентности, создавае­ мой микротурболизатором.

Другая модификация Sim Flo (рис. 33) для быстроходных ма­ шин с двухсторонним обезвоживанием. Устройство рассчитано на

скорости до 1800 м/мин и предназначено для выпуска газетной и писчепечатных видов бумаги. Колебания массы 1 м2 по ширине машины не превышают 1,0... 1,5 %. Конструкция напускного уст­ ройства Sim Flo обеспечивает высокую стабильность потока массы, оптимальную ориентацию волокон, снижение проблем, связанных с краевыми эффектами.

Фирма «Voith» разработала конструкцию гидродинамического напорного ящика W-типа (рис. 34). Конструкция обеспечивает рав­ номерный профиль скорости истечения массы по ширине машины.

Напорный ящик Module Jet успешно работает на высокопроиз­ водительных бумагоделательных машинах, в частности, в потоке по производству газетной бумаги массой 40,0...48,8 г/м2, содержа­ щей термомеханическую массу и макулатуру. Скорость машины - 1700 м/мин, обрезная ширина - 8900 мм.

6.1.3. Напускные устройства для многослойного отлива

Гидродинамическая стабильность потока бумажной массы, обеспечиваемая современными конструкциями напускных уст­ ройств, позволила осуществить многослойное формование бумаги и картона из одного напорного ящика. Такое формование получило название структурного формования. К его преимуществам следует отнести:

-возможность различной композиции по слоям многослойных бумаги и картона;

-возможность введения наполнителей, проклеивающих ве­ ществ, химических вспомогательных веществ в те слои, где это необходимо;

-получение окрашенной бумаги путем введения красителей только в покровный слой;

-оптимальное использование различных фракций волокна при его фракционировании.

Структурное формование целесообразно как для картона, так

идля многих видов бумаги, вплоть до санитарно-гигиенических. По мнению специалистов ведущих зарубежных фирм, струк­

турное формование - одно из наиболее перспективных направ­ лений совершенствования производства бумаги и картона. Приме­ рами таких напускных устройств служит Controflo-Former фирмы «Tampella» (рис. 36) и трехканальное устройство Stratoflo фирмы «Beloit» (рис. 37).

для бумажной массы повышенной концентрации

Повышение концентрации массы при отливе позволяет:

-уменьшить длину сеточного стола;

-сократить расход энергии на обезвоживание и транспортиро­ вание бумажной массы;

-уменьшить размеры бассейнов и трубопроводов;

Специальная конструкция напускных устройств для массы по­ вышенной концентрации позволит увеличить концентрацию при отливе до 3...4 %. При этом в напускном устройстве образуется сравнительно равномерная волокнистая структура, заметная часть волокон в которой отклоняется от горизонтальной плоскости. Бу­ мага становится более пухлой, сопротивление расслаиванию и раздиранию у таких материалов выше, а разрывная длина ниже, чем при отливе из массы низких концентраций.

В зоне диспергирования благодаря удару потока о стенку ка­ меры происходит быстрое диспергирование массы с последующим формированием трехмерной волокнистой структуры в канале га­ шения турбулентности.

Использование отлива из массы повышенной концентрации перспективно при формовании бумаги для гофрирования, внутрен­ них слоев коробочного картона, некоторых видов бумаги и картона с повышенными пухлостью, впитывающей способностью и возду­ хопроницаемостью.

6.1.5. Расчет основныхрабочих параметров напорного ящика и выбор типа напорного устройства

Напорный ящик обеспечивает выход массы равномерной кон­ центрации с одинаковой скоростью по всей ширине сетки. Скорость выхода массы на сетку должна быть на 10...15 % меньше скорости сетки, но это отставание допускается не более 30 м/мин и не менее 4,5 м/мин.

Скорость вытекающей массы на сетку от величины напора, создаваемого в напорном ящике, определяется по формуле

v„ = Кс К„ ■vcp = 60\i^2g h,

где Кс- коэффициент отставания скорости сетки от скорости бума­ ги на накате (Кс = 0,85...0,95); Кн - коэффициент отставания скорости массы от скорости сетки, зависящий от вида вырабаты­ ваемой бумаги (Км= 0,90...0,98); vcp - средняя скорость бумаги на накате, м/мин; р - коэффициент истечения массы (для открытых напорных ящиков р = 0,7...0,8, для закрытых - р = 0,90...0,98); Л - высота напора массы перед выпускной щелью (считая до середины щели. При И = 1,0... 1,5 м ставят открытые напорные ящики, если более - закрытые ), м; g - ускорение силы тяжести, м/с2.

Отсюда определяем высоту напора:

Длина выпускной щели / определяется по формуле

L + 2с

/ = 0,001 "°"- "ll00+2a

1 0 0 - у)

тогда высота выпускной щели определится из уравнения:

Q = l z v M= lz-60iiyf2g'h,

откуда

60i i - l ^ 2 g h ’

где z - высота щели, м; Q - количество массы, поступающее на сет­ ку (определяется по данным расчета баланса воды и волокна), м3/мин; / - длина выпускной щели, м.

Напорные ящики открытого типа устанавливаются на маши­ нах, работающих со скоростью не более 300 м/мин. На быстроходных машинах применяют закрытые напорные ящики с воздушной подушкой, в которых напор массы складывается из высоты столба жидкости йм, м вод.ст., и давления воздуха Лв, м вод.ст., в воздушной подушке над массой:

h = К + Лв-

Номинальный уровень массы в напорном ящике Лм = 0,55 м. Например, при скорости машины 600 м/мин общее давление напус­ ка А = 5,5 м вод. ст. Следовательно, избыточное давление воздуха в воздушной подушке напорного ящика, м вод. ст.,

Ав= 5,5 -0,55 = 4,85.

В том случае, если выработка бумаги или картона ведется при скорости менее 190 м/мин, в воздушной подушке создается необхо­ димый вакуум. При этом общий напор будет ниже статического на­ пора массы на величину вакуума.

Высокую степень диспергирования и стабильность струи вы­ ходящей массы обеспечивает закрытый напорный ящик типа «Конферфло», работающий без воздушной подушки. Необходимый напор в этом случае создается массным насосом.

Техническая характеристика напорных ящиков отечественного производства приведена в табл. 55.

Т а б л и ц а 55

Характеристика напорных ящиков

* Масса 1 м2 целлюлозы.

Пример расчета напорного ящика приведен в разд. 13 настоя­ щего пособия.

6.2. Обезвоживание в сеточной части бумагоделательной машины

Всеточной части происходит преобразование бумажной массы

вбумажное полотно, закладываются основы структуры бумажною полотна, бумажного листа, создаются условия для развития меха­ нической прочности готовой продукции. Основным фактором, обеспечивающим протекание этих процессов, является обезвожи­ вание слоя оседающих волокон и образование первичных связей

собразованием воды.

На сеточном столе сухость бумажного полотна возрастает от начальной, соответствующей концентрации массы в напускном устройстве, до сухости в среднем 18...24 % (в зависимости от вида продукции и конструкции сеточного стола) по окончании обезво­ живания в сеточном части. Таким образом, на сеточном столе в зависимости от начальной концентрации удаляется 95...99 % всей воды, имеющейся в бумажной массе, или 80...450 м3 воды на 1 т продукции.

6.2.1. Обезвоживающие элементы в сеточной части стола

Конструкция сеточного стола с плоской сеткой определяется скоростью машины и видом вырабатываемой продукции (рис. 38).

В начале сеточного стола находится грудной вал диаметром 400... 1000 мм, облицованный твердой резиной. Чаще всего грудной вал приводится во вращение за счет трения с сеткой, на быстроход­ ных машинах он имеет самостоятельный привод. На участке от грудного до конца регистровой части на тихоходных машинах (ос < 250 м/с), вырабатывающих высококачественные виды бумаги, применяют тряску сеточного стола с целью улучшения макрострук­ туры полотна и снижения его анизотропии.

Эффективность тряски зависит от ее амплитуды и частоты, а также от композиции, степени помола, концентрации массы, мас­ сы 1 м2 бумаги. При садкой массе применяют малую амплитуду (2...6 мм) и большую частоту (более 200 колебаний в минуту, при жирной массе - большую амплитуду (10... 12 мм) и малую частоту (100... 120 колебаний в минуту).