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造纸讲稿

第四节压榨部

一。

压榨部的作用

用机械挤压的方法降低湿纸幅的含水量，提高纸幅进入干燥部时的干度。

一般说来，纸幅出压榨部时的干度每上升1％，在干燥部的蒸汽消耗量下降5％。

经压榨后，纸幅表面的网痕减少，平滑度增加，紧度和强度增加。

二、压榨部的组成和布置

三、压榨脱水机理

分为四个阶段：

1、排除空气；湿纸及毯的水分没有明显变化。

2、湿纸中的水转移到毯中，然后，毯中的水再转移到毯外的排水渠道。

3、毯重新变为不饱和，湿纸中的水继续转移到毯中，直到湿纸幅的干度达到最高值。

4、由于湿纸幅中的毛细作用，产生回湿作用。

四、影响压榨脱水效能的主要因素

1、压榨的线压力

线压力的大小对压榨脱水有很大影响，提高线压力，压榨脱水效能明显提高。

但是，提高线压力常常引起毛毯耗量的增加，并受到湿纸幅本身强度的限制。

压辊的包胶硬度间接地影响到压榨的脱水压力。

2、压榨时间

压榨的脱水时间是压区宽度与车速的商（t=m/v）。

实验经验表明，在运行中降低车速可在其他条件不变的情况下使脱水量增加。

3、湿纸幅的温度

提高湿纸幅的温度时，水的粘度下降，有利于压榨脱水。

五、影响压榨横幅不均脱水的诸因素

1、压辊中高误差

2、压辊的刚度不够

3、压榨毛毯沿幅宽上滤水性能不均匀。

六、压榨的类型

（一）普通压榨

1、辊筒

上辊是花岗岩辊或人造石辊，下辊是包胶辊，常用在低速纸机上。

2。

辊筒的安装位置

纸幅首先与位于上方的第一辊接触，被毛毯压紧在辊面上，然后包绕着第一辊与毛毯一同进入压区。

（二）真空压榨

1、辊筒

其下辊是真空吸水辊，上辊通常是花岗石辊。

2。

辊筒的安装位置

压榨上辊中心线相对下辊向出纸方向偏移50－60mm.

（三）盲孔压榨

（四）沟纹压榨与网毯压榨（垂直流压榨）

（五）分离压榨及高强压榨

七、压榨部的引纸装置和复式压榨

（一）开式引纸（见p209图4－5－21）

中速和低速纸机上普遍使用开式引纸。

湿纸幅自铜网的剥离和传递至压榨部是依靠第一压榨的速度和网部速度之间有一定的速度差和由此使湿纸幅产生的张力来完成的。

要把湿纸幅传递到压榨部的毛毯上，首先要完成领纸操作，通常是用人工或压缩空气，把用水针划下的一条窄幅湿纸移到压榨毯上，然后再逐渐扩大到全幅宽度。

（二）真空吸移装置（见p211图4－5－22）

为消除伏辊处的断头，高速造纸机上广泛使用真空吸移装置来完成湿纸幅自铜网的剥离和传递。

真空吸移辊通常有两个真空室。

（三）复式压榨（带真空吸移辊）（见p212图4－5－23及图4－5－24）

1、真空吸移装置应用的局限性

真空吸移装置引纸对毛毯状态要求高，限制了从压榨脱水的角度来选用毛毯，传递压榨的效能没有得到充分发挥。

如果生产的是湿强度低的纸时，第一压榨上的纸幅断头的可能性仍然很大。

2、改进真空吸移装置的一种复式压榨

真空吸移辊是多真空室的：

低真空室用于传递纸幅，这种结构可以根据压榨特性来选用毛毯。

使用这种装置，不但大大提高一压上开式引纸的纸幅干度，减少一压的断头，而且减少设备数量和占地面积。

3、带吸移辊的复式压榨系列

对于脱水困难和难于剥离的纸幅，经过一次压榨后常常还不能达到可靠的开式引纸所需的干度。

显然可以在上述复式压榨上再增添一条毛毯和一个压辊（见p212图4－5－24b）便可以将开式引纸推向后再经过一个压区，这就提高了开式引纸的可靠性。

由此形成了三辊的复式压榨。

（四）多辊复式压榨（见p213图4－5－25）

随着沟纹压榨、网毯压榨等压榨的结构不断完善和新型的可控中高辊应用，复式压榨开始取代老式压榨部上正压和反压的交替排列布局，不必要再采用操作困难的反压榨，压榨部的布局变得灵活多样。

第五节干燥部

一、概述

1、干燥部的功用

用加热的办法使水分汽化，继续除去压榨后剩余的水分。

干燥过程同时还能使纸页得到一定的收缩，使纤维结合更加紧密，增加纸和纸板的强度。

通过干燥还能使纸和纸板具有一定的平滑度和施胶度等。

2、干燥部的组成

用于生产单面光薄纸的长网造纸机，干燥部多由一个大直径的烘缸组成。

（见p224图4－6－2）

一般由多烘缸组成的干燥部，标准的组成如p223图4－6－1所示。

烘缸的排列按两层布置，纸在干燥部的运行路线使纸页的两面轮流与烘缸接触，以消除纸张平滑度的两面差。

二、烘缸

（一）烘缸的结构（见p234图4－6－10）

烘缸是用HT20-40型号铸铁浇制成的空心圆筒。

烘缸两端的端盖是连同空心的轴头一起浇铸的。

铸成的烘缸壁不许有穿透的砂眼。

如缸壁上有直径8mm以下，深度不超过10mm的砂眼，可采用与烘缸材质相同的销钉修补。

筒体内外都要经过加工，使缸壁厚度一致，传热均匀。

外表面还需要磨光，以保证纸张与缸壁接触获得一定的平滑度。

当纸机的车速在400米/分以下时，只要求进行静平衡校验；车速超过400米/分以上时，则必须进行动平衡校验。

常用烘缸的直径为1250mm和1500mm,个别高速纸机也有采用1800mm直径的烘缸，而单缸造纸机的烘缸直径在2500-6000mm。

烘缸内被蒸汽加热的面宽应不小于进入烘缸的纸幅宽度，烘缸的总面宽应较纸幅净宽多出10－14％。

烘缸壁的厚度是根据烘缸内径、最大工作压力及材料的容许应力（许用应力）来决定。

例如，1250、1500。

1800mm直径的烘缸，壁厚分别为22、25、28mm，使用前要进行水压试验。

烘缸在使用蒸汽压力不超过3－5公斤/平方厘米时，常用单壁铸铁烘缸。

当蒸汽压力超过5个大气压或直径超过4000mm时，缸体及缸盖的材料应以钢代替铸铁，最好是制成由内外两层圆筒组成的双壁烘缸，蒸汽在两夹层间通入，可以提高流速，增加传热强度。

烘缸操作侧的缸盖轴头是封闭的，此盖上有人孔。

传动侧缸盖轴头是中空的，中心有直通圆孔，供通入蒸汽和排除冷凝水之用。

传动侧缸盖的轴头较长，以便安装传动齿轮和进汽头。

（二）烘缸内冷凝水的排除

1、冷凝水受力情况

当冷凝水旋转时，冷凝水在烘缸内受到：

粘滞力：

粘滞力有使冷凝水跟烘缸转动的倾向；

惯性力：

使冷凝水的运动减速；

离心力：

使冷凝水与烘缸内壁紧贴；

重力：

使冷凝水落到烘缸底部。

冷凝水的受力情况与烘缸的直径、冷凝水量及纸机的车速有关。

当烘缸直径和水量一定时，随着纸机车速的提高，冷凝水在烘缸内可以出现不同的状态。

如p237图4－6－13所示：

a、在很低的车速时，重力占优势，冷凝水聚积在缸底，在烘缸内壁形成了一层湿润水膜。

b、当车速提高时，粘滞力对缸底积水有拖动作用，冷凝水沿缸壁有些上升，然后回流到缸底。

c、当继续提高车速时，冷凝水被抛到较高的烘缸壁位置上，但是重力仍占优势，使冷凝水发生突变，从缸壁开始溃散返回缸底。

d、在更高的车速下，使离心力超过重力时，沿烘缸的内圆周产生均匀的水环。

但当车速刚好超过水环形成的条件时，冷凝水在烘缸壁上的上升和下降，重力对冷凝水分别起减速和加速作用，对缸壁产生滑动现象。

此时的水环在缸顶最厚，缸底最薄。

因此，均匀的水环的形成只有在离心力较重力大得多的情况下才能出现。

烘缸内冷凝水环的形成，还和冷凝水量有关。

缸内冷凝水量增加，开始形成水环所要求的车速也相应地提高。

在不同车速条件下烘缸内冷凝水的存在形态是不同的。

当车速在400米/分以下时，形成的水环厚度很薄，约在3mm以下，大量的水仍然聚积缸底；当车速在400米/分以上，最初形成的水环厚度及临界厚度都很大，冷凝水基本成水环状态存在于烘缸中。

因此，必须根据不同的车速条件采用不同形式的冷凝水排除装置，才能有效地排除烘缸内的冷凝水。

2、常用的冷凝水排除装置

（1）戽斗式（见p238图4－6－15）

1）结构

2）特点

戽斗式冷凝水排除装置有较大的生产能力，并可保证均匀地排除冷凝水。

但只有在200－250米/分的车速条件下，能够可靠地工作；在更高的车速时，由于离心力增大，妨碍了用戽斗排除冷凝水。

（2）固定虹吸管（见p239图4－6－16）

1）结构

2）特点

固定虹吸管由于悬臂固定且较长，管子挠曲变形或是由于冷凝水环破坏时产生的冲击作用，可能引起吸水管头与缸壁发生碰撞，导致固定吸管的损坏，应注意检查。

固定虹吸管的进汽头的构造，与前述的戽斗式所用的进汽头不同的是进汽和排水的位置互换。

（3）转动虹吸管（见p240图4－6－18及图4－6－19）

1）结构

2）特点

双转动虹吸管使用在高速纸机上，可排除水环状的以及聚积在烘缸下部的冷凝水。

据某些试验指出，使用双虹吸管，烘缸中冷凝水层的厚度不超过0.8mm。

3、烘缸刮刀

为了清除粘附在烘缸表面上的细小纤维及胶料，保持烘缸表面的清洁，并在断纸和引纸时防止纸幅缠绕烘缸，一般在每个烘缸上都附设刮刀装置。

三、烘毯缸

烘毯缸的结构与烘缸基本上相同，只是烘毯缸通常没有传动，而由干毯拖动。

四、冷缸（见p243图4－6－24）

1、冷缸的功用

干燥部的末端通常设有1－2个冷缸，将纸页从85－90℃冷却至50－55℃，同时利用周围空气中的蒸汽在冷缸表面上的凝结，可使纸页的湿度增加1.5-2%。

因此，纸页获得了较大的弹性和柔软性，以适应压光机的操作需要，提高压光的效果。

此外，润滑后的纸页还可减少压光时产生强烈的静电，克服印刷过程中纸张由于带电而出现的相互吸引所造成的操作困难。

2、结构

在大型造纸机。

中速和高速纸机上的冷缸，在结构上与烘缸相同，所不同的是冷却水的供给与排出装置。

五、纸幅的干燥机理

（一）湿纸幅中水分的存在形式。

1。

结合水分：

以化学结合的形式存在于纸幅中，有严格的重量比。

它实质是属于纸张本身结构的一个部分。

这种水不能用加热干燥的方法除去，而只能通过煅烧或其他化学作用来破坏和排除。

结合水占纸重量的1％左右。

2、游离水分：

和纤维物料之间的结合形式具有物理－化学性质。

无严格的重量比。

3、吸附水：

存在于纤维细胞壁体中和纸幅的毛细管中。

（二）典型的干燥机理

整个干燥过程可分为三个阶段：

（1）预热阶段

（2）等速阶段

（3）降速阶段

（三）多缸干燥特征

多缸干燥的每一个循环周期可以划分成几个区段（见p226图4－6－4）：

第Ⅰ区段：

纸页刚与烘缸接触，未被干毯包覆，由于纸层和烘缸之间有空气带入，在接触层有气膜存在，故传热不良，温度上升慢，蒸发速率低。

但因纸页与先前的烘缸接触，在纸页暴露的一面仍然有水分蒸发。

第Ⅱ区段：

干毯包覆烘缸，由于干毯的压力，空气膜被挤出来，改善了纸和烘缸的接触，传热速度很高，水分从纸页与烘缸的接触侧蒸发出来，蒸汽进入干毯内。

如果干毯的温度较低，蒸汽在毯内冷凝，提高干毯的温度使部分水分可以从干毯暴露的表面蒸发，另一部分通过干毯缸时被蒸发出去；如果干毯的温度够高，水汽不致冷凝，可直接穿过干毯进入周围的空气中。

第Ⅲ区段：

干毯开始离开烘缸，降低了蒸汽流动的阻力，水分的蒸发速率有突然升高的现象。

但由于干毯松开，传热速率有些降低，汽化所需的热量与烘缸供给的热量出现不平衡。

第Ⅳ区段：

这一段称为纸页的自由段，纸页完全离开烘缸，纸面两侧依靠本身原有的热量继续蒸发，同时再加上纸在空气中的散热损失，纸的温度降低，蒸发速率也迅速下降。

当自由段终止后，其干燥过程在上烘缸重复出现。

但纸页与烘缸的接触面发生交替，纸页再从上烘缸出来的时候，便完成了一个干燥周期。

对于无干毯包绕的干燥，水分的蒸发不受干毯的妨碍，有利于提高干燥速度，并有可能采取辅助加热或通风措施，以加强蒸发。

但由于纸与烘缸的紧贴性差，传热速度受到影响，干燥速度会有较大的降低。

六、烘缸的温度曲线及通汽方式

（一）烘缸的温度曲线

按各个烘缸表面温度变化的顺序连接起来所画的曲线称为烘缸温度曲线。

如图所示为书写纸在干燥过程中的温度曲线。

在图中，烘缸的温度是从45℃逐渐地升高至105℃，直到第12个烘缸基本保持不变，在最后的两个烘缸再降低至85℃。

水分的蒸发量及干燥强度与烘缸的温度变化相对应。

采用这样的干燥规程，是为了避免纸的"强干燥”。

因为在干燥开始时，如采用高温，蒸发量大，纸的收缩会增加，容易出现粘缸、起泡、表面硬化、卷曲、起降及降低施胶度等纸病。

在干燥的后期，由于纸的水分低，高温也可能使纸质变坏，故采取降低温度的干燥规程。

（二）烘缸的供汽方式

1、无蒸汽循环

即是把总管的蒸汽分别送到各个烘缸内，几个烘缸或每个烘缸配置一个排水阻汽阀，最后把冷凝水集中到一个收集槽中，由此送往锅炉回收。

特点：

这种供汽方式可按干燥规程，灵活调节各个烘缸的温度。

但是在系统内的空气会逐渐增多，需要定期打开冷凝水排除系统的放气旋塞放出空气。

排水阻汽阀太多也会引起操作检修复杂化。

冷凝水是在对应于烘缸压力的饱和温度下排除，由于压力降低而产生的二次蒸汽无法回收，使热效率降低。

2、有蒸汽循环

即是将干燥部的烘缸分组，实行分段通汽。

各组烘缸的分配大致为第一组（靠近压光机）占总数的70－75％；第二组占20－25％；第三组占5－10％（有时第三组只有一、二个烘缸）。

三段通汽的分法是在第一组送入新鲜蒸汽，其所排出的冷凝水及蒸汽混合体送到蒸汽分离室，将分离出来的蒸汽及由于压力降低而产生的二次蒸汽送到第二组烘缸中。

第二组烘缸排出的水汽混合体，再经第二个分离室。

在分离室中由于压力较低，又可析出二次蒸汽，此二次蒸汽及分离出来的蒸汽又送回到第三组烘缸使用。

烘毯缸一般直接使用新蒸汽加热。

采用三段通汽各组烘缸之间必须保持0.3-0.5公斤/平方厘米的压力差，因此，第二和第三组烘缸的温度依次降低，影响了烘缸的干燥强度，而且不能适应干燥规程的要求。

七、干燥部的通风

1、自然通风

2、强制通风

1、结构

其结构与下压榨辊相似。

但包胶层的硬度应较下压榨辊大些，直径一般为250－400mm。

有时为了减少纸机的备件，将托辊及下压榨辊做成完全相同的辊子，具有相同的包胶层硬度。

2、安装

为了有利于托辊的排水，托辊在布置上通常位于烘缸垂直中心线后100－300mm之处。

托辊前的引导毛毯辊的高度应注意调节，其位置应能使湿纸页进入托辊之前首先和烘缸面接触。

二、干燥部的主要特征

（一）单缸干燥的传热

（二）抽风罩

（三）纸页的平滑度及两面差

干燥时纸与平滑的烘缸表面接触，可以提高纸的平滑度和光泽度。

单缸纸机生产单面光纸的平滑度和光泽度与进入托辊压区的水分有关。

当纸的水分为55％以上时，纸就可以紧密地粘附在烘缸表面上，纸的平滑度及光泽度最好。

当纸的水分降至49－52％时，纸的平滑度和光泽度显著降低。

在纸的干度达到70％时，纸就能与烘缸表面脱离，此外，托辊的线压力高，烘缸表面清洁，都可以提高纸的平滑度和光泽度。

过高的干燥温度会使纸出现麻坑和湿斑，纸的平滑度及光泽度降低。