设备第二章造纸机概述

1、第二章 造纸机概述第一节 造纸机的发展第二节 造纸机的组成与分类第三节 造纸机的规格第四节 长网造纸机的配置第五节 现代先进造纸机的夹网成型器配置 第六节 造纸机的专用名词术语第七节 造纸机的设计参数第八节 造纸机的经济分析 造纸术是我国劳动人民的创造。东汉时（公元二世纪初）蔡伦总结整理了前人的经验，发明了一套较完整的手工抄纸术，为人类文明的发展做出了伟大的贡献。手工抄纸术迄今仍用于抄制高级的特种纸。 第一节 造纸机的发展中国造纸术传播示意图 1799年法国的罗贝尔特发明了连续抄纸的机器，是由一条张紧在两个辊子之间的无端网带及一些附件所组成，如图2-1所示；纸浆上网靠旋转浆叶及挡浆板来完成，挤

2、水辊具有压榨的作用，经脱水，压榨后的湿纸幅由卷纸辊卷起来。从卷纸辊退出的湿纸幅再经过若干压榨辊挤压去水分后，挂起干燥成纸页。现代的机器造纸技术是十七世纪以来在西方各国发展起来的。 1803年，法国人达都和英国机师唐金完成了对罗贝尔特发明技术的改进，制成了世界第一台工业生产用的造纸机，人们称为唐金纸机，如图2-2所示。工作原理是保持搅拌状态的纸浆从浆槽型流浆箱通过斜槽流到无端网布上和定边装置之间。湿纸页如罗贝尔特纸机那样通过挤水辊之间，由于唐金纸机具有移动的上毛毯，结构就更为合理。该毛毯也改善了纸浆的稳定性。湿纸幅又向前行经压榨辊，最后卷绕在纸辊上。1807年，美国人金赛（Kinsey）提出了圆

3、网造纸机的专利1817年第一台圆网造纸机在美国运行投产。1816年在造纸机上设置了烘缸。1826年，长网纸机应用了真空泵。1827年开始采用大直径烘缸。1870年造纸机已从横轴传动发展到纵轴传动方式。1950年以后，造纸机又有了较快的发展，较广泛地采用了流体动力布浆器、真空吸移装置、气垫压力流浆箱等，使造纸机车速不断提高。随着科学技术的发展，造纸机越来越先进，现代的长网造纸机已分别具有高速水力式流浆箱（如夹网流浆箱）、双层或多层流浆箱、稀释水流浆箱以及高浓流浆箱，双网成形及复合预成形；新型复合压榨及靴型压榨；单排烘缸及带真空抽吸烘缸；带可控中高辊的软压光技术；在线检测控制技术、分部调速传动系统

4、、计算机控制质量自控系统（QCS）及集成管理控制系统（DCS）。并有各种先进、高速的功能性纸机。 如图2-3及图2-4所示的分别为上海电气集团造纸机械有限公司制造幅宽3950mm，车速600m/min的文化纸机及幅宽4000m、车速728m/min的牛皮箱板纸纸机。 如图2-5为Voith公司生产的车速达1500m/min的现代高速造纸机。 如图2-6为Metso公司生产的幅宽10m、车速1800m/min的新闻纸机。高速造纸机 第二节造纸机的组成与分类造纸机把经过打浆、调制后符合抄纸要求的纸浆抄制 成纸的机器。 造纸机应该从流浆箱的进浆总管或其必需附带配置的进浆系统开始，直到卷出纸卷的卷纸机

5、为止一、造纸机的组成 造纸机主体 湿段：把浆抄成湿纸 干段：把湿纸烘干并成卷 流送部成形部压榨部烘干部 压光部卷纸部机械传动部分 其他系统真空系统、气压及液压系统、润滑系统、引纸系统、蒸汽系统、热风系统、汽罩及其排风系统造纸机本体 造纸机的附属设备白水池、损纸池及水力碎浆机造纸机其他设备施胶压榨、机内涂布、起皱装置、纵切纸机等 一台完整的长网造纸机，如图所示： 在工程实际中，通常是选取对造纸机产品产量和质量起决定性作用的成形部和烘干部的形式结构特征来作为造纸机基本形式分类的基础：长网造纸机、圆网造纸机、夹网造纸机二、造纸机的分类 长网造纸机 圆网造纸机 夹网造纸机 造纸机的基本形式分类大体上如

6、表所示： 1、长网造纸机的特点 在长网部纸页成形和脱水的过程中，纸料从流浆箱堰板的喷浆口以一定的速度和角度喷到长网面上，由于长网下面的脱水元件所产生的真空过滤作用，使纸料中的纤维和其他的添加物沉积在网面上形成纸页。是目前大、中型纸厂广泛使用的一种造纸机可以生产绝大多数品种的纸张和纸板 在圆网部纸页成形是由于网内外的水位差所产生的过滤作用，使纸料中的纤维在脱水过程中被吸附在圆网上而形成纸页；可以生产从薄纸到纸板的多种薄纸和纸板；具有结构简单、占地面积小、动力消耗低，投资省等特点；由于受到结构原理的限制，存在车速低、生产规模较小、产品质量提高受到限制等问题。2、圆网造纸机的特点：是一种强制形成纸页

7、的设备，其特点是由两网构成，纸料悬浮液由流浆箱堰板口喷射到两网之间的夹区，同时进行两面强制脱水，并很快形成纸页；车速高，产品质量好，成形器结构紧凑，占地面积小。3、夹网造纸机的特点：第三节造纸机的规格 国产的造纸机通常是以所产纸经切边后的净纸幅宽度和最大工作车速两个主要参数来表示造纸机的规格。 造纸机的规格根据上述的定义，在国内通用的表示方法就为净纸幅宽（mm）在前、最大工作车速（m/min）在后的规则。例如净纸幅宽3150mm、最大工作车速600m/min的长网新闻纸机其规格表示为3150/600长网新闻纸机。 国外多用的表示方法为成型网的宽度和最大工作车速来表示造纸机的规格。按幅宽：中等机

8、宽造纸机：多以网宽30005000mm；窄幅造纸机：网宽小于3000mm者；宽幅造纸机：网宽宽于5000mm者。按车速值：低速造纸机中速造纸机高速造纸机e.g.如对于一般文化印刷书写纸种，450m/min以上的车速就认为是高速，150450m/min为中速、低于150m/min为低速。注：车速的区分实质上是相对的、发展的。 1760/250长网造纸机，它的基本配置就是：流浆箱、长网成形器、真空伏辊、真空吸移辊、复式压榨、正压榨、施胶压榨、多烘缸、6辊压光机及圆筒卷纸机，如图2-9所示。第四节长网造纸的配置不同类别及规格的造纸机，对所配置的部件都有所规定。 2360/160长网造纸机，它的基本配

9、置就是：流浆箱、长网成形器、真空伏辊、正压榨、二道反压榨、平滑压榨、多烘缸（24个）、压光机、开式汽罩、圆筒卷纸机，如图2-10所示。 2640/300长网造纸机，它的基本配置就是：气垫流浆箱、长网成形器、真空伏辊、真空吸移辊、复式压榨、正压榨、多烘缸（36个）、施胶压榨、6辊压光机、圆筒卷纸机，如图2-11所示。 3150/440长网造纸机，其基本配置为：气垫流浆箱、长网成形器、真空伏辊、真空吸移辊、三压区复式压榨、正压榨、多烘缸（30个）、6辊压光机、圆筒卷纸机，如图2-12所示。 长网造纸机来说，即使就造纸机某一部分的配置，不同规格的长网造纸机也具有共同的特征。例如对造纸机的长网部分，均

10、具有如图2-15所示的各种配置：胸辊、成形板、案辊和挡水板、案板（刮水板）、真空案板组、真空吸水箱、真空伏辊及吸移辊等。 现代先进造纸机的配置，如对文化纸机、准高速文化纸机的配置及高速文化纸机的配置都是目前先进及最先进的技术装备。夹网成形器代表流浆箱的纸浆射流喷入两张汇聚网子之间的一种成形器。第五节现代先进造纸机的夹网造成形器配置 夹网（双网）成形器解决了现代长网造纸机车速日益提高所带来的问题纸品两面特性差异微观匀度较差横向分布不均一等夹网成形器将是今后造纸工业的主力军 纸页成形过程中采用两张成形网，由两面同时脱水区别：在于是否纸幅先在底网上泄水成形后再在夹网中双面脱水 夹网成形器分类 根据是

11、否有底网 无底网夹网成形器有底网夹网成形器无底网夹网成形器：简称夹网成形器 目前高速文化纸机或新闻纸机必须配置的成形部 有底网夹网成形器：简称顶网成形器 中速及准高速文化纸机、新闻纸机常配置顶网成形器 双网为上下配置，上网必在底网的顶部 有底网夹网造纸机用于生产纸板，就发展为多夹网纸板机。同样，除成形部外，其他部分的配置也与多圆网多缸纸板机并无差别。图2-18表示了多夹网纸板机成形部的配置中，在底网上的每台成形器，各配有自己的流浆箱。多夹网纸板机：第六节造纸机的专用名词术语 一、造纸机幅宽方面的名词术语 （一） 纸的幅宽 通过造纸机抄造后经卷纸机及复卷机卷成纸卷的纸或纸板称为纸幅，纸幅的宽度尺

12、寸就是纸的幅宽。有关国家标准及部标准均规定了各种纸和纸板的幅宽，它是设计造纸机时决定其中幅宽方向上各个尺寸的基础数据。（二） 造纸机的净纸幅宽 造纸机卷纸机上卷成的纸卷幅宽切去合理的纸边后的纸幅宽度就是造纸机的净纸幅宽。净纸幅宽通常是成品纸种的标准幅宽的整数倍数。（三） 造纸机的毛纸幅宽 毛纸幅宽是造纸机的圆筒卷纸机上的纸卷幅宽，即纵切前的纸幅宽度。毛纸幅度为净纸幅宽与所有干纸切边宽度之和，即: B=B1+2t （2-1） 式中B毛纸幅宽，mm B1净纸幅宽，mm t各项纸切边之和分摊到两侧的每侧当量切边宽度，mm（四） 湿纸幅宽 湿纸幅宽是指在成形部分经过冲边后引入压榨部分的湿纸幅的宽度，可

13、由下式计算： Bs =B/(1- )（2-2） 式中Bs湿纸幅宽，mm B毛纸幅宽，mm 纸幅在造纸机上的横向总收缩率，%（五） 造纸机的成形网宽 造纸机的成形网宽，简称网宽，是造纸机的主要结构参数之一，它决定了造纸机许多机构的幅宽尺寸。通常取网宽等于湿纸幅宽加上150mm。（六） 造纸机的轨距 造纸机的轨距是指造纸机两侧底轨中心线间的距离。二、造纸机车速方面的名词术语（一） 工作车速 造纸机的车速是指造纸机的卷取部车速，即圆筒卷纸机卷纸缸的表面线速度或轴式卷纸机上的纸幅速度，那么，造纸机的工作车速就是造纸机在正常运行时的车速。 造纸机的工作车速是一个车速范围，车速范围的上下限值之比，就称为调

14、速比。（二） 设计车速 造纸机的设计车速是造纸机设计时的一个主要参数，一般等于或略高于造纸机工作车速范围的最大工作车速。造纸机中的各个部分的设计车速不一定全都是相同的值，考虑到今后的发展或可能的技术改造，造纸机个别部分可能会取较高设计车速。（三） 引纸车速或爬行车速 造纸机在引纸时和检查成形网、毛毯、干毯时都用很低的车速，在烘缸通汽加热、烘缸空运转、清洗毛毯和成形网时，通常用很低的车速，这种特殊的低车速就被称为引纸车速或称爬行车速。（四） 结构车速 结构车速是造纸机的某些主要部件或机件在设计计算、技术质量检验等工作中的车速。 一般情况下，结构车速都高于设计车速。在造纸机的技术说明文件中常列述了

15、造纸机主要部件的结构车速。表明在结构车速以下运行时，该部件在该项受校核的具体性能上是安全可靠的。各个不同部件的结构车速都不尽相同。（五） 速差 由于造纸机的车速是以卷取部的车速为准的，因此造纸机各部分的车速与卷取部的车速比较所存在的速度差异就是速差。速差常以百分率表示。 例如，造纸机卷取部的车速为500m/min,其伏辊的车速为480m/min，第一压榨的车速为485m/min，第一组烘干的车速为504m/min，则其速差就分别为4%，3%及0.8%。1、抄速U：卷纸机上卷纸的线速度（m/min）。2、工作车速：一台纸机在使用时比较合适的速度；3、最高车速Umax（极限车速、结构车速）：在各项

16、优化条件下，所能达到的最高车速： Umax = 120130%U = 1.21.3U4、设计车速Ud ：从机械设计和零件强度角度来考虑纸机所能达到的最大工作车速； Ud= 1.21.4Umax。 5、爬行车速：为了满足抄纸生产操作和维护检修所使用的慢车速，一般为1025m/min 。造纸机车速经验值： 三、造纸机产量方面的名词术语及生产能力的计算 （一） 日生产时数 日生产时数为扣掉各种辅助时间之后造纸机平均每日可以运行生产的小时数，一般为22.523小时/日。 造纸机的辅助时间主要用于计划维修、换网、换毛毯等所用的时间。辅助时间的多少也反映了造纸机结构及管理的先进程度，对于结构和管理都较先进

17、的造纸机，辅助时间很少。（二） 抄造率 抄造率是在日生产时数内扣去由于断纸而损失的生产时间后生产运行时数所占的百分率。 抄造率的大小反映了造纸机工艺生产条件及生产稳定性的优劣和操作水平的高低。对于各种纸类，造纸机的抄造率一般都在95%以上。（三） 成品率 造纸机生产的纸中的合格品所占的百分率就是成品率。成品率反映了造纸机在配备、操作等方面达到产品质量要求所表现的性能和水平，并显示造纸机工艺生产条件的状况。（四） 理论产量造纸机的理论产量Q1为： （Kg/min） （Kg/h）式中：W产品的定量，g/Vmax最大工作车速，m/minbJ净纸幅宽，mm（五） 实际产量造纸机的计算产量Q2为： Q2

18、=60mvbJtK1K210-9(t/d) (2-5) 式中：v工作车速，m/mint平均每日有效生产时数，hK1抄造率，以小数表示K2成品率，以小数表示 设计造纸机时要用许多设计参数，这些设计参数主要由下列几方面的基础数据来决定。一、表达造纸机生产能力和适应范围的基础数据 表达造纸机生产能力和适应范围的数据有净纸幅宽、最大工作车速、调整范围、成形部、压榨部及烘干部的主要技术特征。二、表达造纸机各部分的性能结构的基本数据 为了提高造纸机设计制造中的标准化、系列化、通用化程度，也要把造纸机各部分的主要结构数据列入造纸机的设计参数，这些结构数据包括各种辊筒的尺寸与表面层技术特征，面板的尺寸及数量，烘缸的尺寸及个数，各部分的轨距、轴承距等。三、表示造纸机概貌的数据 表示造纸机概貌的数据，如全机长度、总重量、自轨面算起的最大高度、底层高度、传动系统总装机功率等，显示了造纸机的占地面积、空间体积、单位生产能力机体重量和动力消耗等技术经济指标，因此也是不可忽视的数据。四、与工艺技术指标有关的基本数据 与造纸机设计计算有关的工艺技术指标有纸浆打浆度、所生产的纸品定量、造纸机各处的纸浆浓度和纸幅干度等。第七节