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作者張臣湘,高級工程師，遼寧營口造紙廠原副總工程師，現遼陽造紙機械有限公司顧問。 1996年獲國務院特殊津貼。提鍵要：近幾年，我國相繼引進了數套上網成形器，遼陽造紙機械有限公司也著手制造；不僅應用于生產紙板，也應用于生產新聞紙、文化用紙等。本文綜述了上網成形器的的優(yōu)點、脫水原理，論述了各種類型的上網成形器的特點、性能及其工藝參數，可供選擇、使用、設計、制造加工上網成形器時參考。關鍵詞：上網成形器；曲面頂網成形器；脈沖脫水;靜止脫水元件；恒定脫水；輥子脫水元件由于普通長網紙機網部紙料經過一定距離脫水后，在長網頂部再加一個短長網，兩個網子夾著濕紙上、下兩面脫水，這個短長網稱為上網成形器(或稱為夾網成形)。國內金城紙廠引進了DuoFormer H上網成形器；岳陽紙業(yè)集團引進了B.F(Bel-Former)成形器，武陟紅麻紙廠引進了B.F曲面頂網成形器；遼陽紙板廠在四疊網紙板機上引進了DuoFormer D型上網成形器；遼陽造紙機械廠為漯河銀鴿公司的紙機生產了類似Bel-Bond上網成形器，還為浙江永泰四疊網紙板機芯網頂上加了一個上網成形器，利用反真空箱向上脫水。最近駐馬店白云紙業(yè)公司也向遼機訂購一臺上網成形器，生產高檔文化用紙。從國外資料和國內使用情況看，上網成形器都收到較好的效果?！?穩(wěn)上網成形器的優(yōu)點1.1加增加脫水能力由于濕紙在兩個網中夾著脫水，上網脫水量根據設備的布置和生產情況，占整個網部脫水的30%～60%，在不改變車速情況下，流漿箱的濃度從0.8%降到0.65%，改善了生產條件，提高了紙的勻度。1.2加提高車速，增加產量由于在上網濃度相同的情況下，上網漿量增加20%以上。某廠未改上網成形器前抄速658m/min，改造后平均抄速增加到826m/min。金城紙廠用葦漿生產52g/m2膠印書刊紙，普通長網機只能開到264m/min，使用上網成形器后車速開到了370m/min，產量有了很大提高。1.3加填料及細小纖維分配均勻，減少了兩面差由于濕紙兩面受力,兩面排水，紙層內細小纖維和填料差別不大。如圖1所示,普通長網網面紙的灰分8%，正面灰分20%，而使用上網成形器后，網面和正面灰分均為16%，紙中層灰分略高。1.4加改進紙的質量由于上網成形器兩面脫水，紙上、下兩面細小纖維、填料、膠料分配差別減少，紙兩面平滑度差減小，紙的卷曲現象減少。絮聚的纖維在夾網中受到分散均整,纖維重新排列，Z向纖維排列比較合理，因此纖維縱、橫排列改善，平均裂斷長增加，物理強度指標提高，印刷性能如表面吸墨圖1 灰分及填料分布A-普通長網紙機 B-帶上網成形的紙機及油墨干燥速度都很好，印刷時紙的收縮率減少，兩面字跡清楚，不會產生上面印刷清晰，反面印刷模糊的現象。1.5加節(jié)省動力由于上網成形器Bel-Roll，上網不用動力，由網子帶動，減少動力40%。兩個網子夾著濕紙緊貼曲面脫水箱，利用網子張力加壓于紙層使其脫水，可以減少濕吸箱的個數和抽力，真空泵數量減少，網部總功率降低?！?穩(wěn)上網成形器脫水原理2.1加恒定脫水由于兩個網子包繞轉動的成形輥或靜止的曲面成形板，如果不計兩網內懸浮體的厚度，濕紙在恒定壓力下脫水。設R為成形輥半徑或成形板曲率半徑，R=0.75m，T為外網張力，T=6kN/m，則紙幅成形過程脫水壓力P=T/R。若T值不變，整個脫水過程中壓力是恒定的，即：P=6/0.75=8kN/m2。2.2加脈沖脫水由于脫水板有一定角度，兩網夾著濕紙在其頂上通過，脫水板頂端懸浮體中將產生一種反作用力。如脫水板角度為α，網子張力為T，則反作用力F=2T·Sinα。如果采用多塊脫水板，各頂板接觸處產生反作用力，而兩脫水板之間則會出現壓力降，再接觸下一個頂板又產生反作用力，形成脈沖脫水，如圖2。圖2 脈沖脫水示意圖2.3加真空脫水由于Bel-Bond上網成形器設有倒置真空箱，由于網子張力的擠壓，排除的水用真空抽走。Bel-Former上網成形器底網也設有曲面脫水箱，用真空抽水。2.4加離心力脫水由于兩網夾著濕紙，網子包纏著輥子，一方面受網子張力擠壓，另一方面也受輥子轉動產生離心力，將水甩到接水槽?！? 上網成形器的類型由于上網成形器種類很多，按脫水元件使用情況可分為三類：(1)靜止元件脫水的上網成形器；(2)輥子轉動的上網成形器；(3)混合元件的上網成形器。3.1 靜止元件脫水的上網成形器由于靜止元件是以濕吸箱、曲面倒吸真空箱為主，真空箱靜止不動進行抽吸脫水。Bel-Bond成形器屬此類。又可分為以下三種：3.1.1 倒置真空箱元件為曲面無加壓裝置由于上網有傳動和真空系統(tǒng)，反抽真空箱有3～4室，每室有單獨調節(jié)抽力的閥門，使抽力由小到大，網子張力產生一種壓力壓向真空箱面，箱面受到真空抽力和網子壓力使?jié)窦埾蛏戏聪蛎撍婵障淇p為條形。當真空脫水時，負壓脈沖引起微湍動，使纖維分散改善成形效果。如表1。表1 各部分真空抽力和脫水量　唇口第一真空室第二真空室抽力 kPa抽氣量 m3/min·m2脫水量 %(以全脫水量為100%)0～51～230～706.9～202～320～5020～353～45～103.1.2 倒置真空箱箱面平直，下面有加壓裝置由于濕紙夾在兩網中間平直通過倒吸真空箱。為了使兩網夾著緊密接觸真空箱，不能因網子松馳而產生漏氣和滑動，因此在下網設有加壓成形板，用氣胎加壓，壓力不能太大，網子緊密接觸倒吸真空箱面即可。如果壓力大于牽引力，容易使網子停止轉動。上、下兩網板條錯開布置，下網板條最好接觸反真空箱的縫隙，下成形板可以向上施加壓力，并可分段調節(jié)，操作控制靈活。上成形板有3～4個白水收集箱與低真空抽力管連接，真空度5～30kPa。如SymFormer MB疊網成形器。3.1.3 倒置真空箱底面平直傾斜放置由于倒置真空箱第一塊導入板壓向底網14mm，最后一個導出板壓向底網24mm，反抽真空箱傾斜壓向網子，濕紙與箱面緊密接觸，壓力從小到大。流漿箱噴出漿的濃度0.3%～0.5%，經過下網脫水板濃度增加到1.5%左右，然后進入夾網成形器，導入輥可以上、下調節(jié)，使?jié)窦埰椒€(wěn)進入兩網之中。唇板可根據脫水量調節(jié)開度，每個真空室有自控閥門控制真空度。3.2 輥子轉動的上網成形器由于基本上無靜止元件，不需要傳動和真空抽力，動力比較節(jié)省，兩個網子夾著濕紙包繞成形輥，利用網子的壓力將水壓入成形輥內，輥子轉動產生離心力將水甩入接水槽。參看圖3。 圖3 DuoFormer成形器結構示意圖1-成形輥 2-導輥 3-壓網輥 4-分離輥 5-張緊輥 6-測量輥 7-清洗輥 8-導向輥 9-刮水板 圖4 三種成形器抄造定量與車速關系由于#1成形輥類似圓網籠結構，有不銹鋼片支承，外包10目塑料網。濕紙經過下網脫水板后，基本上形成紙?zhí)ィ啥?%～2%。濕紙到成形輥時，上、下兩網夾著濕紙包覆在成形輥上，這時成形輥受到網子的張力產生一種壓力，壓向成形網，使水進入成形網內，形成向上反向脫水。另外成形輥轉動產生一種離心力，將水甩入白水槽。濕紙在成形輥處由于方向轉變，網子與濕紙間發(fā)生摩擦剪切等作用，使絮聚的纖維重新組合排列，特別是Z向纖維的排列得到合理的處理。紙頁離開成形輥和刮刀來到#2輥(實心包膠輥)，此時方向發(fā)生變化，成形輥脫出的水大部分到此已經排除。#2輥受到離心力和網子張力的作用也將水甩入白水槽。#3輥為實心壓網輥，使?jié)窦埡途W子再次改變方向，便于#2輥排水。#3輥與#4輥密切配合，使雙網在分離前將濕紙?zhí)ミM一步壓緊。#4輥為包膠輥，上網在#4輥分開。由于#4輥在出口楔區(qū)產生真空吸力，使?jié)窦埼皆谙戮W上。由于金城紙廠使用DuoFormer H型輥式上網成形器，用葦漿生產膠印書刊紙。從表2對比中看出，抄速有很大提高，質量有很大改進，紙兩面平滑度較好，印刷性能好，掉毛個數顯著降低。表2 上網成形器與普通長網質量對比機型車速m/min定量g/m2滑石粉加入量kg/h填料保留率%紙頁灰分 %填料含有率 %平滑度 s掉毛個數上層中層下層上層中層下層正面反面兩面差正面反面兩面差 %普通長網上網成形器24637051.552.5465.5536.272.874.25.510.79.714.15.410.65.429.793.6612.093.539.0748.478.736.871.2249.55783467454540921.412.43.3 混合元件上網成形器由于靜止脫水元件和輥子轉動脫水元件都用，這種上網成形器綜合上述兩種上網成形器的優(yōu)點而設計。其結構比Bel-Bond成形器簡單，頂網部分不需要傳動和真空系統(tǒng)，成紙質量很好?！?高三類上網成形器適用范圍4.1 適用范圍4.1.1 靜止脫水元件(Bel-Bond)由于適應抄造高定量、速度稍低的紙板機，也可以抄造書刊紙、新聞紙、瓦楞紙，纖維留著率低，但成形質量很好，采用真空脫水可用于二次成形。遼陽紙板廠和永泰紙業(yè)公司都在四疊網芯網頂上加上一個短長網，利用倒置真空箱向上脫水。抄造定量與車速的關系如圖4。4.1.2 輥子轉動元件脫水(Bel-Roll)由于適用于低定量尤其是薄頁紙機，其纖維留著率高，動力消耗少，抄速可達到2100m/min，紙幅成形比普通長網好，結構簡單，操作方便，并能采用多層流漿箱抄造多層紙板。除抄薄紙外，還能抄新聞紙、雜志紙、書刊紙，根據夾網走向朝上或朝下，分別適應高速或低速。4.1.3 混合脫水元件由于綜合了B.B(Bel-Bond)和B.R(Bel-Roll)成形器的優(yōu)點，纖維留著率高，成形質量好，適應于抄造低定量和中定量產品的紙機。4.2 各種成形技術數據(表3、表4)表3 各種上網成形器工藝參數成形器型式夾網段紙干度 %朝上脫水比例 %傳動真空需要紙幅成形定量動力需要纖維留著率網輥數量進口出口Bel-BondBel-RollBel-FormerDuoformerSymFormer RTopFlyteFormer0.9～1.51～1.51～1.51～1.21～1.20.9～1.410～1510～138.5～9.510～156～1010～1250～60～4030～4035～4030～45～30+--+--+-/++-/+--最好好最好　低到高低低到高　不變(重新分配)減40%(同一速度)減20%(同一速度)　減10%減20%減5%　476666　注：傳動“+”表示有傳動，“-”表示無傳動；真空“+”表示有真空，“-”表示無真空。 表4 幾種上網成形器質量測定　Bel-BondBel-RollBel-FormerDuoFormerSymFormer RTopFlyteFormer改前改后改前改后改前改后改前改后改前改后改前改后成形(NUI)透氣度 ml/min不透明度 %橫向撕裂度 g耐破度 kg/cm2上面粗糙度（Bendtsen）網子長度:上網 m由于由于下網 m網子壽命:上網 d由于由于下網 d車速 m/min13.46009531077.6  　    6589.636094.729875.6 12404060826 11594　9.7133   　    716　12093.5  9.0110143410010076210.826095.12088.4106     75010.115095.52097.910116.838.511390784119095302.578100  　     61910.59095295  9018.5331069164811.230595.6332  104   　   8909.226595.9332  9822.117.612943.589810.824893.0275  108  　     6768.620793.5273  761832.512095691注：NUI為不均勻指數，小為好。Bendtsen為粗糙度測定數。4高三類上網成形器適用范圍由于上網成形器按照脫水元件分類:(1)靜止脫水元件倒置曲面真空箱，適應高定量、低速度紙板機，成形效果好，但纖維留著率低，上網有傳動和真空系統(tǒng)，結構復雜，不省動力。倒置曲面真空箱由于網子張力產生壓向網子的壓力，使網子緊貼箱面，但曲面真空箱制造加工困難。采用平直真空箱面，下面設加壓成形板，使網子緊貼箱面，結構復雜，不如將平直真空箱傾斜放置壓向下網，使平直真空箱也能受到網子張力壓向箱面。(2)輥子轉動元件的上網成形器適應高速簿頁紙機，兩網包繞著輥子，由網子帶動，沒有傳動和真空系統(tǒng)，節(jié)省動力，纖維留著率高，成形效果不如靜止元件。(3)混合脫水元件的上網成形器采用靜止元件和輥子元件脫水，吸收了以上兩種成形器的優(yōu)點，可適應各種情況。紙板機一般采用靜止元件倒吸真空箱，薄紙機一般采用混合脫水元件，曲面真空箱加工制造難度大，可采用多塊脫水板組成?！⒖嘉墨I　［1］張展鶴.夾網成形器脫水原理及其選用.國際造紙，1998，(2)［2］李巖.Duoformer夾網紙機采用100%亞硫酸鹽葦漿生產膠印書刊紙的實踐.中國造紙，1995，(4)［3］教富偉.Duoformer-H上網成形在我廠的應用.遼寧造紙，1995，(4)［4］張承武，盧謙和等.制漿造紙手冊第九分冊，紙張抄造:279～298［5］楊伯鈞.印刷紙機新技術.中國造紙，1994，(5)［6］李修安.談輕量涂布紙的試生產.中華紙業(yè)，2001，(1)、(2)