大型纸机膜式施胶机的改进方案.docx

膜式施胶机大型纸机膜式施胶机的改进方案危志斌 张瑞杰( 山东太阳纸业股份有限公司天章分公司，山东兖州，272100)摘 要: 介绍了山东太阳纸业天章 19 # 纸机膜式施胶机的改进方案以及在降低施胶机运行成本、提高施胶质量和保证生产正常运行方面取得的成效，改进后施胶机综合运行成本降低幅度达 42. 6% 。关键词: 表面施胶; 膜式施胶机; 运行成本; 改进方案中图分类号: TS753. 9文献标识码: B文章编号: 0254-508X( 2012) 05-0048-04作者简介: 危志斌先生，工程师; 主要从事工艺 技术、化 验、造 纸 化 学 品、纸机易耗器材的管 理工作。Rebuilding of the Film Size Press on a Large Paper MachineWEI Zhi-bin*ZHANG Rui-jie( Shandong Sun Paper Industry Joint Stock Co Ltd ，Yanzhou，Shandong Province，272100)( * E-mail: bzwty1976 163 com)Abstract: The Tianzhang PM19 is one of the large paper machines in Sun Paper，its film size press rebuilding has achieved satisfactory re-sults including sizing quality improvement，sizing cost reduction and smooth operation The integrated operation cost of size press lowered down 42 6% after rebuildingKey words: surface sizing; size press; running costs; measures天章 19# 机施胶机由施胶辊、梁、供料系统、接料盒、调节和传动装置等主要设备组成; 辅助设备由 计量棒、棒座、密封刮刀、加压气囊、喷嘴、边部刮 刀、边 缘 密 封、 喷水管及相应的调节和传动装置 组成。其中施胶辊的直径 915 mm 左右; 计量棒有 10 mm 和 15 mm 两种型号; 棒座与计量棒配套，同时 棒座有普通棒座和组合式棒座两种型号。2. 2 膜式施胶机的工作原理天章 19# 机膜式施胶机的工作原理: 胶料与颜料 经计量棒计量，然后通过施胶辊转移到纸面上。施胶 量可以通过调整计量棒的压力、表面胶浓度和施胶辊 的速度等方面进行调整。表面施胶是生产部分纸种不可缺少的一个重要工段1，因此，降低施胶机运行成本、提高施胶质量 和保证生产正常运行至关重要。山东太阳纸业股份有限公司在成本优化方面取得了一定成效，通过对天章分公司的 19# 纸机( 以下简称天章 19# 机)( 抄宽 4950 mm、车速 1300 m / min)施胶设备和运行工艺的调整与优化，降低了施胶机运行成本，提高了施胶质量，保证了生产正常运行，施 胶机综合运行成本降低幅度达 42. 6% 。1天章 19 # 机表面施胶情况天章 19# 机采用酶转化玉米原淀粉作 为 施 胶液2，采用施胶压榨的方法对高档涂布原纸 ( 机外 涂布生产高档涂布纸) 、高档双胶纸、高档静电复印 原纸等纸种的表面进行膜式施胶。纸张每面的施胶量 为 1. 0 2. 0 g / m2 。计量棒天章 19# 机膜式施胶机计量棒有 10 mm 和 15mm 两种型号。正常运行过程中，计量棒运转方 向与紧靠的施胶辊运转方向一致。计量棒通过气囊加2. 3天章 19 # 机膜式施胶机的组成及其工作原理施胶机的组成22. 1收稿日期: 2011-11-18( 修改稿)48China Pulp Paper Vol. 31，No. 5，2012技术报告压调节它与施胶辊的接触紧密程度。气囊压力大，计量棒与施胶辊接触紧密，施胶辊上转移的胶液被刮下 较多，从而转移到纸面的施胶量减小。但气囊压力最 大不能超过 120 kPa，否则计量棒的沟纹容易磨坏， 施胶辊光洁的辊面容易被磨出计量棒的沟纹痕迹，当 断纸塞纸时施胶辊可能局部磨出凹槽，计量棒和棒座 也被局部磨坏。但气囊加压不能太小，否则可能导致 计量棒对施胶辊上转移的胶液分散不均匀，成膜性 差，导致施胶量不均匀。2. 4密封刮刀 密封刮刀是一片开口均匀的窄长刮刀，开口方向与刀口夹角在 80以上，开口为细长形，主要用于漏 下多余的胶料，保证施胶辊转移的胶料量合适。正常运行中刮刀紧靠施胶辊，一方面刮下施胶辊 带过来的纸毛等杂质; 另一方面在刮刀、施胶辊和上 料梁处形成储存胶料的小斜槽，让施胶辊局部泡在胶 液中，均匀转移胶料。9990 元。2008 年 1 月至 2009 年 5 月期间，将计量棒和棒 座改为 15 mm 型号的，提高其刚性和耐磨性，结果 计量棒和棒座的使用寿命延长 1 倍，并且减少了计量 棒等设备对施胶辊的磨损，具体情况见表 2。表 2 计量棒和配套棒座的型号调整前后综合成本比较设备名称施胶机运行成本 / 元t 1 纸使用 10 mm 型号的计量棒和棒座使用 15 mm 型号的计量棒和棒座7. 165. 32综合成本降低1. 84因计量棒和棒座改为 15 mm 型号之后它们的使用寿命延长 1 倍，并且减少了计量棒等设备对施胶辊 的磨损，综合成本较使用 10 mm 型号计量棒和棒座降低 1. 84 元 / t 纸。4. 1. 2改用组合式棒座在 2004 年至 2009 年 5 月期间，天章 19 # 机施胶 机使用与 10 mm 或 15 mm 型号计量棒配套的棒 座，因计量棒直接与棒座接触，所以当计量棒磨损 严重或变形时容易导致配套的棒座损坏，故每次更 换计量棒时几乎必须同时更换棒座，每次棒座损失6580 元。从 2009 年 6 月至今，将棒座改为与 15 mm 型 号计量棒配套的组合式棒座。组合式棒座由小座和大 座组成，小座嵌在大座中，小座由耐磨性很好的材料 制成，一个小座可以随计量棒使用两个周期。因大座 没有直接与计量棒接触，故大座使用寿命能达到普通 棒座 4 倍以上，很大程度上降低了棒座的使用成本， 使得施胶机的综合运行成本又一次降低，具体情况见 表 3。表 3 使用普通棒座与组合式棒座综合成本比较天章 19 # 机膜式施胶机历年运行成本比较天章 19# 机于 2004 年下半年投产，通过对施胶机 设备和工艺的一系列调整和优化，目前施胶机运行成 本已经降低到了世界同行业的最低水平。具体情况见 表 1。表 1 施胶机运历年运行成本统计3施胶机运行成本 / 元t 1 纸时间20042007 年2008 年 1 月2009 年 5 月2009 年 6 月至今7. 165. 324. 11表 1 中施胶机的运行成本仅包括设备的更换、施胶辊的包胶和研磨等成本，其他如电机的更换、水和 电等成本未包括在内。从表 1 可以看出，历经 6 年的调整和优化，施胶 机运行成本由 7. 16 元/ t 纸降低到目前的 4. 11 元/ t 纸， 下降了 3. 05 元 / t 纸，下降幅度达 42. 6% 。4天章 19 # 机膜式施胶机的改进方案4. 1通过调整设备型号降低膜式施胶机的运行成本施胶机运行成本 / 元t 1 纸设备名称使用普通棒座5. 324. 111. 21使用组合式棒座综合成本降低由表 3 可知，使用组合式棒座，综合运行成本较使用普通棒座降低了 1. 21 元 / t 纸。调整施胶机计量棒及其配套棒座的型号4. 1. 1调整施胶机密封刮刀的型号20042007 年天章 19# 机施胶机使用 10 mm 型号的计量棒及其配套的棒座，因计量棒的直径过小，断纸过程中，损纸缠施胶辊时容易导致计量棒变形和 磨损，同时也可能导致计量棒的棒座磨损。一旦出现 上述情况必须更换计量棒和配套的棒座，每次损失达4. 1. 3天章 19# 机膜式施胶机最初采用漏料孔缝宽为0. 35 mm 的密封刮刀。使用过程中发现漏料过快，导 致施胶辊在施胶过程中局部断料，不但增加了表面胶 上料泵的负荷，而且也导致刮刀和施胶辊局部磨损过49中国造纸2012 年第 31 卷第 5 期技术报告快，使整个纸幅施胶不匀。通过调整，将密封刮刀的缝宽改为 0. 30 mm 后，问题得到解决。4. 2通过优化工艺提高施胶质量、保证施胶机正常 运行天章 19# 机施胶机密封刮刀经常出现异常磨损的 情况 ( 见图 1 ) ，导致施胶辊局部磨损严重 ( 见图2) ，缩短了施胶辊的使用寿命。通过观察，最终确 定问题是因密封刮刀漏料孔堵塞造成的。喷嘴进入施胶辊与密封刮刀形成的小槽里，通过施胶辊转移和计量棒计量施胶量对纸张施胶，刮刀漏料孔 将多余的胶料漏入施胶机回流槽，所有回流的胶料再 经振框筛过滤，最后回到表面胶上料槽中，实现一个 循环，改进前的施胶机上系统流程见图 3。表面胶自 2009 年 12 月改成用酶改性原淀粉代替 以往使用的氧化阳离子淀粉后，因省去了淀粉氧化过 程，导致杂质含量增多，加之生产部分定量的涂布原 纸灰分高、机械木浆配比高等原因，使得施胶机胶料 喷嘴和密封刮刀漏料孔经常性堵塞，进而导致密封刮 刀异常磨损和施胶辊异常磨损，最终使得密封刮刀和 施胶辊更换频次增加和成纸施胶质量下降。针对此问 题，在施胶机上料泵后添加 1 台小型压力筛，对上施 胶机前的表面胶进行除渣处理。压力筛的规格型号为 OPTI-75RF，Q = 54 m3 / h，缝筛，缝沿筛框的圆周方 向，与处理浆料的压力筛筛缝方向为轴向。增加压力 筛后上述问题得以解决，改进后的施胶机上料系统流 程见图 4。天章 19# 机 生 产 部 分 中、 高定量涂布原纸 时，APMP 浆 料 配 比 大 ( 24% 左 右) 、 灰 分 高 ( 25% 左 右) ，使得纸张表面强度降低，在施胶机处存在细小 纤维和填料黏到施胶辊上然后进入回流的表面胶里， 时间长了，导致部分表面胶喷嘴和刮刀漏料缝堵塞。 刮刀在不漏料的部位因料多受力加大，与高速运转的 施胶辊的摩擦加剧，时间长了刮刀将磨出月牙形小口( 见图 1) 。此时如不及时更换密封刮刀，将导致施胶 辊局部磨损 ( 见图 2 ) ，纸张局部施胶量偏高，最终 造成纸张局部水分偏高、运行中产生折子等纸病。上述问题通过采取在表面胶上料系统中增加压力 筛、加强清洗、合理更换施胶机刮刀和施胶辊等措施 可以得到解决。4. 2. 2加强清洗淀粉分子是由 1，4 葡萄糖苷键与 1，6 葡萄糖苷键 连接而成的葡萄糖聚合物，因其分子链长并有一定的 黏性，导致容易黏附到施胶机及其上料系统内壁，随 着时间的延长，导致腐烂变质和结块，使成纸出现色 斑、孔洞等纸病，所以需要加强清洗。施胶机及其上料系统的清洗，可以安排在非计划 停机或刷车期间进行，最好是在刷车期间安排彻底清 洗。清洗剂可以是烧碱加碱性清洗剂，温度控制在 50 65 ，pH 值 12. 0 12. 5，清洗剂用量 1 2 kg / m3 ，China Pulp Paper Vol. 31，No. 5，2012在表面胶上料系统中增加压力筛4. 2. 1天章 19# 机表面胶上料系统主要流程为:表面胶上料槽经泵送到施胶机上料梁 ( 部分回流) ，然后经50技术报告清洗时间 2 3 h。现在有一种比较简便的清洗方式，仅需在清水中 使用适量的表面施胶酶，然后调节温度 70 80 ， 循环串洗一定时间即可。此种方式简单方便，清洗彻 底。但清洗后需要使用清水彻底串洗干净，否则影响 后续的胶料黏度。4. 2. 3合理更换施胶机密封刮刀 施胶机密封刮刀的使用情况直接关系到施胶辊的使用寿命。当施胶机密封刮刀异常磨损而出现月牙形 情况时对施胶辊的磨损最严重，有时甚至沿圆周方向 磨出一道明显的沟，使得纸张局部施胶量过高，导致 纸张相应位置易产生折子和水分超标。正常情况下施胶机密封刮刀一般能使用一个月 以上，但当密封刮刀漏料孔堵塞时可能很快就会出 现异常磨损现象。针对此种情况，需要及时清理密 封刮刀上堵塞的漏料孔，如果刮刀局部磨损严重的 话则需 要 及 时 更 换 刮 刀， 以保证施胶辊的正常 使用。辊局部磨损的原因，以免施胶辊更换后再出现类似问题。第二，可以从施胶辊成膜情况来评价。良好的计 量棒和施胶辊在施胶过程中胶液在施胶辊上的成膜应 该均匀一致，施胶辊有胶的区域应该象镜面一样。当 计量棒或施胶辊异常时，沿施胶辊圆周方向会出现线 状条痕，胶液在施胶辊上的成膜不良。针对此种情 况，首先需要考虑更换计量棒，如果更换计量棒后仍 出现上述情况则需要更换施胶辊。5结 语通过调整天章 19# 机膜式施胶机计量棒型号，即由 10 mm 改为 15 mm，使施胶机综合运行成本降 低 1. 84 元 / t 纸，降低幅度达到 25. 6% ; 通过调整施 胶机计量棒棒座的型号，即由普通棒座改为组合式棒 座，使施胶机综合运行成本降低 1. 211 元 / t 纸，降低 幅度达 到 22. 8% 。 两者综合降低 施胶机运行成本 3. 046 元 / t 纸，综合降低幅度达到 42. 6% 。通过采取 在表面胶上料泵后加压力筛、加强表面施胶系统清 洗、合理更换施胶机密封刮刀和施胶辊等措施，提高 了施胶质量、延长了相关设备的使用寿命，保证了施 胶机的正常运行。合理更换施胶机施胶辊4. 2. 4施胶机施胶辊性能的好坏直接关系到纸张的施胶效果。判定施胶辊是否处于良好运行状态需注意以下 两点:第一，可以从成纸整幅的水分评价 ( 大型纸机 均安装定量、水分和色相等检测仪器，并与计算机联 锁，通过计算机上对应的检测曲线能合理评价) 。施 胶良好的纸张，整幅水分较均匀; 施胶不良的纸张， 整幅水分不均匀，特别是局部出现突变的波峰或者波 谷。有波峰或波谷的位置一般就是施胶辊磨损严重的 位置，需要更换施胶辊。同时，要查找清楚造成施胶参 考 文