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高频疏解机在我厂废纸制浆中的应用
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造纸原理与工程
一．造纸生产流程： a. 打浆；b.加填；施胶；c.纸料前处理和流送、流浆箱中的布浆、整流、上网；d.在造纸机上通 过成形、压榨、干燥、压光、考取、复卷或截切、包装、入库。见 P17 图 0-14 第一章 打浆一．打浆： 1．什么是打浆:利用物理方法使浆料中的纤维产生切断、压溃、润胀和细纤维化作用。 2． 为什么要打浆：未经打浆的浆料中含有很多纤维束，且纤
维太常太粗，表面光滑而富有弹性，纤 维比表面积小又缺乏结合性能，不能满足草纸的要求。 3． 打浆的任务：通过一些机械作用给于纸料一些特殊的性质， （机械强度、物理性质、胶体性质） ， 借于保证抄成纸或纸板后能取得预期的质量。并控制纸料在网上的滤水性能；是纸叶获得良好的 成形。 一．常用打浆术语： 1． 打浆度；Degree Schopper Riegler:“0SR”:也叫“叩解度” ，只表示纸浆的滤水性，0SR 愈高， 滤水性愈差，用肖氏打浆仪测定。 2． Canada 标准有力度（Canada Standard Freeness） ：游离度与打浆度不同的只是测定表示方 0 法的不同（C?S?f） 。C?S?f 愈大， SR 愈小，滤水速度越快。北美和日本使用 C?S?f， 0 我国和欧洲使用 SR。 3． 湿重：间接地表示了纤维的平均长度。测定多采用框架法，纤维平均长度越长，框架上 挂住的纤维越多，则湿重越大。 4． 保水值（%） ：纤维间的润胀水，及少量纤维表面水和纤维之间的水保水值指针可以说明 纤维的润胀程度，从而反映出细纤维化程度，说明了纤维之间的结合力。 §2 打浆理论 二．打浆对纤维的作用： 1．细胞壁的位移和变形： 2.出生壁和次生壁外层的破除（P 层和 S1 层） 3、润胀：润胀是指高分子化合物在吸收液体的过程中，伴随体积膨胀的一种物理现象。纸浆纤维之所 以有润胀能力，主要是由于纤维和半纤维分子结构中所含有的极性羟基与水分子产生吸引。使水分子进入 无定形区而发生润胀，纤维润胀后，其内聚力下降，组织结构变得松弛，其比表面积和比容量增大，有利 于细纤维化。 4、细纤维化：细纤维化作用是指在打浆过程中，打浆设备的机械物理作用使纤维获得纵向分离，并分离 出细纤维，而且使纤维产生起毛现象。 内部细纤维化：纤维细胞壁同心层的连接被破坏，次生壁中层发生层间滑动。 外部细纤维化：纤维纵向产生分裂两端帚化，纤维表面分丝起毛。 5、切断：指纤维横向发生断裂的现象。 原因： （1）打浆设备的的剪切作用。 （2）打浆比压相当大。一般情况下，在打浆过程中不希望过度的 切断纤维，因为过度切断纤维，就会使纸张的强度大大降低。 三．纸张强度、纤维的结合及其影响因素 水分子在浆料中的三种结合形式：P25 二）影响纤维结合力的因素： 见新书 P25。 1． 原料种类的影响： 结合力的大小：CP 棉浆＞草浆＞MWP 2.半纤维素的影响： 含半纤维素多的纸浆易打浆，抄成的纸张强度也高。半纤维素含量多的纸料，打浆时易吸水润胀，增 加了纤维的比表面积和结合面积，因此提高了纸张强度。1原因是：新书 P25。 3．纤维素的影响： 纤维素含量和聚合度（DP）高的纤维强度好，打浆时不易切断，而润长和细纤维化程度高，所以 纸张强度也高。 4．木素的影响： 新书 P26。木素含量高，纸的强度差。 5．纤维长度的影响： 新书 P26。 纤维长度与纸张的强度有重要关系（尤其是对撕裂度） ，当决定纸张强度的纤维结合力增长到一定 程度时，纤维长度就显示出它的重要性。对于机械浆，纤维长度非常重要。 为什么强度曲线随着打浆度升高出现转折现象？ 6、添加剂的影响：见新书 P26。 加入亲水性物质，会增加纸的强度。 加入有机物或无机物时，会降低纸的强度。 §3 打浆工艺 低浓打浆和高浓打浆的区别？ 1） 高浓打浆的原理： 低浓打浆时，刀片直接与纤维作用，而高浓打浆时，靠纤维之间的相互摩擦作用进行打浆， 这是高浓与低浓打浆的主要区别。见 P37 2)高浓打浆浆料的性能： a. 更多的保留了纤维的长度和强度，很少增加细小纤维的组分，成浆的撕裂度很高。 b. 纤维多是扭曲和卷曲状，纤维具有很高的收缩能力，能大大提高纸张的收缩率和韧性， 纸张强、韧、耐破度高。 （对于水泥袋纸、卷烟纸、高速轮印刷纸非常重要） c. 不足：设备复杂，动耗大， （成纸紧度大，不透明度达）尺寸的稳定性、纸的刚性和挺度 均较差。见 P38 2． 中浓打浆：因效果不显著，动耗大，未能在工业上获得应用。 三．打浆质量检查 一）打浆度：打浆度值反映浆料脱水的难易程度，综合的表示纤维被切断、分裂、润胀和水化程度。打浆 度 = 1000－斜管排出的水量（ml）/ 10 0RS 见 p43 二）纤维长度： 显微镜法 测定方法 纤维湿重法 1． 显微镜法：见 P43 2． 纤维湿重法：见 P43 三）水化度保水值（WRV） ：纤维保留水分的能力，测量浆料的保水值是为了测定纸浆打浆后纤维吸水润 胀的程度。见 P43 水化度： 离心保水值 =｛ （湿浆重―干浆重）/干浆重｝×100% 经高速离心处理的湿纸浆所含水分的重量，与该浆绝干重量的百分比率。 四）筛分析（筛分） ：通过筛分析使纤维长度得到分级，测出各级纤维的长度和百分率。见 P44 五）紧度：P44 §4 草浆打浆 一．草浆打浆的特点： 1． 草浆打浆帚化困难，即草浆不易实现外部细纤维化。22． 草浆的非纤维细胞含量高，在打浆过程中，由于其易破碎而使打浆度上升很快，大大增加草浆的滤水 困难。 3． 草浆打浆应以氢度打浆较为合理。 §5 打浆设备 间歇式：槽式打浆机 连续式： 圆柱磨浆机 锥形磨浆机，圆盘磨浆机 一）间歇式打浆机：槽式打浆机，见 P47。 二）连续打浆设备： 1． 锥形磨浆机：见 P48。 2． 圆柱磨浆机：见 P49。 特点： a.打浆的适应性强，可打木、竹、草、棉、麻浆。 b.打浆的质量好，切断作用小，帚化分丝能力强。 d. 生产能力达，但动耗大，刀辊的磨损较快。设备维修工作量大。见 P50 三．圆盘磨浆机： 1．概述：见 P50 优点：生产能力大，成浆质量好，电耗低，占地少，效率高，适应性能强。 2．盘磨机的类型和结构： a．类型 立式 b. 单盘磨：一个磨盘固定，另一个转动。 卧式 双盘磨：两个磨盘同时转动，方向相反。 三盘磨：两边两个磨盘固定，中间磨盘转动，形成二个磨区。 单流式：如两台串联的单盘磨。 三盘磨 双流式：如两台并联的单盘磨。 3． 盘磨机打浆的原理：见 P52 图 1-29 4． 盘磨的结构和齿型：见 P52。 1）齿型 疏解型―正锯齿型和斜锯齿型 帚化型―平齿型和圆弧齿型 以疏解纤维，轻微打浆，切断作用为主的采用细沟、细齿和浅齿；以分丝帚化为主的，采用较大的齿 宽；对浓度较高的浆料，采用窄的齿纹和浅齿，以减少浆料在齿忠沉积和堵塞。 2） 粗磨区：浆料入口处，盘间间隙大，采用浅齿沟和宽的齿纹，能促进浆料迅速疏解，并使浆料 均匀进入精磨区。 精磨区：盘齿较窄，齿沟较深，线速度大，有利于纸浆精磨。 3）磨纹倾角：磨齿与磨盘半径之间的夹角，见 P53 4)挡坝式封闭圈：见 P54。 5）磨齿的材质：见 P54。 四）高浓打浆设备―高浓盘磨。 1． 纸浆浓度 20%，浆料流动性差。 2． 采用强制均匀进料。 3． 采用窄齿和浅齿槽。 4． 高浓磨浆产生大量热量（蒸汽） ，故常用空心转轴。 5． 磨盘需有较大的梯度，以便顺利进料和排除蒸汽。 一．浆辅助设备 一）碎解设备： i. 水力碎解机：用于浆板，废纸和板纸的碎解处理。 优点：疏解能力强，占地面极少，产量大，效率高，电耗低，对纤维没有切断作用。3立式 类型 卧式间歇式 连续式单转盘 双转盘 高转盘见 P61 高浓水力碎浆机：浓度≥12%；多用于处理废纸。 特点： 在高浓下， 浆料互相摩擦， 转子对浆料七四类作用， 单位能耗低 50%以上， 化学药品生 20% ， 流程简单。 ii. 疏解设备： 齿盘式疏解机 高频疏解机 孔盘式疏解机 带有锥度的齿盘式 主要用来疏解草浆、木浆、棉短绒浆和废纸。 原理：在机械力、水利和超声波的作用下，纤维素或纸片受到强烈的疏解，被分解成单根纤维。 1. 添料 1． 什么是添料，加添？ 添料是指纸浆中加入非纤维性的物质； 在纸浆中加入添料，改变纸张的性质，更好的满足使用的需要，这一生产过程称为加添。 2．目的：提高纸的质量，增加产量，改进操作，减少流失，见低成本。 见 P67 施胶胶料 用于纸内施胶：松香胶、强化松香胶、合成胶、分散松香胶。 用于纸面施胶：氧化淀粉、聚乙烯醇、羟甲基纤维素、动物胶、合成树脂。 §1-2 纸内施胶 三、影响施胶的因素： 1、浆料的性质： 1）不同浆料具有不同的施胶效应。 GP＞竹（草）浆＞KP 木浆、蔗渣浆＞半漂半化学浆＞人造丝浆＞棉浆 2）打浆度越高，施胶效果越好。 2、PH 值：PH = 4.7~5.5 3、阴离子：见 P77：碱金属离子会给施胶造成困难；松香酸钙沉淀。 － － － － 4、阳离子：见 P77：络合能力 Cl ＜SO42 ＜CH3COO ＜草酸根＜OH 5、施胶温度：施胶温度最好控制 20~250C，最高不超过 350C 6、松香粘度的影响：P77~78 。 7、打浆对施胶的影响：P78 8、加添对施胶的影响：P78 9、胶体稳定剂的影响：P78 10、网部和压榨各部对施胶的影响：P78 11、干燥和压光的影响： 四、强化松香胶： 1、松香胶起施胶作用的官能基是（COOH） ，若能设法增加松香的羧基数量，则可望提高松香的施胶效 能――制备强化松香胶的理论依据。 2、马来松香：P79 马来松香定义：以 100g 松香所加入的马来酐的克数来命名。% 五、分散松香胶：含游离松香量接近或达 100%的高游离松香分散体。 1、制备方法――逆转乳化法：其特征是：随着水的加入，松香液由水/油型，逆转为油/水型，制成稳定 的松香分散体。 2、施胶机理：P81。 六、合成胶41． 中性施胶与中性造纸：P83。 2． 中性施胶的分类： 合成胶的种类 反应型：在碱性条件下，胶料直接与纤维反应，使胶料固着在纤维上。 自行固着型：阴离子施胶剂 树脂型 聚合型 3． 烷基烯酮二聚物（AKD） 1） AKD 的结构、性质和应用。 2） AKD 的施胶机理。 纸面施胶 一）目的和用途： 目的：1．提高憎液性能、适印性能和抗油性能。 2. 提高表面性能物理强度。 3. 减少纸页的两面差和变形。 4. 减少胶料的流失。 用途：用于质量要求较高和用途特殊的纸种。 §2 加填 三）加填方式 间歇式 浆内 连续式 网前箱 ii. 填料的选用与性质 一）填料的选用： 一般情况：定量在 50g/m2 以上的印刷纸，加用廉价的滑石粉，40g/m2 以下薄型字典纸，需 考虑加 TiO2 填料。 二）填料的种类和性质： 天然填料：滑石粉、高领土、白土、石膏。 人造填料：碳酸钙、硫酸钡、钛白（TiO2） a) 滑石粉（30.6%MgO，62%SiO2）和高领土（瓷土） 滑石粉目前使用最广泛，白度较高。P95 表 2-2 2-3 高领土：39%Al2O3 45%SiO2。 P95 2．碳酸钙： 天然：磨碎碳酸钙，白垩。 人造：沉淀碳酸钙,由石灰乳液通 CO2 制成。P96 3．二氧化钛（钛白）98%TiO2 4．合成硅铝――人造填料： 四．填料留着率 一）纸张填料留着率：是指纸张中所含的填料量 A 与加入纸料中填料量 B 的百分比： R = A / B ×100% 从控制生产出发，求得近似值已满足需要。 A：绝干纸中填料含量；B：绝干纸料填料含量； 单程留着率 Rt = (C?X) / H = 1－(T?Y) / H H：流浆箱浆浓； C：伏辊处纸幅平度；T：网下白水浓度； X：到达伏辊处浆量占流浆箱浆量的比值，一般为 3~5%。 Y：通过铜网流失的浆量占流浆箱浆量的比值，95~97% 二) 填料留着机理及影响留着的因素： a) 填料留着由吸附过程、过滤过程、沉积过程及絮凝过程所决定。 b) 机械载流系统：认为，填料由于机械过滤作用，使填料不能通过滤层而留在纸内。P97。 c) 胶体吸附学说：填料在水中带负电荷，当加入矾土后，因有水和离子产生，填料离子吸附铝离子 而转成带正电荷，并与带负电荷的纤维相吸引而沉淀在纤维的表面上。5i.填料的留着是由于机械截面和胶体吸附双重作用的结果，而吸附作用更重要。 影响因素：填料留着随下列情况的变化而增加：P97 。 （1） 纸张定量和厚度的增加； （2） 施胶对矾土用量的适当增加。 （3） 纸张打浆度的提高； （4） 纤维长度的提高； （5） 白水会用量增加； （6） 纸料温度提高； （7） 上网浓度的提高； （8） 在纸料中加入助留剂； 随下列情况变化而下降： （1） 纸机车速提高； （2） 真压箱、真空压辊，真空压榨等处的真空度提高； （3） 纸机网部振幅与振次的增大； （4） 网眼加大。 （5） 上网浓度降低。 §3 染色 一．染色和调色的目的： 1．生产颜色纸，纸浆需要染色； 2．生产白纸也需要进行增白。 二．色相的调配校正原理： 纸张的染色是指在浆料中加入某一色料，使其有选择性吸收部分可见光，反射我们所要求的色泽光谱，这 一生产过程称为染色和调色。P98 图 2-16 P99 表 2-4 三．色料的分类和性质： 颜料：有色的填料耐光性较强，不溶于水，与纤维无亲合力。染色性能不如染料。 色料 天然染料：着色力不强，光照易变色； 染料： 人造染料――合成染料：溶于水，着色力强，价格低廉，染色操作简单。 碱性染料 人造染料 酸性染料 直接染料 一）碱性染料：为具有氨基碱性基团的有机化合物。 特点： 1． 可溶于水，呈碱性，着色力极强，色彩鲜艳，价格低廉，应用最广。 2． 对木素亲合力极大，所以对机木浆和未漂化学浆易染色。 3． 对纤维漂白浆亲合力较弱，需加媒染剂才能染色。 4． 耐光、耐热性极差，对酸、碱、氯根不稳定，成品易退色。 二）酸性染料：为带有苯羟基或黄酸基的有机化合物。 特点： 1．呈酸性，极易溶于水，着色能力较差； 1． 耐光性较强， 2． PH = 4.5~4.7 时，染色效果最好。 3． 需借助于矾土做媒染剂。 4． 不施胶的纸不得使用酸性染料。 三）直接染料：为具有黄酸基团的偶氮化合物，溶于热水。 1．直接染料与纤维亲合力很强，能直接对纤维进行染色。62. 其着色能力比碱性染料差； 3. 单耐热型、耐光性好。 四）荧光增白剂：一种荧光染料，白色染料。 机理： 1．对含大量木素的机木浆和白度低于 65%的纸浆料，不起作用。 iii. 荧光增白剂只用于漂白浆；白度越高，增白效果越好。 二．染色操作及影响因素： 一）染色操作： i. 浆内染色：将溶解好的染料液加入浆料中，进行间隙染色。 ii. 压光染色（纸面染色） ：在压光辊上使纸张与染料液接触。多用于纸板和原纸染色；用量少， 颜色鲜艳，耐光强；易脱落。 iii. 浸渍染色：使原纸通过色料槽而着色。常用于皱纹色纸及其它薄型色纸。 iv. 涂布上色：属加工纸范畴。 二）影响因素： i. 纸浆性质：不同浆料对染料有不同的亲合力。木素对碱性染料；纤维对直接染料有较大亲合 力。 ii. 打浆：提高打浆度有利于纤维的染色，能使染色加深。打浆度高，纤维分丝帚化好，有利于 染料与纤维的结合。 iii. 胶料与矾土：松香胶对纤维着色有阻碍作用，而矾土对染料起媒染剂作用。 iv. 填料：由于填料与纤维争夺染料而有碍纤维着色。大多数填料对染料有较强的亲合力。 v. PH 值：各种染料均有适宜的 PH 值范围。 vi. 温度：提高染色温度，能增强着色效果。 vii. 其它化学药剂：残氯和钙对染色有不良影响很大。 viii. 染色两面性：剧烈脱水会降低染料的留着率，造成染色的两面性。 §4 助剂――造纸化学助剂――非纤维性的化学添加剂 一．使用助剂的目的、作用：P104 二．干强剂――增强剂：在纸浆中加用适当的添加剂，来提高纸张的（物理质量）干强度。 （P124） 1． 淀粉与植物胶：能提高纸张的强度，匀度，改进纸张的耐磨性、挺度和掉毛、掉粉现象。 淀粉衍生物――改性淀粉，除了能提高干强度，还可以提高纸张的施胶度。 氧化淀粉 淀粉衍生物 阴（阳）离子淀粉 两性淀粉 2． 水溶性纤维素衍生物：MC，CMC，HEC 均能提高纸张的干强度。P105 3． 高分子聚合物――聚丙烯酰胺：P105 阴离子型，非离子型：需加入矾土，P105 阳离子型：无论在酸、中或碱性条件，加不加矾土，均可提高纸张强度，并有一定的施胶 度。 三．湿强剂：改变纸页的性质，增加纤维间的结合力。 湿强度是指纸被水浸透以后，仍能保持一定的机械强度和特性。 1． 热固性合成树脂：三聚氰胺甲醛树脂，脲醛树脂，酚醛树脂： 三聚氰胺甲醛树脂：P105 机理。 用量在 6%以内时，其留着量高，湿强度明显增加。 PH 纸的高低会影响树脂的留着率，加树脂前 PH = 5~5.5%，加树脂后 PH = 4~5。 四．助留剂和助滤剂： 1． 助留剂：用来提高纸料中的细小纤维和填料的留着率；主要用阳离子型高分子聚合物：聚丙7烯酰胺、聚乙烯亚胺。用量少，效率高，经济效益好。P106 机理。 高分子聚合物使纤维（或粒子）产生絮凝的机理，不仅是表面电荷的中和，还包括有桥联合嵌镶 结合的作用。 助留剂加入的位置尽可能接近纸机网前箱。 助留剂还有助滤的功能。 2． 助滤剂：使细小纤维和填料与纤维絮凝，一方面提高细料的留着率，而同时加快了滤水速率。 机理：P107 第三章 纸的抄造 §1 概述 一．抄造方法和设备 设备：长网造纸机，圆网造纸机，加网造纸机。 （图 3-4、3-5） §2 抄之前纸料的处理 处理流程见 P118 1． 任务：保证将纸料连续、均匀、稳定、干净地送倒流浆箱的进浆总管。 2． 要求： 1） 送上纸机的纤维量要恒定。 2） 配比要稳定。 3） 送上纸机的纸浆的浓度、温度、PH 值等工艺条件要稳定。 4） 纸浆要干净，尘埃小，没有浆团、渣质、纤维分散好。 1． 。 三．纸料的脱气 一）纸料中空气的来源和存在形式： 1. 存在形式： 1）游离状态空气； 存在于纤维间或附着在纤维之上，在纤维细胞腔。 2）结合状态空气；溶解于水和吸附在纤维上。 2. 来源（浆料中游气泡的原因） ： 1） 浆泵密封性差；2）不适当的搅拌；3）输浆管喷入浆料时带入空气；4）浆板不好打浆时带 入空气；5）白水回收，细小纤维带入空气。 2． 浆料中空气存在的状态对纸料性质的影响： 1） 结合态空气对纸料性质影响不大，除非纤维吸附了 CO2，改变了纤维的极性而造成凝聚。 2） 游离状态空气能（1）改变纤维的比重和浆料的可压缩性、脱水性； （2）产生泡沫； （3）使 纤维的比重减轻，产生浮浆，造成在网上出现纤维团和定量不均。 3． 脱气的必要性和方法： 1） 必要性：脱气后，a.提高纸料脱水能力；b.使纸强度提高，强度得到改善；c.节省蒸汽用量； d.纸料压榨脱水和纸的压光较易，纸的平滑度好，透气度低。 2） 方法：预防、排除。 a. 化学除气（如加表面活性剂） ：用物化的方法除去纸料中的空气，浆添加剂加入到纸料和白 水中，使小气泡破裂而变成大气泡，从而从纸料或白水中溢出。 b. 机械法：高压水、热蒸汽、脱气设备（如脱气罐） 。 最好使用脱气设备（P133 , 3）脱气设备及效果。 §3 纸浆的流送与上网 一．纸机的组成：整台造纸机是一种连续工作的联动机， （挂图或胶片）从流浆箱进浆总管道卷纸机。 一）本及部分： 1． 湿部：流浆箱、网案部、压榨部。 2． 干部：干燥部、压光机、卷纸机。83． 机械传动、真空、蒸汽、汽罩、排风、热风、施胶、 （半）压光。 二）附属部分： 白水、湿纸边、湿损纸、白水坑、干损池、水利碎浆机等。是独立的，但又是造纸工艺过程不 可缺少的一部分。 二．纸料的流体特性及其对流送和上网的影响。 一） 纸料的流动机理： 纸料悬浮液的组成： 是一种以水为介质的纤维悬浮液， 它是固体 （纤维、 填料、 胶料） 、 液体 （水） 、 气体（空气）三相混合体。 1． 纸料悬浮液的特性： 1） 具有机械悬浮体的性质，使纤维具有分散的倾向； 2） 具有胶体溶液的性质，使纤维具有絮聚的倾向； 2． 纸料的流动特性： 1） 流动状态：可分为塞（拴）流、混流和湍流。图 3-34 a. 塞流：纤维网络做整体流动，周围有水环； b. 混流：网络塞体表面的纤维逐渐分散进入水环流； c. 湍流：纤维网络完全分散与水环混合。 塞流转变为混流时所需的流速值――上临界流速。 、 、 混流转变为湍流时所需的流速值――下临界流速。 3．纸料的湍动和絮聚： 1． 纸料的湍动： 湍动度：速度波动平均距离大小的量。 湍动强度：湍动时剪切力的大小。 a) 湍动：当流体的雷诺数超过一定数值时，流体的流动状态称为湍动，这时流道内每 一个质点都有不规则杂乱无章的运动。 b) 高强微湍动：浆流具有高强度和小尺寸的湍动。 c) 湍动的特点：湍动具有二重性，即能分散纤维，又给纤维交缠创造机会。 4．湍动与纤维絮聚的关系 i. 低强微湍动和高强大湍动都不能分散絮聚物。 ii. 高强微湍动能分散纤维絮聚物，但湍动与纤维絮聚有一定平衡关系， “纤维尺 度”的湍动。 iii. 高强微湍：湍动规模小到纤维的大小，剪切力大且作用于每根纤维。 iv. 低强微湍：剪切力太小，小于絮聚物内在的强度； v. 高强大湍：湍动规模太大，浆絮聚物置于大涡流之中。 二．造纸机的流送装置――流浆箱 1. 布浆器：作用：将净化筛选系统送来的纸料均匀地分布倒流浆箱的堰池中。 2、堰池――流浆箱的整体部分： 作用：根据纸机速的要求，依靠浆位高度或气垫压力，提供与网速相适应的静压头，并借助整流元件 对纸料进行整流并产生适当的湍动，消除泡沫。 要求： 1） 堰池流道内浆流的浓度应保持不变，避免产生浆流不稳或二次流动。 2） 为了稳定浆位，消除泡沫，堰池内设有溢流装置，溢流量为 5% 。 3） 为了消除泡沫和清洗箱壁，堰池内装有喷水管。 4） 流浆箱的箱壁应有足够的刚度，以避免受压变形。 几种主要的整流元件： 1） 隔板：适于纸速敞开式：隔板分 5~7 格。产生的湍动规模大，整流效果差，易絮聚。 2） 匀浆辊：是一根有较大刚性，辊面上由若干小孔的中空薄壁辊筒，是一般流浆箱应用最广的9整流元件。 作用：消除浆中的涡流和横流，对纸料进行整流，防止纤维絮聚和沉降。提高浆流的湍动强度，分散纤 维，提高成纸的匀度。 3） 阶梯扩散器―阶扩流浆箱：体积小，结构简单，效率高。 特点： a)阶扩具有分布、整流、消能等多功能，固不需配置其它消能元件； b)上网浓度高（可提高到 1.5%） c)使用范围广，可用于长网、圆网和纸板机。 d)抄速范围大，适应性强（车速：40~1500m/min） e)纸料通过量的调节范围广（13~18g/m2 ,80~140g/m2，380g/m2） 4)导流片（漂片） ：由彝族平行的波片祝贺而成。图 3-35 a. 减少了整个流道中浆流截面上的速度差。 b. 浆流中的横流、偏流和大湍动，由于受导流片的阻滞而逐步消失，使大湍动衰减为稳定的微湍动， 整流效果非常好。 1． 堰板：使纸料加速并均匀地以一定角度喷射到网面上，在网上形成均匀的湿纸页。 1） 堰板的型式和特点：图 3-54~57， a. 闸板式堰板：可调垂直式闸板：唇板开度可全幅调节或局部微调。可用于中、高、低速纸机。结构 简单，调节方便，纸页横幅定量误差小，但易挂浆，浆流着网点近。 b. 敛唇式堰板：喷浆（鸭嘴）式堰板：中、低速纸机。浆流加速比缓和，上网纸料的喷射角、着网点 易控制。需整流。 c. 直立唇缘式堰板：结合（鹰嘴）式堰板：中高速纸机。具有上述二种装置的优点 Ⅰ 使浆流保持微 湍动，使浆料不易挂浆。 Ⅱ 在上网前提高湍动强度，更好地分散纤维； Ⅲ 上堰板可全副、局部、前后调节 2） 纸料所含水分： 自由水： （在压榨部脱出）能在重力和机械力作用 下脱出。 结合水： （干燥部） 不能在重力和机械作用下脱出， 而在干燥部受热低可以脱出。 游离浆含自由水多，易脱水。粘状浆含结合水多难脱水。 §4 纸页的成形与脱水 一．纸机网部的任务和要求： 1．任务：使纸料脱出水分，形成纸页， （出伏辊干度 15~25%） ，其脱水特点：脱水量大而集中（占纸机总 脱水量的 90%以上） 。 2．要求：纸料在网部成形时，要求纤维适当扰动，分散均匀。使抄成的纸页匀度良好，全副一致。 二．长网部： 一）长网部纸页的脱水和成形（图 3-58） 1．上网段：包括胸辊、成形板；任务：成形，缓慢脱水。 2．成形脱水段： A 区（成形区） ：该区应缓和均匀脱水，以保证纸页成形良好。 B 区（脱水区） ：可适当加速脱水。 ii. 压差脱水段：包括真空箱和伏辊：本段湿纸已经成形，可采用较高的压差加速脱水。 二） 不同纸种的脱水要求与控制（图 3-15） 三） 上网纸料的喷射和纸页的脱水与成形 1. 要求： “五稳” ：纸料的配比稳，车速稳，堰池的水位稳，送浆泵的水泵的压头稳，进出伏辊湿纸的水 分稳。 “二个一致” ：全副纸料上网一致，湿纸水线的长短一致。理想：喷射角、浆速、喷射距离、喷浆的 厚度保持一致。 ：101 2、伏辊和真空伏辊： 1） 普通伏辊：脱水效率低，网的磨损消耗大，操作麻烦，出事故多等缺点，只适用于旧式纸速长网 纸机。 2） 真空伏辊：由抽真空的下伏辊和包胶压辊（上伏辊）组成。 作用：使纸页紧贴伏辊，提高脱水效果，消除压花，减少纸页继头，提高湿纸页强度，方便引纸操作。 一．圆网部 一）圆网部的分类和组成： 网箱 1．老式圆网纸机网部 网槽 伏辊 1） 纸料上网形式：a.顺流式；b.逆流式；c.侧流式。 成形原理：靠圆网内外的水位差所产生的过滤作用，使纤维在脱水过程中被吸附在网面上形成网页。 a. 顺流式：纸料流动的方向与圆网转动的方向相同。脱水能力强，纸张匀度好，白水浓度低， 纤维流失少， （薄纸） 。 b. 逆流式：纸料流动方向与圆网转动方向相反。上网浓度高，白水浓度大，纤维流失大――抄 造纸板。 c. 侧流式：纸料流动的方向与圆网转动的方向构成 900。成纸纵横拉力比小，适于长纤维抄造薄 纸或某些特殊用纸。 2．新型圆网造纸机： 1． 真空圆网： 2． 加压式圆网：A.在网笼外加气压提高脱水能力。 B.流失少，白水浓度低，成纸紧密，间层结合好，湿纸易剥离 a. 网内抽真空；b.进浆部分用扩散布浆器和匀浆辊。 二．夹网部 特点：强烈快速脱水，采用高效能流浆箱； a) 叠网成形器： b) 夹网成形器： §6 压榨部： 从网部来的湿纸页（含水 80%左右） ，需要在压榨部利用机械压榨作用进一步脱水提高干度的同时，增加 纸的紧度及强度。 据称：出压榨部湿纸页干度提高 1%，烘缸部蒸汽消耗量减少 5%。表 3-29 三．湿纸页的传递 1．引纸方式 开放引纸 比式引纸（粘纸引纸、真空引纸） 1） 开式引纸（图 3-156，157，158）P226 2） 粘舐引纸（图 3-164）―中速纸机 3） 真空引纸（图 3-165）适于高速、超高速纸机。 。 三．压榨脱水原理 1．压区中的压力 机械压力 流体压力 2．横向脱水原理：11压区中主要的压力梯度是存在于和压区相垂直的，因此从湿纸中压出的水是沿着水平方向流动。 特点：脱水距离长，阻力大，脱水效果差，易产生压花（压溃）现象。 压花（溃）压力：与刚刚出现压花压立时相应的压力； 2． 垂直脱水机理： （沟纹压榨，真空、育孔压榨） ： 压榨出来的水沿毛毯垂直方向脱出。 特点：垂直方向压力梯度大，脱水路径短，脱水快，对压榨效果决定作用的是流体压力梯度，机械压 力是条件。 。 游离水 三．干燥对纸页性质的影响： 毛细管水 结合水 １． 干燥时的纸的收缩：原因： 1）纤维具有脱水性 脱水 单根纤维收缩――纸页收缩。 2）水蒸发 表面张力 纤维靠近 氢键 纸页收缩。厚＞横向＞纵向 ２． 收缩性：含机木浆纸＜化学浆＜高粘 KP 浆 ３． 牵引力与强度关系： 牵引力大――刚性强――裂断长高――耐破度下降――纵向伸长率下降――横向伸长率提高――横向裂 断下降――耐破度――撕裂度 P282 ４． 干燥对其它纸页性质的影响： 平滑度提高，紧度提高，不透明度下降 打浆度高――湿纸页收缩性好――紧度、透明度高 四．干燥机理和强化措施： （图 277） １． 烘缸干燥区的划分及特点： ab 段：贴缸干燥段：升温，传热效率差。 Bc 段：压纸干燥段：蒸发水量最大。 Cd 段：贴缸干燥段：单面蒸发。 De 段：双面蒸发段：靠纸页自身热量蒸发水分。 特点： 1） 纸的干燥都有一个升温、降温、再升温的循环过程。 2） 沿着纸幅的横向水蒸气排出速度不同，两边＞中间 3） 帆布阻碍了水分的顺利蒸发。 ２． 干燥机理： 过程 传质 方式 接触干燥 传热 对流干燥，双面自由干燥区 纸机干燥的主要方式是接触干燥。 升温（10~15%） 1）接触干燥的阶段性 恒温（55~65%） 降速（25~35%） a. 升温阶段：时间短，水分变化小，湿纸温度和干燥速率增长很快。 b. 恒速阶段：纸的温度和干燥速度不变，内部水分扩散＞外部，蒸发去掉的是游离水。 c. 浆速阶段： 第一段：温度降低，干燥速率直线下降。 第二段：温度回升，干燥速率锐减。 干燥去掉的水 第一段为毛细管水 第二段为结合水 2)干燥速率：决定于外部扩散――恒速阶段 决定于内部扩散――降速阶段；123）强化干燥措施：增加烘缸个数； 增加烘缸直径； 增加纸幅包角（）3） 增加接触面积 F； 4） 提高St(tπ －tb)――提高蒸汽压力； 一般不希望烘缸温度超过 1200C； c.提高总传热系数 U = 1 / (1/α 1+δ /λ +1/α 2) λ :缸导热系数 α 1：冷凝蒸汽对烘缸的传热系数； α 2：烘缸外壁对纸的传热系数； 干燥纸的热量消耗和蒸汽消耗量： 凝水的热含量： ３． 干燥曲线及通风方式： （P304 图 291） 开始逐渐升温，然后平直，最后稍有下降。 1） 初期升温要缓慢： a. 产生大量蒸汽； b. 纸页贴缸 c. 影响施胶 2） 后期要降温（设冷缸） a. 控制纸页的水分； b. 提高纸的塑性 c. 减少静电作用 通气方式： （P296 图 281） １． 单段通气：管线简单。1）设有蒸汽循环，需定期排不冷凝气；2）排气阻阀门太多；3） 阀门出故障时，蒸汽会流失。 2．多端通气（三段） （P296 图 3-282） 1） 一段通新鲜蒸汽，二、三段通闪急蒸发的二次蒸汽。 2） 分段通气是依靠各段烘缸之间的压力差，或者借助于连接在最后一段的真空泵产生负压 进行。 特点：用气水分离器代替了排水阻气阀。 a. 由于排出了冷凝水和不凝气，保证了整个烘缸温度均匀。 b. 干燥曲线易于调节，趋于完善。 c. 总传热系数提高。 ４． 干燥部的通风 1）通风方式： a.自然通风（层楼布置较好） 5） 强制通风（抽、鼓风机） 6） 强制循环通风 §8 纸的压光、卷曲、完成整理 一．压光：一般长网纸机压部之后装有一台压光机，用以提高纸的平滑度，光泽度和厚度均匀性。 １． 低中速纸机：3~6 辊压光机； 高速纸机：8~10 辊压光机；P320 图 320 ２． 压光棍个数增加，裂断长、撕裂度有所下降，厚度成直线下降；部透明度变化不大，平滑度有显著 提高，纸的紧度提高，吸墨性下降。 ３． 增加纸的水分，纤维塑性增加，紧度、强度、光泽度、抗油性提高，拜读和部透明度降低； ４． 压光棍摩擦产生大量的热，应设法冷却压光棍 二．卷取：要求卷筒松紧一致 轴式卷纸机：限于低速纸机。 （见胶片）13辊式卷纸机：适合于各种车速纸机，纸卷紧度好，对纸页张力小。注意：纸在卷成卷筒的过程中；卷 筒直径不断增加，但其圆周速度却须固定不变――需调节转速。 三. 纸的完成整理： 1．超级压光： P338 图 345、346 1） 与普通压光相比：辊数较多（8~12） ，车速较快（600m/min） ，线压大，有纸粘辊。 单面超级压光机：钢辊与纸辊相间排列，辊数为奇。 双面超级压光机：有一对纸辊连着排列，辊数为偶。 2） 超级压光的作用：主要是靠压光棍间的摩擦和压力作用。压力作用提高纸的紧度，降低厚度。摩 擦作用是以提高光泽度为主，提高平滑度主要靠纸辊。 2．影响超级压光的因素： a. 纸页的水分：表 3-53 b. 辊间压力； c. 压光棍数； d. 压光速度； e. 辊子温度。 3．复卷： 上领纸式：图 3-352 下领纸式： i. 幅卷应避免卷得过松或过紧。 ii. 纵切装置： 剪切式： （图 353） 纵切实： （图 354） 思考题： 1、纸料中空气存在的状况及对纸料性质的影响。 2、脱气的必要性和方法； 3、纸料悬浮体的特性和其流动力学特性。 4、试用机械学说与胶体学说解释湍动的二重性。 5、流浆箱组成部分及其功能作用， 6、长网部可分为几段，各段的作用、任务。 7、喷射角、着网点对纸幅的脱水和成形的影响。 8、案辊案板的脱水机理及其比较。 9、网案振动的目的及其与纸幅成形的关系。 10、圆网的上网形式、成形原理及临界速度。 11、选分作用，洗刷作用对纸幅成形的影响。 12、试比较水平方向脱水和垂直方向脱水机理，并说明为什么垂直压榨脱水量大。 13、什么是纸页在压区的回湿？ 14、升温压榨为什么能提高压榨脱水速率 15、烘缸干燥区的划分及其特点。 16、接触干燥的三个阶段及其特点。 17、干燥曲线 18、干燥纸的热量消耗和蒸汽消耗量计算。 19、提高纸板层间结合力的措施。 20、竖向性质对纸张（板）使用性能的影响。 21、纸张表面结合性能的影响因素。 22、什么是纸张的两面差？造成纸张两面差的原因是什么？ 题型：1．名词解释 2．简答题 3．分析题 4．论述题 5．计算题14