Изготовление бумаги на бумагоделательной машине

Для изготовления бумаги и картона применяют два типа бумагоделательных машин: плоскосеточные и круглосеточные. Первые используются для производства бумаги, вторые — картона. Основное отличие машин состоит в том, что в плоскосеточных машинах формование бумажного полотна осуществляется на движущейся горизонтальной сетке, а в круглосеточных—полотно формуется на вращающейся цилиндрической сетке.

Устройство бумагоделательной машины. Бумагоделательная машина состоит из сеточной, прессовой, сушильной и отделочной частей и привода. Кроме того, к ней относятся машинный бассейн для аккумулирования бумажной массы перед подачей на машину, оборудование для рафинирования, подмола и очистки массы, насосы для подачи воды и массы, вакуумные насосы, устройства для

переработки брака, бассейны оборотной воды, приточно-вытяжная вентиляционная система, регулирующие и контрольно-измерительные приборы. Более детальное устройство основных частей плоскосеточной машины и их назначение рассмотрим на примере современной отечественной широкоформатной скоростной бумагоделательной машины Б-15 для производства газетной бумаги (рис. 24) [8].

Сеточная часть предназначена для формования и обезвоживания бумажного полотна и включает напорный ящик и сеточный стол. Напорный ящик предназначен для равномерного и непрерывного напуска массы на сетку по всей ее ширине. Сейчас широко применяются закрытые напорные ящики, в которых требуемый напор массы создается давлением воздушной подушки. Бумажная масса на сетку выливается при помощи напускного устройства, обеспечивающего выход ее с одинаковой скоростью и в одинаковом количестве по всей ширине сетки, подачу массы спокойным потоком, без перекрещивания струй, завихрений и хломьеобразований.

Сеточный стол представляет собой горизонтальную плоскость, образованную сеткой, натянутой между грудным валом и отсасывающим гауч-валом. Обратная (нижняя) ветвь сетки поддерживается сетковедущими, сеткоправильными и сетконатяжными валиками. Натяжение сетки осуществляется сетконатяжными валиками, а сеткоправильные валики служат для предотвращения сползания сетки в стороны от продольной оси стола. В движение сетка приводится сеткоповоротным (сетковедущим) валом (на рис. 24 он расположен под пересасывающим валом) или одновременно сеткоповоротным и гауч-валом.

Сетка является основным элементом сеточного стола. На ней происходит формование бумажного полотна из бумажной массы. При помощи сетки приводятся в движение грудной вал и все остальные валики сеточного стола. При выполнении технологических функций сетка подвергается интенсивному механическому и химическому воздействию, поэтому она должна обладать достаточной прочностью на разрыв, изгиб, истирание и быть кислотоустойчивой. Она должна иметь хорошую водопропускную способность и высокую плотность, чтобы по возможности меньше мелких волокон уходило с оборотной водой и менее заметной была манкировка бумаги (оттиск сетки на стороне полотна бумаги, соприкасающегося с сеткой при формовании).

В настоящее время применяют металлические сетки из фосфористой бронзы и синтетические из перлона, найлона, лавсана, полипропилена и других синтетических полимеров. Для выработки бумаги из массы различного характера помола применяют сетки определенной плотности, под которой понимают частоту расположения нитей основы на 1 см ширины сетки. Число нитей определяет номер сетки. Для выработки бумаги из массы садкого помола применяют сетки № 24—28, а из массы жирного помола № 32— 40. На быстроходных машинах металлические сетки работают 10—15, а на тихоходных 20—30 дней. Синтетические сетки легче, продолжительность работы их в 4—10 раз выше, они обладают лучшей фильтрующей способностью, меньше забиваются бумажной массой и меньше маркируют бумагу.

Под верхней ветвью сетки, по направлению ее хода последовательно от грудного до гауч-вала, расположены: формующая доска или ящик, гидропланки или регистровые валики, отсасывающие ящики. Основное назначение этих элементов — формование бумажного полотна за счет создания режима обезвоживания бумажной массы на сетке требуеиой интенсивности, а также поддержание сетки от провисания между грудным а гауч-валом.

В современных быстроходных бумагоделательных машинах регистровые валики уступили место гидропланкам и мокрым отсасывающим ящикам. Это обеспечивает качественное формование структуры полотна бумаги при более интенсивном процессе его обезвоживания.

Прессовая часть служит для дальнейшего механического обезвоживания полотна бумаги после сеточного стола. В большинстве бумагоделательных машин прессовая часть состоит из 2— 3 двухвальных прессов. Машины, предназначенные для выработки бумаги из массы жирного помола, имеют 4—5 прессов. Обычный пресс имеет 2 вала: верхний, гранитный или стонитовый, и нижний, металлический, облицованный резиной. Интенсивность обезвоживания в прессе регулируется давлением между валами, создаваемым прижимом, или вылегчиванием одного из валов (обычно верхнего). В каждом прессе имеется сукно, охватывающее один из валов. Сукно устанавливается и поддерживается в рабочем положении при помощи сукноведущих, сукнонатяжных, сукпоразгонных и сукноправильных валиков. Основное назначение сукон — предохранение структуры полотна бумаги от раздавливания во время прессования, впитывание влаги, транспортирование слабого сырого полотна в прессе и его передача в следующий пресс. При проходе пресса бумага одной стороной лежит па сукне и получает от него маркировку, а другой — соприкасается с верхним гладким валом. В результате чего одна сторона бумаги сглаживается, а другая нет. Для сглаживания ее поверхности часто устанавливают обратный пресс, в котором сторона бумаги, соприкасавшаяся в предыдущем прессе с сукном, контактирует с гладким валом пресса. Развитием прессовой части машин для интенсификации процесса прессования бумаги, вместо обычных прессов является установка отсасывающих и сдвоенных прессов. Каждый из этих прессов приводится в движение строго от индивидуального привода.

В рассматриваемой бумагоделательной машине прессовая часть состоит из сдвоенного отсасывающего и обычного прессов. Последний по отношению к первому является обратным. При скорости бумагоделательных машин свыше 450—500 м/мин для передачи бумаги с сеточной части в прессовую применяются вакуум-пересасывающие устройства. Отсасывающий вал вакуум-лересасывающего устройства и нижний отсасывающий вал сдвоенного пресса охвачены одним сукном. Для промывки прессовых сукон применяются сукномойки.

Сушильная часть служит для окончательного обезвоживания полотна бумаги испарением влаги. Сушильная часть состоит из сушильных цилиндров, расположенных в два яруса в шахматном порядке. Сушильный цилиндр — это полый стальной цилиндр диаметром 1500 или 1800 мм, изнутри обогреваемый паром. Поверхность цилиндров, как и прессовых валов, имеет высокую степень обработки — она отшлифована и отполирована. Цилиндры рассчитаны на рабочее давление 0,35 МПа. Число цилиндров зависит от вида вырабатываемой бумаги и скорости машины. Для выработки конденсаторной бумаги бумагоделательные машины имеют 5—6 цилиндров, а для выработки газетной и мешочной бумаги у быстроходных машин число цилиндров доходит до 50—80. Сушильная часть обычно разделяется на 3—5 групп. Каждая группа включает определенное число бумагосушильиых цилиндров, охватываемых сушильным сукном, сукноведущих и сукносу-шильных цилиндров, сукноведущие, сукнонатяжные и сукнопра-вильные валики. Разделением сушильной части на группы достигаются возможность регулирования температуры поверхности цилиндров каждой группы и, следовательно, обеспечение необходимого режима сушки в зависимости от вида вырабатываемой бумаги. Индивидуальный привод каждой группы или двух групп цилиндров облегчает согласование скоростей соседних групп цилиндров для обеспечения безобрывности в сушильной части.

Сушильные сукна служат для плотного прижатия бумаги к поверхности цилиндров, впитывания удаляемой влаги и транспортировки бумажного полотна по сушильной части машины. В рассматриваемой бумагоделательной машине сушильная часть состоит из 50 сушильных цилиндров, разделенных на четыре группы.- В бумагоделательных машинах большой производительности сушильная часть полностью закрыта колпаком, служащим для более эффективного использования системы приточно-вытяжной вентиляции. Назначение вентиляции: удалять пар, регенерировать тепло отходящей при сушке парогазовой смеси; уменьшать потери тепла; снижать расход пара на сушку бумаги до 20 %; повышать производительность сушильной части на 15—20 %; улучшать санитарные условия труда рабочих, обслуживающих бумагоделательную машину.

Отделочная часть состоит из машинного каландра и наката. Установленный между сушильной частью и накатом машинный каландр служит для повышения лоска, гладкости и объемной массы большинства видов бумаги. Каландр состоит из 5—8 горизонтально один над другим расположенных валов, приводящихся в движение от нижнего вала. Поверхность валов шлифуют и полируют. Линейное давление между валами регулируют механизмом прижима и подъема. В процессе работы от трения валы сильно разогреваются, поэтому для охлаждения валов каландра предусмотрена система их охлаждения. Иногда для поверхностной обработки бумаги и картона (проклейки, окраски, пропитки и др.) в процессе ее изготовления на бумагоделательной машине в сушильной части устанавливают клеильный пресс.

После машинного каландрирования бумага поступает на накат, где наматывается в рулон. В настоящее время почти на всех современных машинах применяют периферические накаты барабанного типа. Основной их частью является чугунный барабан диаметром 1200 мм, который вращается от привода бумагоделательной машины. Окружная скорость барабана равна скорости изготовления бумажного полотна. Намотка рулона бумаги осуществляется на тамбурный валик, который специальным устройством прижимается к барабану, обеспечивая равномерную и плотную намотку бумаги.

Привод бумагоделательной машины предназначен для привода в движение всех частей бумагоделательной машины. Он обеспечивает плавное изменение скорости отдельных частей в определенных пределах, строгое постоянство скорости приводимых частей при установившемся режиме работы машины. Пределы изменения регулирования скоростей зависят от вида вырабатываемой бумаги.

Получил распространение многодвигательный привод, основанный на принципе привода в движение отдельных частей и секций бумагоделательной машины от индивидуального электродвигателя. Скорость машины и ее секций поддерживается автоматически.