4.横向（CD）控制


　　传统上只控制纸页纵向（MD）定量与水分。MD定量通常由生产工调节放料阀开度（从而影响流浆箱出口浓度）进行控制。MD水分则以，调节干燥部蒸汽阀开度或其他措施进行控制，新型纸机的MD定量通过流程上的定量阀进行自动遥控。


　　CD控制是现代高速宽幅纸机的一个重要特征，是提高纸页质量的有力措施。CD控制主要包括定量、水分和厚三部分，有的还有涂布量、平滑度等控制。目前国内已开始重视这方面的工作，但一般还局限于定量、水分的监测，还没有实现定量、水分和厚度的CD控制，严重影响了纸张质量的提高。

国外在CD控制上从80年代初期即开始使用，到1988年已有3000台以上CD计算机控制系统。其中定量控制占25％，水分控制中42％，厚度控制占32％。平滑度、光泽度、涂布量的CD控制也取得了进展。CD控制系统在商业上的成功是与其所取得的效果和市场对改善均一性的需要密切相关的。将70年代中期与1987年两者之间新闻纸的“可接受”的峰间CD波动值进行对比，定量的峰间波动值获得的改善从5％降到2％；水分的改善从6±2％增加到9±0.5％；厚度的改善从5％的峰间范围降到1％。极少有用70年代的纸机能生产出在1987年市场畅销的纸张。


　　纸页MD和CD测量不管有多少个项目，都可集中在一个扫描架上。扫描架置于压光机与卷纸机之间，结构坚固，除测定MD多数外，还可来回移动扫描测定CD各项参数。利用传感器和计算机可将实时的MD和CD纸页参数在计算机上显示或打印出来，供生产工调节生产过程导参数。


　　CD控系是指根据CD测量数据与设定数据进行比较，然后通过执行机构进行CD自动控制。


　　4.1 定量CD控制


　　定量是纸张的一个基本物理性能。定量不均是造成纸病的根源。纸辊上的CD定量波动比MD波动更为重要，因为纸辊上的CD波动会累积起来，造成纸辊松紧不一，而MD波动则往往最后会趋于拉平。


　　CD定量主要是通过调节上网浆流量进行控制。一般移动上唇板，下唇板保持不动。执行机构的作用是根据控制要求，利用上唇板驱动装置调节上唇板的各部开度。上唇板执行机构包括电动步进电机与齿轮联合系统、加热杆系统、热控液压系统、气动/电动调谐齿轮等，各仪器公司都有其特定的型式供用户选用。


　　第一家安装CD定量控制系统的美国St.regis纸业公司，据称其横幅分布改进了6％～55％，等外品纸张减少了20％。


　　4.2 水分CD控制


　　横向水分不均造成潮斑等各种纸病。传统的改进横向水分分布的办法是将纸页过度干燥。但这样做使纸页脆性增加、强度减小。最主要的是不必要地将纸张水分降到标准水分以下，减少了按重量售纸的销售收入；再加上多耗费的干燥能量，都使成本增加。


　　从产品质量上看，CD水分分布除对强度的影响外，对机内涂布与压光质量均有影响。


　　水分CD控制是根据测量的CD数据与设定数据比较，再通过执行机构进行CD自动遥控。执行机构可分为红外加热器（又分电红外与煤气红外）、喷汽器与喷雾器三种。


　　红外加热器最初设置于最后面的加热烘缸（干瑞），因为此时纸页已处于高温，所以多数能量可用于蒸发水分而不是加热纸页。最新经验表明，红外加热器用于干燥部湿端效果很好，因为它们在湿端预热纸页，减少了干燥部的预热负荷。红外加热器是唯一适用于机内涂布机后面的水分CD控制系统。


　　喷汽器在压榨部使用，利用控制压榨部的纸页横幅温度，控制进入干燥部的CD水分分布，从而控制离开干燥部的C水分分布。纸页温度提高10℃，可使纸页离开压榨部的干度提高1％，所以虽然在压榨部用了蒸汽，干燥部相对节省了更多蒸汽。


　　喷雾器是在干燥部干端喷入水雾或细小水滴，以提高纸页局部水分，解决低于平均水分的条斑，防止过干燥。


　　薄型纸的水分CD控制，大多采取在扬克烘缸的压辊上或压辊前安装喷汽器。除改进CD控制外，还可增加5％～15％的干燥能力。


　　水分CD控制的好处是降低生产成本，增加生产能力（指干燥部）和改进产品质量，仅成纸水分从6％增加到9％一项，每吨纸即可多收入100多元。


　　4.3 厚度CD控制


　　早期的纵向与横向厚度控制用与压光辊相接触的摩擦器，生产工根据经验调节摩擦器，使压光辊在该处发热，影响辊子直径，从而影响该处压区压力，起到调节纸历厚度的作用。这种做法可靠性较差，且使压光辊磨损加快。


　　新型的厚度CD控制是根据厚度CD测量值与设定值相比较，再通过执行机构进行CD自动遥控。执行机构有AC（交流）感应加热系统或热风喷吹系统等。


　　


　　5 纸机的传动


　　现代高速纸机要求实行精密的分部传动。在传动中稍有误差，即形成断纸等诸多问题。目前纸机传动大体有两类，即直流可控硅传动和交流变频传动，以后者使用更为广泛。


　　5.1 直流可控硅传动


　　大约自60年代起，可调压直流电的分部传动已是普遍使用的传动方式。它是利用可控硅整流器将交流电转换为直流电，以直流电机传动，直流电机速度的变化，几乎与所用电压成正比。

直流传动开始利用模拟式速度调节器。到80年代中期，使用微处理机的数字式调节器代替了模拟技术，此时从速度传感器发出的脉冲信号转变成二进制数字信号，并与微处理机中的二进制参数信号相比较。全部调节器现在都是以数字算法产生必需的调节功能。这类调节器比模拟式调节器更稳定可靠，且易于维护。精确度在稳态条件下可达最高速度的±0.01％左右。


　　5.2 交流变频传动


　　分部交流变频传动装置于80年代前期首先在欧洲、日本得到应用，然后又引入美国，现在使用比较广泛。这种传动的基本原理是交流电机速度的改变几乎与所用频率成正比。如图18所示，它首先将工厂电源整流成直流电源，然后直流电源再通过半导体装置不时地进行转换（且为相反方向），为电机提供变频交流电源。这种转换受数字调节器（与直流传动的相似）的控制。交流传动的最大优点是可用非常可靠的交流电机。

图18 可变频的数字式交流传劫


　　6 纸机的振动的控制


　　纸机是由数百个转动部件、辊子压区和毛毯所组成的一台复杂精密的机械，任何在安装和运行中存在的缺陷，均会引起振动。在振动得不到很好控制的情况下，往往造成计划外停机。老式纸机的维修人员通过现场测听或手提振动仪来测知振动水平，从而决定是否对磨损部件的更换。随着车速的提高，简单的振动监测已无法满足复杂的维修需要。在现代纸机上，利用安装在纸机不同部位的振动检测传感器和包括实时频谱分析仪在内的计算机系统实行自动监控。自动机械监控系统（见图19）减少了因设备和贵重品意外和过早损坏而引起的计划外停机；它有助于提高纸机的运行效率，可在更高的速度下运行；可协助分析振动增加的原因；有的还具有其他





图19 纸机监控系充统简图


　　功能的振动分析能力（如湿部脉冲分析、工艺变数监控和润滑系统监控）。目前新建的现代纸机与重要的老纸机改造都选用这类系统以替代人工监测。（续完）


　　附注：本文系参考国外面关资料写成，主要参考书为“Paper Machine Operation”，全书已由本文作者译出（中国轻工业出版社出版，译名为《最新纸机抄造工艺》）

[时间：2001-05-18  作者：曹邦威  来源：纸和造纸2001-2]