1 前言



　　20世纪初，国外长网纸机车速已经达到330m/min。大约在50～60年代，真空引纸辊、可控中高辊等的出现，长网纸机车速提高到600～700m/min，幅宽可达8m左右，这是长网纸机的鼎盛时期。这以后随着车速进一步提高，单面脱水的长网纸机暴露出很难克服的问题（如两面差、网部过长等），而逐步让位于双面脱水的双网纸机。



　　目前，新型高速纸机基本上都是双网纸机,单长网纸机在国外已逐步趋于衰退，仅用于低速中小型纸机和特种纸的抄造上。生产印刷纸的双网纸机车速已达1700～1800m/min，薄型纸的双网纸机已达2200m/min,纸机幅宽已达10m。有人预测，一二十年后印刷纸纸机车速将达2000m/min。最大幅宽大约仍将徘徊在10～11m，这是因为辊子挠度将因纸机宽度增加而大大增加，必须增大辊子直径，从而显著增加纸机的制造成本。



　　我国由于受纸厂规模和草浆原料的局限，纸机技术发展缓慢。直到七八十年代，除少数大中型纸厂拥有国产或进口的长网纸机外，圆网纸机和短长网纸机占了极大数量。这以后由于有识之士的大力倡导，幅宽2000mm左右、车速300m/min左右的国产中速长网纸机才逐渐增加。即使这样，国产长网纸机的水平也大致只相当于国外20世纪上产叶的水平。



　　近几年来，在江浙沿海诞生的一批外资大型造纸企业，一律以进口商品木浆或废纸浆为原料，利用新型高速纸机生产高质量的有市场竞争力的印刷纸、薄型纸和纸板。斥资几亿甚至十几亿美元，建成现代化的大型造纸基地，单台纸机年生产能力甚至高达35万吨。这些纸机的技术代表了当今国外现代化的最新水平。这是我国纸机技术的一次质的飞跃，令业内人士耳目一新。随着纸机技术的发展必将反过来促进制浆工业技术的发展和现代化。目前我国南方广西、福建、云南的现代化木浆工业正在兴起，中国纸业现代化的黎明已经到来，不久定将迎来灿烂的黄金时代。



　　为使国内广大业内人士对这类新型高速纸机的特点有所了解，特根据国外有关文献资料撰写本文，以供参考。



　　2 纸机湿部系统



　　2.1流送系统



　　 流送系统（又称上浆系统）的范围是从纸机贮浆槽至流浆箱堰板为止。新型纸机的流送系统如图1所示。它包括浆料稀释系统、浆料净化系统和布浆与流浆箱系统。

图1 纸机流送系统



　　2.1.1浆料稀释与净化系统



　　 经过打浆和配浆后的浆料，贮存于纸机贮浆池，泵经调节箱稳定压头，然后经定量阀（该阀根据纸张定量变化自动调节开度，以保持纸幅纵向定量的均一性）去冲浆泵，在冲浆泵与网坑来的浓白水相混合，稀释至上网浓度。冲浆泵都是变频双吸泵，可根据需要改变流量。冲浆泵出口的稀释浆，再经过离心除砂器和压力筛浆机净化后去流浆箱。



　　离心除砂器和筛浆机根据生产需要采用1～3段。筛浆机一般用孔筛，因为在流送系统筛出的粗渣量已很少。但对质量要求严格的高级纸、涂布纸之类，也选用缝型筛，这在欧洲和日本尤为普遍。缝型筛缺点是如有筛缝堵塞将危及连续生产的抄纸系统。



　　在纸机车速较低时，纸料脉冲对纸机抄造和纸张质量的影响不明显。但随着车速加快、幅宽加大，脉冲会在网上“放大”，使纸页产生条纹（纵向定量波动）、影响压光操作以及引起纸页厚度不均、平滑度不均、正反差大和复卷困难等问题。因此高速纸机特别注意流送系统的设计和操作，力求将脉冲减到最低。稀释净化系统的冲浆与筛浆机一般产生10～30Hz的频率脉冲，是主要的脉冲源。新型纸机采取将筛浆机的两个旋翼改为4个或更多，将冲浆泵叶轮的对称叶片改为错开式叶片等办法，尽量减少脉冲。脉冲指标应作为选购上述泵、筛时的参考指标。



　　新型纸机对流送系统中浆料夹带的空气也极为重视，高质量纸张制造均设有除气系统（见图2）。筛浆机出口浆料先送去上部抽真空的贮气罐，空气从上部抽出，浆料除气后回到流浆箱供浆泵。







图2 除气器系统简图



　　2.1.2布浆器和流浆箱



　　浆料进入流浆箱前先经布浆器（见图3）。布浆器的作用是保证浆料均匀地分布到流箱堰池。图示带有截面积呈线性减少的锥形进浆管的布浆器是新型纸机上最常用的装置。如果设计正确，它可确保以不变的浆流量通过各个小支管，完成浆料由来浆管转入纸机全宽的均衡分布。



　　为避免挂浆和影响管内流动特性，从筛浆机至布浆器的管道以及布浆器本身各管内壁表面，均应保持一定光洁度，不允许有焊缝毛刺等凸出物。



　　流浆箱是纸机的心脏，它的结构和性能对于纸页的抄造性能和质量至关重要。在新型高速宽幅纸机上，流浆箱更显出其重要性。现在传统的匀浆辊流浆箱所产生的大规模低强度湍动已不能满足要求，应用微湍原理的水力式流浆箱已广泛地被采用。一般300m/min以上的长网纸机即应使用水力式流浆箱。而双网成形器由于纸页成形极快，成形器没有扰动，匀度完全取决于喷浆本身的纤维分布状态。因此，对双网成形器来说，微湍水力式流浆箱更是必不可少的。



　　水力式流浆箱应用固定元件消融高速射流中的动能，并形成稳定而匀质的浆流。固定元件完全充满纤维悬浮液，因而浆流能以更高速度通过流浆箱，并有可能藉减速作用而产生湍动、逐级改变截面积以及改变浆流方向与壁面剪力。流浆箱有三种基本型式完成上述过程，即浆流喷嘴型、阶梯扩散型和固定匀浆装置型。其中浆流喷嘴型以KMW公司的HTB流浆箱为代表，阶梯扩散型以Escher-Wyss公司的水力式流浆箱为代表，固定匀浆装置型则以Voith公司的W型流浆箱以及Valmer公司的Sym Nozzle 流浆箱以及Beloit公司的飘片式聚敛型流浆箱为代表。



　　水力式流浆箱箱体内与浆流接触的金属表面必须十分光滑，其表面粗糙度不得大于0.2um，内壁均用不锈钢制作。新型微湍流浆箱的横幅波动很小，一般为1%，最好的为0.5%。



　　现已开发出两层或三层式流浆箱，可用以生产由两层或三层组成的薄型纸或纸板。还有高浓流浆箱可将0.05%～1.2%的常规流浆箱出口浓度提高到2.5%～3.5%。在瑞典运行的一台三层式成形器，其中间层即用高浓流浆箱的机械木浆，降低了配浆成本，又提高了纸板挺度。







图3 带锥形进浆管的布浆器



　　2.2成形部



　　随着车速的不断提高，传统的长网成形显露出其局限性，最主要的是两面差。图4是700m/min车速时抄造新闻纸页细小物质含量分布情况。可以看出，由于单面脱水，纸页网面的细小物质（细小纤维和填料）流失较多，形成正面与网面的细小物质含量相差一倍。另外，车速提高，在脱水速度不变的情况下也使长网脱水的网案相应延长，厂房建筑费用随之增加，而且过长的“开放”网面也带来若干不稳定性。于是两面脱水的双网成形器（twin-wireformer)遂应运而生。（待续）







图4 新闻纸中的细小物质含量

[时间：2001-05-18  作者：曹邦威  来源：纸和造纸2000-5]