（制浆造纸工程专业论文）现代造纸成形网性能及应用的分析与研究.pdf

现代造纸成形网性能及应用的分析与研究 摘要 现代造纸成形网是极为重要的脱水器材，与网部纸幅成形密切相关，而 网部纸幅成形状况决定了最终成纸性能。同时，成形网技术的发展是造纸技 术发展的必要条件，可以说没有高性能的现代造纸成形网，先进的夹网成形 等造纸技术是不敢想象的。目前，造纸技术的飞速发展，对成形网的要求越 来越高，而国产成形网还没有实现高速纸机应用零的突破，这不仅和我国成 形网技术研发及服务水平落后有关，同时，也和缺乏国内造纸企业的配合密 切相关。因此，从理论、实践上，对成形网的性能及应用的研究分析成为所 要解决的首要问题。 本文本着理论分析和实际生产应用相结合的原则，对现代造纸成形网的 生产制造及其性能和应用进行了研究分析。主要研究内容包括四个部分： 第一部分：首先根据纸页成形机理，从理论上分别分析造纸生产过程中 纸机环境、不同纸张品种生产以及纸机运行过程对成形网性能的不同要求， 提出为满足现代造纸生产需要，成形网应该具备的性能。 第二部分：主要从理论上研究了现代造纸成形网制造工艺和性能的关 系。简单介绍了成形网制造工艺流程及各制造要素，并分析了各制造要素对 成形网性能的影响。重点研究分析了如何通过成形网制造过程中材料选择、 结构设计和制造工艺过程控制三个方面来提高成形网各主要性能。 第三部分：首先分析成形网应用一般性原则；同时，结合实践对成形网 的应用进行了研究分析。前者简单介绍如何根据纸机类型和生产纸种选择适 合的成形网；后者根据长网纸机、叠网纸机和双网纸机的不同特点，结合生 产纸张种类和纸机运行车速，具体分析各种系列不同型号成形网在各种纸机 上的应用。 第四部分：简单分析成形网的正确安装、清洗和维护；通过旧网分析以 及总结成形网在特定纸机上的应用，以达到提高成形网使用寿命和纸机效 率；应用n d c 在线网部检测技术分析网部各个区域脱水、留着情况，有利 于更好选择成形网和网部控制等。实践证明：应用n d c 在线检测技术以及 对特定纸机成形网进行长期分析总结，可以提高成形网使用寿命和提高纸机 网部效率。 本文对造纸成形网的性能和应用情况进行了研究分析。成形网在网部获 得良好的应用效果，不仅取决于成形网本身的性能，应用也很关键。这点对 于国产成形网未来的发展来说更是如此，需要引起造纸厂的重视，不能满足 于现状，只有造纸厂和网厂的密切合作，才是提高国产成形网竞争力、为双 方创造效益的必经之途。 关键词：造纸成形网，制造工艺，性能，应用，维护，n d c 测量 r e s e a r c ha n da n a l y s i s0 n t h ep r o p e r t i e s a n da p p l i c a t i o no ff o r m i n gf a b r i c a b s t r a c t f o r m i n gf a b r i c a so n e o ft h em o s ti m p o r t a n td r a i n a g em e d i a , i sv e r y c o r r e l a t i v et os h e e tf o r m a t i o ni n f o r m i n gs e c t i o n ，w h i c h d e t e r m i n e st h e p r o p e r t i e so ff i n a lp a p e r a l s o ，f o r m i n gf a b r i ct e c h n o l o g yi s t h en e c e s s a r y c o n d i t i o no fp a p e r m a k i n gt e c h n o l o g yd e v e l o p i n g w i t h o u th i g hq u a l i t yf o r m i n g f a b r i c ，i ti so n l yi m a g i n a t i v eo fm o d e mp a p e r m a k i n gt e c h n o l o g y , s u c ha sg a p f o r m e r n o w , w i t ht h ed e v e l o p m e n to fp a p e ri n d u s t r y , i ti ss t r i c t e rw i t hf o r m i n g f a b r i c t h e r ei sn or e c o r do fd o m e s t i cf o r m i n gf a b r i cu s e do nm o d e r nh i g hs p e e d m a c h i n e i ti sn o to n l yb e c a u s eo fl o w - l e v e lr e s e a r c ha n ds e r v i c eo nf o r m i n g f a b r i c ，b u ta l s ol a c k i n gc o o p e r a t i o nw i t hp a p e rm i l l t h e r e f o r e ，r e s e a r c ha n d a n a l y s i so np r o p e r t i e sa n da p p l i c a t i o no ff o r m i n gf a b r i c ，t h e o r e t i c a l l ya n d p r a c t i c a l l y , w i l lb et h em o s tu r g e n t r e a l i z i n gt h em a n u f a c t u r i n gp r o c e s s ，r e s e a r c ha n da n a l y s i sa b o u tp r o p e r t i e s a n da p p l i c a t i o no ff o r m i n gf a b r i ch a sb e e nd o n eo nt h ep r i n c i p l eo ft h e o r e t i c a n a l y s i sa n dp r a c t i c a la p p l i c a t i o n i tm a i n l yi n c l u d e sf o u rp a r t s ： t h ef i r s tp a r t ：f i r s to fa l l ，d i f f e r e n tr e q u i r e m e n t so np r o d u c t i o no fd i f f e r e n t g r a d e s ，p a p e rm a c h i n ee n v i r o n m e n ta n dm a c h i n er u n n a b i l i t yd u r i n gp a p e r m a k i n g p r o c e s sw e r ea n a l y z e dt h e o r e t i c a l l y , a c c o r d i n gt of o r m i n gm e c h a n i s m t h e ni t i n d i c a t e dt h a tw h a tk i n do fp r o p e r t i e so ff o r m i n gf a b r i ci sn e e d e d ，i no r d e rt o m e e td e m a n do f m o d e r np a p e r m a k i n g t h es e c o n dp a r t ：m a i n l yr e s e a r c ho nr e l a t i o n s h i pb e t w e e nm a n u f a c t u r i n g p r o c e s s a n d p r o p e r t i e s o f f o r m i n g f a b r c t h e o r e t i c a l l y f o r m i n g f a b r i c m a n u f a c t u r i n gp r o c e s sa n de a c hp a r a m e t e rr e l a t e dw e r ei n t r o d u c e ds i m p l y ；a n d a l s oi n f l u e n c eo fe a c hp a r a m e t e ro np r o p e r t i e so ff o r m i n gf a b r i cw a sa n a l y z e d a tl a s t , h o wt oi m p r o v em a i np r o p e r t i e so ff o r m i n gf a b r i ct h r o u g hm a t e r i a l s s e l e c t i o n ，s t r u c t u r ed e s i g na n dm a n u f a c t u r i n gp r o c e s sc o n t r o lw a sr e s e a r c h e da n d a n a l y z e d t h et l l i r dp a r t ：a n a l y s i so nb a s i ca p p l i c a t i o np r i n c i p l ea n dr e s e a r c ho nf o r m i n g 1 1 1 f a b r i c a p p l i c a t i o n i nl i n ew i t hp r a c t i c e t h ef o r m e ri n t r o d u c e dt h ep r o p e r s e l e c t i o na n di n s t a l l a t i o no ff o r m i n gf a b r i cd e p e n d i n go nm a c h i n et y p ea n dp a p e r g r a d e ；a n dt h el a t t e ra n a l y z e da p p l i c a t i o no ff o r m i n gf a b r i cw i t hd i f f e r e n t s e r i e s t y p e sa c c o r d i n g t o p a p e rg r a d e s ，r u n n i n gs p e e d a n dd i f f e r e n t c h a r a c t e r i s t i c so ff o u r d r i n i e r , h y b r i df o r m e ra n dt w i n - w i r ef o r m e r t h el a s tp a r t ：r e s r e a r c ha n da n a l y s i so nc o r r e c ti n s t a l l a t i o n ，c l e a n i n ga n d m a i n t e n a n c e ；a n a l y s i s o nb a c kf a b r i ca n ds u m m a r yo fs p e c i f i e dm a c h i n e a p p l i c a t i o ni no r d e rt oi m p r o v ef a b r i cl i f ea n dm a c h i n ee f f i c i e n c y , f o r m i n g s e c t i o nd r a i n a g ea n dr e t e n t i o nm e a s u r i n gb yu s i n gn d ct e c h n o l o g y , w h i c h b e n e f i t sf o r m i n gs e l e c t i o na n dw e te n dc o n t r o l ，a n ds oo n t h ep r a c t i c ep r o v e s ： u s i n gn d ct e c h n o l o g ya n dl o n gt e r ma n a l y s i s 0 1 1 s p e c i f i e dm a c h i n ew i l l i m p r o v ef a b r i cl i f ea n df o r m i n gs e c t i o ne f f i c i e n c y a n a l y s i so nt h ep r o p e r t i e sa n da p p l i c a t i o no ff o r m i n gf a b r i cw e r ec o n d u c t e d t h eg o o dr e s u l to ff o r m i n gf a b r i ca p p l i c a t i o no nf o r m i n gs e c t i o n , d e p e n do i l b o t hf o r m i n gf a b r i cp r o p e r t i e sa n dg o o da p p l i c a t i o n t h i sp o i n ti sa l s ov e r y i m p o r t a n tf o rf u t u r ed e v e l o p m e n to fd o m e s t i cf o r m i n gf a b r i c ；i ts h o u l db eg i v e n m o r ea t t e n t i o nb yp a p e rm i l l s i ti st h eo n l yw a yt oi m p r o v ec o m p e t i t i v es t r e n g t h u n d e rc o o p e r a t i o no ff o r m i n gf a b r i cm a n u f a c t u r e ra n dp a p e rm i l l s ，a n dt h e n b e n e f i te a c ho t h e r k e y w o r d s ：f o r m i n gf a b r i c ，m a n u f a c t u r i n gp r o c e s s ，p r o p e r t i e s ，a p p l i c a t i o n , m a i n t e n a n c e ，n d cm e a s u r i n g i v 陕西科技大学硕士学位论文 原创性声明及关于学位论文使用授权的声明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：毖蒌垒 fj 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件乖电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权陕西科技大学可以将本学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：军垒篁歪扛导师签名：墼日期：幽 现代造纸成形网性能及应用的分析与研究 l 绪论 1 1 概述 1 1 1 我国造纸工业发展状况 目前，我国已经成为全球造纸工业生产消费和进口大国，无论是产量还是消费量都 居世界第二位，图1 1 显示了我国2 0 0 0 2 0 0 5 年纸及纸板的生产和消费情况。但我国的 造纸工业与世界造纸工业发达国家相比差距很大，仍然存在很多问题，主要表现为企业 规模小，技术装备落后。 图1 - 1 国内2 0 0 0 - 2 0 0 5 年纸及纸板的生产和消费情况 f i g l - lp r o d u c t i o na n dc o n s u m p t i o no f p a p e ra n db o a r df r o m2 0 0 0t o2 0 0 5i nc h i n a 据中国造纸协会对综合信息资料调查，2 0 0 5 年全国纸及纸板生产企业约有3 6 0 0 家； 全国纸及纸板生产量5 6 0 0 万吨，较上年4 9 5 0 万吨增长1 3 1 3 ；消费量5 9 3 0 万吨，较 上年5 4 3 9 万吨增长9 0 3 ；人均消费量为4 5 千克，比上年增长3 千克。 2 0 0 5 年纸及纸板进口5 2 4 万吨，同比减少1 4 6 6 ；出口1 9 3 9 万吨，同比增加5 5 3 9 ： 纸浆进口7 5 9 万吨，同比增加3 6 9 ；出口4 7 万吨，同比增加1 6 8 5 7 ；废纸进口1 7 0 3 万吨，同比增加3 8 4 6 ；出口0 0 1 万吨，同比减少8 5 7 1 ：纸制品进口1 5 万吨，同比 减少6 2 5 ；出口1 2 3 1 6 万吨，同比增加2 & 3 3 。 2 0 0 5 年进口纸及纸浆、废纸、纸制品合计3 1 0 9 】6 万吨，较上年2 5 9 2 万吨增长 1 6 6 3 ，用汇超过1 0 0 亿美元。目前，每年该项进口用汇总额居国家主要进口商品用汇 的第三位，仅次于石油和钢材。 陕西科技大学硕士学位论文 1 1 2 纸机及造纸技术发展状况 近3 0 年来，纸机技术改造主要集中在以下方面眦川： ( 1 ) 合成聚酯成形网，压榨聚酯网及聚酯干网； ( 2 ) 液压流浆箱和浓度横向定点测定； ( 3 ) 夹网成形： ( 4 ) 靴式压榨，靴式压榨使脱水方式产生一个跨越性变化，使许多纸种在生产中速 度有较大提高； ( 5 ) 压榨部及干燥部无绳引纸； ( 6 ) 过程控制，完全改变操作者的工作角色并保证工艺稳定性和生产质量。 预计未来3 0 年，纸机制造技术与形式会保持相对稳定。从发展的眼光看，推测出新 一代纸机的特点：速度将增加很多，但宽度增加不大。3 0 年前，新闻纸机车速为7 5 0 m r a i n ， 但今天已达2 0 0 0 m m i n 。预计未来l o 年内，车速将有新的攀升，达到3 0 0 0 r e r a i n ，试验 性纸机已研制出来并在这一速度范围内进行测试。 1 1 3 我国造纸工业的发展方向 通过1 1 1 和1 1 2 对我国造纸业近几年产量和消费量以及目前纸机和造纸技术发展 状况的分析可知，虽然总产量大，但由于造纸企业数量规模庞大，平均生产规模小。纵 观我国造纸业目前的现状以及借鉴世界上先进国家造纸的发展经验，考虑到环境保护等 因素，今后我国造纸发展的方向，必定是大规模化。这就需要紧跟世界先进国家纸机和 造纸技术的发展，通过引进国外先进纸机以及进行相应的技术改造，向大型、高速、高 线压方向发展，速度的不断增加必然对纸机上的各种器材要求越来越高，这就对相应的 脱水器材等配套设备提出了更高的要求。 成形网是纸页成形过程中必不可少的脱水器材，它具有支撑纤维、细料和填料的功 能，在短时间内脱出大量的水分，同时在流浆箱到压榨部之间起到传输作用，其重要性 不言而喻。我国逐渐应用现代化纸机和造纸生产技术向规模化发展，采用高性能的现代 造纸成形网是一种必然的选择。 1 2 成形网在造纸生产中的重要性 1 2 1 生产过程中的作用 在造纸生产过程中，成形网是对从流浆箱来的纸浆悬浮液的脱水、成形和将纸幅运 行至后续工段起着重要作用的抄纸工具。浆料在成形网上分布的均匀性、成形滤水状况， 对最终成纸性能起到决定性的作用。 虽然造纸工业是世界上最古老的行业之一，但是造纸工作者还是在不断追求宽幅、 高速生产更高品质纸张的方法。很多因素制约造纸工作者提高产品质量，但是最关键的 2 现代造纸成形网性能及应用的分析与研究 还是造纸织物。改进造纸织物和提高纸机效率之间密不可分，通过纸机各部分的检查， 能够很具体地揭示纸机和织物之间的相互关系。通常，纸机技术水平的最新发展会成为 造纸织物发展的驱动力。 造纸织物的发展，给成形部带来的益处要比其他部分更多。b e l o i t 公司压榨部经理 l a n g e 声称2 】：“从铜网到聚酯网，是造纸织物供应商引导纸机生产者一个典型的例子。” 没有聚酯网这种高性能的织物，纸机车速的迅猛提高、夹网成形器的应用是不敢想象的。 造纸织物对纸页成形过程是非常重要的，早期的成形网比现在的成形网具有更高的 延伸率，难以保持一个恒定的张力。因此，早期的成形网如果用在现代车速达到 1 9 0 0 m m i a 的纸机上是非常困难的。而将来在车速2 0 0 0 m r a i n 以上的纸机上，那就需要 更高性能的成形网m 1 4 1 。因此，造纸成形网不仅在成纸过程中发挥极为重要的作用，而 且是造纸技术不断发展的前提条件。 1 2 2 经济角度考虑 造纸织物对造纸生产过程有着极为重要的影响，是其中较大的投资之一。通过正确 地选择造纸织物，造纸生产者可以对生产成本进行有效的控制。无论是从大的方面还是 从小的方面来说，作为造纸织物组成部分的成形网、压榨毛毯和干网，都能促进其他方 面的成本降到最低，包括最近造纸工业的热门话题能耗吣l 。 图1 2 织物成本对能源消耗的影响 f i g l 一2c l o t h i n gi m p a c to ne n e r g yc o n s t u n p t i o n 图1 - 3 纸机各部脱水的相对成本 f i g l 3r e l a t i v ec o s to f w a t e rr e m o v a l 实践证明忡i ，一些纸厂通过使用现代化的织物设计方案在提高纸机车速和操作效率、 降低能耗上取得显著成效。与采用现代化织物所节约的能耗相比，织物成本是相对较低 的。如图1 2 显示了普通新闻纸纸机织物成本平均为运行成本的2 ，但对能耗、纤维原 陕两科技大学硕士学位论文 料和化学品有较大的影响。根据图1 2 ，其中能耗成本为3 1 8 ( 电能和燃料) ，织物成 本提高2 5 ( 2 2 0 美元，吨纸) ，能耗成本降低5 ( 6 9 6 美元，吨纸) ，则其投资回报期为 3 4 个月。而现代化的成形网设计能提高进入压榨部纸页的干度、降低驱动负荷、改善 滤水而减少白水对蒸汽的消耗，从而起到降低能耗的作用。 图1 3 显示成形部和压榨部、干燥部脱水量以及各部分吨水脱除费用比较。可以看 出，成形部脱除纸页中大部分的水分，就脱水成本而言，成形部和压榨部要远远低于干 燥。因此，成形网和压榨毛毯的脱水性能，以及通过两者设计选型确定各部分脱水量， 对降低吨水脱水成本，具有重要的意义。 1 3 成形网的发展及研究状况 1 3 1 成形网的发展 在机器造纸初始阶段，主要采用铜网作为纸页成形、脱水的器材m 。由于铜网自身 的缺点，限制了纸机车速、幅宽的进一步提高，阻碍了造纸技术的发展。随着科学技术 的进步，造纸设备、技术不断发展，幅宽进一步扩大，车速也越来越快。上世纪5 0 年代 后期，作为传统的造纸毛毯生产者，h u y c k 公司意识到造纸铜网将被新型材料的织物所 取代。1 9 5 7 年，h u y c k 公司生产出第一条合成材料成形网 j 7 1 ，即现代造纸成形网。 成形网的发展是为了满足纸机成形器发展需求的必然结果，反过来，成形网的更新 换代，也促进了纸机成形器的不断发展。为更好的满足造纸生产的需要，聚酯成形网技 术不断发展，在应用过程中，还引入了更耐磨的尼龙作为部分原料，其制造工艺更是不 断深入发展，编织方法逐渐从单层发展到多层。 如图1 - 4 a ) 所示，单层聚酯成形网在编织方法上和铜网类似，单层网由单个纬线系 统和单个经线系统相互交织而成，主要区别在于所用材料不同。 a ) 单层网”双层网 图1 4 单层网和双层网轮廓 f i g l - 4s c h e m a t i co f s i n g l el a y e ra n dd o u b l el a y e rf o r m i n gf a b r i c 两层系列成形网是在单层网的基础上，根据成形性能、纤维留着、使用寿命等多个 4 现代造纸成形网性能及应用的分析与研究 指标相互影响的矛盾，从编织方法上考虑，达到使面层和底层同时得到加强的目的。如 图1 4 b ) 所示，其具体做法是在横向引入多个纬线系统，根据面层和底层的不同作用， 相对独立地设计编织结构。 在单层网和双层网的使用过程中，为了提高面层支撑性能，增加纤维留着率，减少 纸页两面差，使面层结构更加紧凑、细腻，通常采用在面层增加一组线径更小的纬线， 这就是所谓的加强单层网和两层半网。 为了使成形网面层和底层能同时获得最优的性能，上世纪八十年代初，造纸织物生 产者开发出了三层网。这种网子的特点是具有多个横向纬线系统和多个纵向经线系统， 这样就可以完全分开改进面层和底层的性能。为了达到理想的使用效果，通常面纬和底 纬采用2 ：l 或3 ：2 的比例，同时底纬部分采用更耐磨的尼龙单丝来代替聚酯单丝畔, 2 e l 。 图1 5 为传统三层网和s s b 三层网c d 方向的截面图。从图中可以看出，面层和底 层经、纬线各自相互交织，形成两个独立的层。两者的区别是传统三层网采用单纬线缝 合，而s s b 三层网采用双纬线缝合，后者缝合线不仅起到缝合面层和底层的作用，还在 面层起到支撑纤维的作用。 a 1 传统三层网单纬线缝合b ) s s b 三层网双纬线缝合 图1 - 5 传统三层网和s s b 横向轮廓1 2 l l f i g l - 5s c h e m a t i co f c o n v e n t i o n a lt r i p l e l a y e ra n ds s bf o r m i n gf a b r i c 1 3 2 国外研究状况 自从聚酯成形网问世后，因其技术经济效益显著，故其推广应用十分迅速。伴随着 造纸技术的发展，夹网成形器的应用，车速进一步提高，到世纪8 0 年代，聚酯成形网已 经从最初的单层网发展到三层网。 目前，国外成形网技术己相当成熟，在两层系列成形网获得广泛应用的基础上，以 s s b 三层网及相关产品的实际应用也已曰趋成熟。主要体现在三个方面： ( 1 ) 本身产品制造工艺技术水平高； ( 2 ) 服务体系完善，包括售前分析，选型、安装及后续监控服务； ( 3 ) 产品开发能力强，一些大成形网制造商，其产业涉及造纸各个领域，拥有得 天独厚的研发、试验条件。 国外专业成形网制造商如a l b a n y 、v o i t h 等公司，都根据不同纸种生产需要，将其 产品分成几个系列，每个系列的产品，都有一套完善的织造工艺体系。例如，v o i t h 公司 陕西科技大学硕士学位论文 将其成形网主要分为四个系列阎： ( 1 ) 用于文化纸机的p r i n tp l a t f o r m ； ( 2 ) 用于生产板纸和包装纸的m u l t ip l a t f o r m ； ( 3 ) 用于生产薄纸( 卫生纸等) 的t i s s u e p l a t f o r n ； ( 4 ) 浆板专用的c e l lp l a t f o r m 。 同时，各个系列下面根据综数及其它编织工艺的差异，又各自分成多种不同的产品。 另外，在国外，一些新型材料的开发和初步应用，提高了成形网性能，并为以后的 发展提供了方向。例如p e e k 、p p s 等，p e e k 为一种热塑性聚合体，是最先进的聚酮族 衍生物，其热稳定性好，特别是在蒸汽条件下，同时还具有极高的抗化学腐蚀性和耐磨 性。但目前这些新型材料还没有得到广泛地应用，主要是因为价格昂贵。表1 - 1 总结了 国外主要造纸成形网制造公司，它们为成形网性能的研究和发展做出了不懈的努力。 表1 - 1 国外主要造纸成形网制造公司 t a b l - 1t h em a i nf o r e i g nm a n u f a c t u r e ro f f o r m i n gf a b r i c 公司名称国家 a l b a n yi n t e r n a t i o n a l a s t e n j o h n s o n 美国 w e a v c x x v 0 i t hf a b r i c s h e i m b a c h德国 w a n g n e r h u y c k 奥地利 t a m f c l t芬兰 备注：w a n g n e r ，h u y c k w e a v e x x 同属于x e r i u m t c c h n o l o g i 集团 1 3 3 国内研究状况 总体上，国内造纸成形网技术和国外相比，落后很多。国内对造纸成形网的研究处 在一个很低的水平，由于成形网涉及的领域比较广，与造纸成形网制造相关的造纸和产 业用纺织工作者很少涉及这一方面的研究，而国内成形网工作者因其自身条件的限制， 成形网技术的发展仅仅靠实践积累生产技术，理论上的研究不够深入。同时，国内还没 有研究机构或个人专门在理论上从造纸角度出发，结合成形网的结构和性能进行研究。 作为造纸生产的贵重器材，成形网对纸机运行及最终产品的质量极为重要，国内造 纸厂着眼于当前的生产效率，宁愿花大价钱购买国外产品，也不愿意冒险和投入资金来 配合研究成形网的性能，这也是国内造纸网厂所面i 临的一个主要难点。 6 现代造纸成形网性能及应用的分析与研究 国内造纸网厂受自身技术水平、资金以及其他因素的限制，还没有形成一套根据不 用纸种需要而分类生产的体系，这方面研究的欠缺和不够深入，也是国产成形网落后于 国外的一个很重要的方面。 目前，国内造纸网厂主要还是生产单层网和两层系列网。少数几个公司两层系列的 成形网技术已经比较成熟，近几年，以江苏金昵集团为代表的几个公司已在尝试s s b 三 层网的制造，并获得初步成功，但还没有真正应用到高速纸机上。同时，国内造纸网厂 开始重视成形网技术服务，积极引进各种检测设备，这也是为高速纸机成形网国产化做 积极的准备。表1 2 总结了国内主要造纸成形网制造公司。 表1 - 2 国内主要造纸成形网制造公司 t a b l - 2t h em a i nd o m e s t i cm a n u f a c t u r e ro f f o r m i n gf a b r i c 公司名称 地点 江苏金昵集团 江苏海门 芜湖华辰网业有限公司安徽芜湖 广东新会中新造纸网厂广东江门 沈阳金鹰网业有限公司辽宁沈阳 天津环球高新造纸网业有限公司天津 河南开封松鹤网业股份有限公司 河南开封 河北鹤煌网业股份有限公司河北安平 杭州华力网业有限公司浙江杭州 1 4 高端成形网国产化的迫切性 目前，我国现代造纸企业纷纷向规模化发展，造纸生产逐步向宽幅、高速、低定量 化的方向发展，对成形网性能提出了更高的要求。国内在1 0 0 0 m r a i n 以上车速的纸机上， 所用的造纸成形网基本上依赖进口，国产造纸成形网所占的分额基本为零，而这个速度 对现有纸机技术来说，还不算高速。国内已有多台超过1 8 0 0 m m i n 大型高速纸机，造纸 成形网全部依赖进口。国产造纸成形网如何不断地提高质量，进入高速纸机的市场，是 一个重要和迫切的课题。 1 4 1 国产成形网技术落后 造纸成形网在纸和纸板的抄造成形工艺环节中起着重要的作用，其组织结构、脱水 性、承压强度和使用寿命与造纸机的生产效率、产品质量和生产成本密切相关p 捌。优良 的成形网性能有利于降低消耗、提高生产效率和产品质量。可以说，没有品质优良的造 纸成形网，就没有高品质的纸张。 7 陕西科技大学硕士学位论文 我国造纸成形网行业的现状：与目前的世界先进水平相比，由于资金的缺乏和体制 上的原因，整个行业都处在一个低水平的状态，国产成形网的质量还存在较大差距，水 平不高，设备简陋，原材料档次低，工艺技术落后，大多数是小规模低水平的重复。与 造纸技术的发展相比，成形网技术的差距越来越大。同时，成形网制造所需人才的匮乏， 造纸厂使用国产成形网的迟疑，也加大了成形网企业发展的难度。 虽然国产成形网在总量上是供过于求，但产品档次普遍较低，不能满足现代高速纸 机对成形网的要求。因此出现了一方面低档成形网市场竞争激烈，企业问相互恶意杀价， 经济效益低下；而另一方面，现代高速纸机用高档成形网的市场却由进口产品占领，国 产成形网无力进入。因此，成形网生产企业迫切希望能生产出满足现代高速纸机要求的 成形网，这对我国成形网生产企业未来的生存具有现实的意义。 1 4 2 造纸企业迫切希望实现高端成形网国产化 近年来，造纸工业技术发展突飞猛进、日新月异。大宽幅、高车速、高线压、复合 压榨成为技术发展主流。随着国内对进口纸机设备的消化吸收以及国家环保和国家造纸 业政策的出台，目前国内造纸机都在向大型、高速、高线压方向发展，这一趋势的发展 使得纸机对专用脱水器材在功能上提出了更高的要求嗍。当前造纸成形网生产实践还处 于不断摸索的阶段，缺乏理论上系统的指导，以至于企业产品质量不高。 这些大型造纸骨干机台由于网面宽、车速高，对造纸成形网提出了更高的要求，它 要求成形网滤水性能好、耐磨性能强、抗张强度大、使用寿命长等多项技术经济指标。 因此，我国造纸网厂生产的普通成形网是无论如何也满足不了现代化纸机要求的。 从造纸生产企业的角度考虑，为在激烈竞争中立于不败之地，必然要求提高产品的 品质，同时还要考虑到投入成本。造纸成形网因其价格较昂贵，是造纸企业的贵重器材， 国产成形网一旦在性能上达到现代化生产的要求，价格上肯定会有优势。显然，作为纸 机贵重消耗品的成形网，在造纸生产的成本中占有相当的比例。实现高端成形网的国产 化，可以改变由于进口成形网的高价位对造纸企业经济效益的影响，提高其市场竞争力。 因此，造纸企业迫切希望尽快实现高速纸机成形网的国产化。 1 4 3 我国造纸长久发展的需要 我国加入w t o 后，将进一步开放市场，降低关税，取消非关税保护措施，大量造 纸产品进入我国市场，国内造纸市场国际化，竞争更加激烈。与进口纸张相比，我国造 纸行业在产品价格性能比方面处于劣势1 2 6 1 。因此，加入w t o 将对我国纸张生产企业造 成较大冲击。同时，随着环保法规的严厉，中国造纸工业面l 临持续发展和成本增长的双 重压力。 国内造纸市场的潜力巨大，无论是现在还是将来，对于中国造纸相关行业，国内市 8 现代造纸成形网性能及应用的分析与研究 场本身是一个优势，国内造纸成形网企业要扩大规模，提高竞争力，迫切需要加大研究 力度，提高产品质量，从而在国内高档造纸成形网市场占有一席之地，如果不能做到这 一点，那么随着我国造纸企业向大规模化、现代化生产发展，逐步淘汰中、小企业，国 内造纸成形网企业也将随之被淘汰。 作为造纸生产过程必不可少的贵重器材，在高速纸机上，造纸成形网完全依赖进口， 不仅造成国家外汇的大量消耗：而且在这一领域无论是先进的技术，还是尖端的人才， 都掌握在国外制造商手里，而国内的企业在这方面远远落后于国外，对造纸成形网行业 及造纸业的发展是极为不利的；同时，从国民经济发展或造纸行业发展的战略角度看， 缺乏尖端的人才和技术，对我国在这一领域的发展构成一个潜在的隐患。 从中国造纸的长远发展来看，开发适合现代化生产的造纸成形网不仅仅是迫切需要， 更是一种必然要求。因此，无论从对造纸生产过程的重要性，还是从国内造纸厂对国产 成形网的需要以及我国造纸业长远的发展来考虑，都迫切需要实现现代化高速纸机成形 网的国产化。 1 s 本课题的研究内容及方案 随着纸机幅宽的增加，成形网的刚性以及偏磨损造成的纸页脱水不均匀越来越明显： 幅宽越大，操作越困难，对成形网的横向稳定性有更高的要求。纸机车速的增加，浆料 在成形区的脱水脉冲加剧，对纤维的分布、成形及最终的纸页匀度产生影响；同时，对 纸页平滑度及两面差的影响增大，反面纸页的网痕也会加重。本文从成形网制造所用的 原料、编织工艺等方面入手研究成形网的结构性能，以满足宽幅、高速及不同生产条件 的要求；同时，通过研究分析成形网在造纸厂实际应用情况，优化成形网及纸机性能， 从而提高成形网的应用效率。 1 5 1 主要内容 本文根据造纸成形网生产及应用实际情况，首次结合造纸生产环境对成形网的要求、 造纸产品质量对成形网的要求和造纸设备结构及运行过程对成形网的影响和要求，对成 形网材料的选择和制造工艺，以及成形网应用情况进行了分析研究。主要内容包括： ( 1 ) 造纸生产过程对成形网性能要求的研究 通过对纸机成形部类型、表面状况，不同纸张产品以及纸机运行过程对成形网性能 要求的研究，得出满足造纸生产过程成形网需要具备什么样的性能。 ( 2 ) 成形网材料性能、结构设计和加工过程与成形网性能关系的理论性研究 根据造纸生产过程对成形网提出的性能要求，研究如何通过合理选择成形网制造材 料、设计编织结构以及控制加工过程，来提高成形网的各个性能。 ( 3 ) 成形网选型及性能优化应用分析 9 陕西科技大学硕士学位论文 分析选择成形网的参考因素和原则，研究如何根据不同纸机类型及纸张品种具体要 求，综合折中考虑，优化成形网整体性能，使之能够满足不同造纸生产过程要求，制定 可供造纸厂选用成形网的标准。 ( 4 ) 成形网的安装维护及监控分析 介绍成形网的安装及维护，分析如何提高成形网使用寿命；同时，应用n d c 在线 检测技术调查研究成形网在运用过程中的滤水性及纸页脱水成形情况，分析这些因素和 成形网性能之间的内在联系，以提高成形网使用效率和成形部效率。 1 5 2 研究方案 本课题主要是通过查阅资料、实际调研来获取所需信息，然后根据所搜集到的信息， 发现问题、提出问题并解决问题。 ( 1 ) 收集资料。通过网上查阅文献、图书馆借阅图书获得基本的理论知识，以及邮 购目前国内外在成形网研究这一领域的参考资料，同时利用目前所具备的各种关系网， 从造纸网厂和造纸厂获得成形网制造工艺、基本性能以及在纸厂实际生产过程中应用情 况的各种相关信息。初步掌握影响成形网性能的基本理论，包括成形网制造所用材料、 编造结构等各种影响因素；同时学习本课题研究所需要的其他相关专业的知识，了解造 纸成形网的基本情况并提出如何研究成形网性能的初步设想； ( 2 ) 实际调研与分析。在网厂进行实地调查成形网研究生产情况，了解成形网的基 本性能要求：在造纸厂调查成形网使用过程中性能变化及张力大小设置；走访造纸网厂 和造纸厂，实际调查造纸成形网的生产、应用状况；根据理论资料及实际调研所得信息， 找出成形网在生产及应用过程中所存在的问题，分析原因，从而拟定解决方案；确定试 验方案，在造纸厂及造纸网厂或学校实验室进行相应的测试； ( 3 ) 试验检测。检测不同条件下浆料、运行温度、所用的化学品及纸张的各种性能 指标，以及成形网的张力变化，包括静态时和高速运行过程中实际受力情况下的张力大 小，比较不同条件不同速度张力大小的变化，找到影响成形网结构性能和强度的关键因 素；最后综合分析，找出纸机生产环境、成形网的性能以及纸张性能之间的关系； ( 4 ) 归纳总结。即把影响成形网性能的各种因素与实际调研分析、试验检测所得的 数据进行整理。主要通过对纸机运行过程中的外部环境和纸张的最终性能要求的分析检 测，以及纸机运行环境的变化和不同纸张的性能要求，从而得出在该种条件下所希望成 形网的结构和性能指标。 1 6 本课题的目的意义及指导思想 1 6 1 目的和意义 本课题在前人研究的基础上，拟从造纸生产过程对成形网的要求出发，即通过不同 1 0 现代造纸成形同性能及应用的分析与研究 的生产环境、生产不同的纸张、不同的设备运行条件这三个因素对造纸成形网的不同要 求，调查造纸成形网在这些不同过程的变化情况，有的放矢的去研究并提高造纸成形网 的性能，并通过一系列的实验检测，找出适合不同生产条件的造纸成形网的性能指标。 通过剖析现代化高速纸机运行条件下，造纸生产过程中各种因素对成形网的要求， 从现代化造纸实际生产需要来研究成形网的性能。目前，国外在这方面的研究相当深入， 其产品无论是从技术还是性能角度都己相当成熟，而国内还没有任何机构和个人对造纸 成形网进行系统的研究。本课题的研究正是基于这样一种情况，通过对成形网的生产、 应用状况等信息的收集整理，以及对成形网实际生产应用的调研分析，试图找到纸机生 产环境变化对成形网性能的各种不同要求，然后根据这些要求，从成形网的原材料性能、 制造工艺及所用设备等方面考虑，进行一个合理的优化组合，对我国成形网的生产和使 用有重要的理论指导意义，并通过以后不断的研究，使生产出的成形网能够达到现代化 高速、宽幅、高压纸机的要求。 1 6 2 创新之处 造纸成形网制造是一个专业面非常广的行业，它涉及到造纸专业、纺织专业、材料 学等几个方面，它的技术人员需要具备跨领域、多学科的相关知识，而我国现有的轻工 院校均没有这方面的专业或学科，更没有这方面的研究机构，它的技术主要来源于长期 实践经验的不断积累和提高。 由于专业和各种其他条件的限制，目前国内还没有专门结合造纸、纺织以及材料性 能几个方面研究造纸成形网的单位和个人，而造纸成形网仅作为纺织品( 甚至产业用纺 织品) 的一个小分支，从事纺织研究的工作者无心也无力专门对造纸成形网进行深入的 研究，所以目前国内还没有人从造纸生产的实际要求就成形网的结构、性能进行系统的 研究。 本课题正是基于目前我国造纸成