2 制浆造纸设备与操作-备料

第二章备料设备1第二章 备料设备一、概述二、剥皮机三、削片机四、木片筛选与再碎设备五、切断设备六、非木材原料的筛选除尘设备七、非木材原料的湿法备料设备八、料仓九、备料设备的操作规程和安全规程2一、概述1木材备料过程及设备原料：原木、废材、边材和板皮浆种：木段磨木浆：除去树节、劈开、剥干净树皮、木段化学浆：木片、除去树皮、木屑、尘土木片磨木浆：木片、洗涤干净，防止混入砂土34非木材备料过程及设备水筛选设备地磅粉尘人工运走原料：麦草、稻草、蔗渣、芦苇、竹子、桑杆除去穗、节、髓、谷粒、尘土、砂石稻麦草干法备料生产流程示意图排空沉降室

水膜除尘风机水地沟旋风分离器水膜除尘器风机重力沉降筒排空稻麦草送蒸煮砂石、谷场地沟轻灰切草机轻灰重灰5二、剥皮机与锯木机树皮纤维含量低，灰分、杂质多对制浆过程有不利影响：如增加药液消耗、减少产浆量、结垢尘埃点增加，质量下降去皮方法人工去皮：

机械去皮：摩擦剥皮、刀式剥皮、水力剥皮及挤压剥皮化学去皮：化学去皮是利用化学药品对未砍伐的树木进行化学处理，使树木死去，易于剥皮。此法在北方对鱼鳞松、铁杉、白杨、桦木等最有效，但在南方潮湿地区和对其它一些材种，则不甚适宜。6*圆筒剥皮机工作原理:

圆筒剥皮机的传动机构通过齿轮驱动圆筒绕水平轴旋转，筒内木段随着圆筒转动并被提升到一定高度之后跌落下来，使筒内木段之间和木段与提升器、筒壁、刀轴或剥具之间反复产生强烈的碰撞、摩擦等作用，进而原木表面的树皮受到冲击、挤压、剪切而被剥离。789原木在圆筒内的受力情况与圆筒的转速和圆筒的填满系数有直接关系。原木随圆筒运动所受到的离心力和它本身的重力相等时的圆筒体的转速，称为临界转速nk。在正常的填满系数的条件下，圆筒转速在0.4nk以下时，筒内原木成间歇式崩落；在（0.4~0.8）nk时，筒内原木成连续式崩落；在（0.8~0.85）nk时，筒内原木开始向上

抛，即从崩落式向瀑布式过渡长木与短木比较：产量大（30%）、两端损伤少、去皮率低10*环式剥皮机由于环式剥皮机具有如下特点，则也是可以选用的剥皮设备：（1）它属于单根原木与金属摩擦去皮的剥皮机，剥皮机从切向压入原木表面，剥皮损失率比较低；（2）适宜处理比较笔直、规格比较一致的原木，不适宜弯曲度大、枝桠多、直径特别大的原木；（3）设备比较轻巧、紧凑、便于搬运，可用于林区就地剥皮；（4）设备内部机构略为复杂，剥皮工作条件比较恶劣，设备的维修工作量比较大。11*刀式剥皮机滚刀式剥皮机的工作原理是：原木放置在翻转机构上，按下旋转的滚刀接触原木并沿其纵向削除一道树皮，然后翻动原木，再削除一道树皮，如此直至把整根原木的树皮削干净为止。滚刀布置在原木上方的小行车上，它由两个工人拖动小行车沿两条轨道行走而移动。滚刀切入原木的位置和深度由拖动小行车的工人根椐原木直径大小、弯曲程度、包节、枝桠等情况进行操纵。121314三、削片机木片长短厚薄一致、整齐。木片的规格一般为：长15~20mm，厚3~5mm，宽度虽不限，但也不希望超过

20mm。原木木片合格率要求大于85%，板皮木片合格率要求大于75%。15机械结构可分为两类：

切削刀装在圆盘上的盘式削片机和切削刀装在圆柱形鼓上的鼓式削片机。盘式削片机主要用于切削原木，削出木片质量较好，在制浆造纸厂采用得较多而鼓式削片机对木料品种适应性广，可用于板皮等各种木料。16盘式削片机按刀盘上的刀数分为：普通削片机（4~6把刀）和多刀削片机（8~16把刀）两种。喂料方式又有钭口喂料和平口喂料〈或称水平〉喂料两种。长原木的削片，一般采用平口喂料，短原木和板皮的削片可采用钭口喂料，亦可采用平口喂料。17普通削片机工作原理：原木被旋转

刀盘上的飞刀和固定在

几座上底刀剪切成木片，又被楔形刀刃挤压，剪

切成木条，进而分裂成

木片。特点：间断切削，必须喂料。生产能力小、木片质量差、碎屑多、震动噪声大、消耗功率大、电流不稳定。18多刀削片机工作原理：

平面刀盘：基本同上，由于刀数增加，形成了两把刀以

上同时切入的连续切削过程。

螺旋刀盘：采用了等螺距的螺旋面刀盘，使木片长度保持一致。特点：

平面刀盘：连续切削，自动喂料，可采用平喂料，较普通削片机能力大，木片合格率高。

螺旋刀盘：较平面刀盘削出的木片均匀，生产能力大，合格率高，木屑量少，震动小，省动力，易维修，使用较多19板皮削片机工作原理：采用喂料辊强制喂料，以保障喂料速度。特点：木片合格率低，喂料机机构复杂。20枝桠材削片机工作原理：设备小型化，便于流动作业。特点：手工作业，无进出料装置，合格率低，产量低。21鼓式削片机工作原理：木材受旋鼓

行辊上飞刀与机体上底

刀剪切形成木片。依靠

成对的喂料辊夹持进料。特点：原料形状适应性广，木片合格率稍低，结构紧凑。22*盘式削片机的结构23刀盘刀盘是削片机的主要部件直径为1600~

4000mm，厚100~150mm的铸钢圆盘上面装有若干把削片刀，供切削原木之用

起着惯性轮的作用，稳定切削过程，对于大型多刀削片机，往往还有一个与刀盘相平衡的惯性轮，这样可以使削片机振动小，电机负荷较均匀，动力容量较小。

普通削片机削片刀在刀盘上的安装位置为自辐射位置向前倾钭

8~15°角。在刀盘上，沿削片刀刀刃方向开有宽100mm的长缝，缝的长度与削片刀的长度相同。为了调整削片刀刃口的位置，在削片刀的底面有一块楔形垫块，它们一起被一组埋头螺钉固定在刀盘上，在长缝的另一侧装有一块定位板，又称为下刀，供保护缝口之用。从原木削下的木片通过长缝至刀盘的后面。24削片刀

碳素工具钢或合金钢制造，削片刀呈矩形，长

600~700mm，宽200mm，厚20~25mm。

刀片上开有多个长形透孔，供安装时前后调整固定使用

削片刀的刀刃角一般为34~39°角，冬季采用

39~40°角多刀片机则采用35°12‘~37°22’。

双刀刃角的刀片，第一刀刃角为40~42°，第二刀刃角为28~32°角，这种刀片较耐用，而且有利于提高削片合格率，适用于处理质硬的木材。25喂料口截面（圆形，方形和多边形）26底刀

钭口喂料槽的下方或平口喂料槽的端部装有底刀。因为底刀在削片时受力最大，容易损坏，故刀刃角特别大。普通削片机底刀刀刃角为

85~90°角，多刀削片机一般为45°角。27*影响木片质量的因素1原木的质量和水分

原木直径大小及质量优劣要搭配均匀，以保证木片合格率。小原木，短原木在喂料槽中易跳动，产生大量短片和碎末，使木片中三角块增多，影响木片的合格率。

原木水分高，有利于提高木片合格率，但在北方寒冷地区，冬季易冰冻，水分以25%~35%为宜，水分过高易冰冻硬脆，削片时产生大量碎末。夏季水分以35%~45%为宜，若水分过低，木材发脆，削片时碎末也多，影响木片合格率。282削片机的有关参数刀距是否合适，刀距尺寸是否一致当其他参数不变时，木片的长度主要由刀距大小而定，又因木片长度与厚度有一定关系，即木片越长则越厚。削片刀刀刃角的大小对木片的质量也有直接影响。当其他参数不变时，过大的刀刃角切削阻力大，木片容易变碎，木片受损伤的程度增加。因此，削片刀钢质较好时，宜用较小的刀刃角。但过小的刀刃角，容易损坏刀刃。刀刃角一般为34~42°。使用普通削片机的工厂在原木冰冻时采用39~40°角，非冰冻时采用37~38°角的刀刃角。使用多刀削片机的工厂，一般采用35°22′~37°12′的角度。刀刃角一定后，刀刃还要保持锋利状态。若刀刃卷曲或崩口，生产出的木片切口粗糙，损伤程度增加，并产生大量碎末，影响木片质量，所以必须定期换刀，予以重磨。29鼓式削片机未能通过筛孔的大块木料借刀辊的旋转受到破碎，直到能通过筛孔。30四、木片筛选与再碎设备削片机生产的木片合格率一般为75%~85%左右，需经木片筛将大片、长条、木节、木屑等从合格木片中分离出来。分离出来的粗大木片、长木条等需经再碎或重削。311筛选木片筛分为圆筛和平筛两类。圆筛具有结构简单，设备维修容易的优点，但占地面积大，且筛选有效面积小，筛孔易堵塞，故新厂较少采用。平筛是利用不同筛孔的筛板在高频振动或低频摇

动的条件下使木屑、木片和长条等得以分开。平筛又分为振动式和摇摆式两种。振动式平筛目前已很少采用。目前国内大多采用摇摆式木片平筛。上述传统的木片筛主要是按照木片尺寸大小来筛分。研究表明：影响蒸煮制浆质量的关键因素是木片的厚度。据测定提高木片厚度的均匀性可以减少除节机废渣、提高细浆得率、降低活性碱及漂白化学药品消耗。所以80年代国际上已发展了按木片厚度筛选的盘式木片筛。32*摇摆式平筛结构及工作原理：两个筛体用钢丝绳吊在机架上，每个筛体上设有三层长方形筛网，网与水平线有一定倾钭角度，使木片便于向低端流出。装有偏重体的主轴，一端支承在与筛体连接的横梁上，一端支承在机架的轴承上。电动机带动主轴转动时，由于偏重的惯性作用，使两边的筛体作水平摇晃摆动，利用在低频摆动下筛板上的不同筛孔分离大片及木屑。留在上层筛网上的大片送到再碎系统再碎或重新削片。留在中下层网上的合格木片送蒸煮使用。通过下层网的碎末另作它用。33摇摆式平筛具有结构紧凑、运行可靠和生产能力大等优点，是目前国内使用最多的一种木片筛。34*盘式木片筛盘式木片筛是国际上新发展的按木片厚度

筛选的设备。它具有不会堵塞、单位面积

处理物料量大、动力消耗小、分离效果好、结构简单、维修方便、使用寿命较长等优

点。盘式木片筛有多根装有圆形或梅花形盘的转轴。轴的中心线在同一倾斜平面内的称为平型盘式筛，轴的中心线所构成的平面成为V型交叉面时称为V型盘式筛。35V型盘式筛一般由10组圆盘形成V字形筛面，每

组圆盘集中串连在一根轴上，V型筛面的每边与水平面成35°角。V形筛面本身安装成水平或自进料槽到出料口成5~10°角。由于转轴与转轴靠得很近，使盘面互相交错，所以盘与盘之间的缝即决定了通过此缝的合格木片厚度。轴与轴及盘片之间的间隙，可根据物料品种及筛选要求调整，使合格木片与木屑或合格木片与过厚木片分离。转轴上的盘向相同方向旋转，使木片朝一方流动。V型筛木片总的运行方向是与轴同向的，但平型筛则不同，木片总的运行方向是与轴的方向相垂直的。36372再碎机再碎设备有锤式和刀式两类使用锤式再碎机，再碎效果差，设备零件磨损大送回削片机重削，可减少再碎设备，但树节分不出来，影响蒸煮质量目前使用较多的是直径为1m左右的小型盘式削

片机，常被用于重削粗大木片，且能满足生产要求。但因木片在被切削时无法定向，形成不规则切削，所以质量不很好，更不能将厚片切薄随着对木片质量要求的重视，已发展了对过厚木片的切薄机械。38*双转子式木片切薄机工作原理是：木片进入一个形如转鼓而带有切削刀的低速转子（~150r/min）中，以高速（~300r/min）转动的带推叶的转子带动木片在低速转子内作回转运动。木片回转产生的离心加速度大于重力加速度，木片在离心力作用下，紧贴在低速转子的内壁上。高低速两个转子的转动方向一样，但因推叶转得快，在离心力作用下，木片贴附在低速转子内壁上可看成是平卧的木片，在被推过低速转子的刀片位置时即被切薄。木片厚度的减少量或削出木片的厚度等于刀片前方导板端凹入的深度。当木片转到下一刀片位置时，这一过程又被重复，木片不断被切薄，直到其厚度能通过切削刀与导板间的缝隙为止。3940五、非木材原料的切断设备非木材原料的切断设备，大致可以分为刀辊式和刀盘式两大类。稻草、麦草等原料切断采用刀辊式切草机；芦苇、芒秆等原料切断采用刀盘式苇机。这些非木材原料所用的切断设备，不像削片机那样主要依靠削片刀的牵引力使原料移向刀盘，而是采用机械的方法——强制机械喂料，把原料送入切料机构。41*切草机刀辊式切草机的工作原理

草料由进料胶带送入一对轴线直立设置的和一个轴线水平设置的喂料辊组成的喂料口，后者压住草料并转动着不断将草料送到第二、三水平喂料辊下，继而被喂入刀辊上的飞刀和机座上的底刀之间，切成长

15~35mm的草片，并由出料胶带送出。刀辊式切草机的主要结构

刀辊式切草机主要有送料胶带、喂料装置、刀辊、飞刀及底刀等部件。

刀辊由铸钢制成，辊上装有三把与辊轴线成4~7°角的飞刀。飞刀由中碳钢或低合金钢制成。为保证刀刃锋利和耐用，刀刃角一般为30~35°角。底刀由中碳

钢制成。底刀要求耐冲击和耐磨，其刀刃角在80~85°角之间。4243*切苇机切苇机的结构

1．喂料装置：喂料装置包括上下链带和上下压辊。苇捆由输运带送来，经剪腰后送入上下链带把原料逐渐地压紧，然后送入上下压辊之间。原苇经过展平和压紧被推至刀盘切断。下压辊安装在固定轴承上，由喂料电动机传动。上压辊安装在加压弹簧下面，当原苇层的厚度波动时，上辊可以上下浮动并维持一定的压紧力。喂料机构既能喂进原苇，又能退出原苇。

2．切断装置：切断装置包括底刀和装有4~5把飞刀的刀盘。底刀为L形，水平地安装在机架上。刀盘是一个铸钢辐轮。飞刀呈偏心圆弧形，安装在刀盘的弧形辐轮上（图1-20）。飞刀由厚8~10mm碳素钢板制成，刀刃角以20~22°角为宜，刀刃制造可用高速工具钢焊接在Q235钢板上，或由低碳钢经表面渗碳而成。4445切苇机的工作原理：切割原理与滑切角设为飞刀的角速度，飞刀刃上A点的线速度为V=r·w（r为A点的切割半径），沿A点的切线和法线可分解成Vt和Vn两个分速度。Vn为垂直于刀刃方向的切削速度或正切速度；Vt为沿着刀刃方向的切削速度或滑切速度。。不同大小的滑切角使刀刃通过喂料口的时间（切削时间）也不一样。为了使切削过程平稳，刃口上不同位置上的点，应有不同的滑切角。从稳定设备的旋转力矩考虑，飞刀刃口单位时间扫过底刀刃口的长度应该比较一致。由于远离回转中心的飞刀刃口上的速度比靠近回转中心的飞刀刃口上的速度要快，要保持飞刀刃口单位时间扫过底刀刃口一致，则越远离回转中心扫过底刀刃口的长度越短，即越远离回转中心的飞刀刃口上的滑切作用要求越大。所以，为了保证切割半径增大后，仍具有良好的切割性能，就应使滑切角随切割半径的增加也同时增大。46切苇机的工作原理：喂料与切断之间的关系原苇的送进与原木的送进不一样，原苇之间可以

相对移动。飞刀的布置要和喂料相配合，使飞刀进入和离开最大切断厚度的切苇区域时，始终只有一把飞刀切苇。反之，如前一把飞刀尚未离开，而后一把飞刀又进入切苇区，在两把刀同时作用下，原苇的推进将被飞刀阻滞，在压苇链带和压辊上产生打滑。47*切竹机切竹机按机械结构可分为:(1)切削刀装在刀盘上的刀盘式切竹机，其中又按刀盘相对于水平面的安装角度分为与水平面成垂直安装的直刀盘式切竹机和与水平面成倾角的钭刀盘式切竹机。（2）切削刀装在空心转鼓上的鼓式切竹机，其结构与用于木材的鼓式削片机结构相同。（3）切削刀装在实心刀辊上的刀辊式切竹机。对未经处理的大原竹多选用刀盘式切机，也可选用鼓

式切竹机。当原料为由原竹劈开的长条竹片及小径竹、杂竹时，可选用刀辊式切竹机，生产规模较大时，可

选用盘式或鼓式切竹机。48*直刀盘式切竹机49*刀辊式切竹机这种切竹机主要用于小直径竹子。当切削大原竹等大径竹子时，需用配套辅机——压竹机压溃后再切削。刀辊式切竹机有两对喂料辊；第一对起压裂竹子的作用，第二对起压紧传递作用。刀辊结构与刀辊式切草机相似。刀辊上方有罩,切竹时产生的尘埃由罩内负压吸走送到除尘净化系统去。50六、非木材原料的筛选除尘设备51（一）草片筛选除尘设备切断后的草类原料中含有草叶、草鞘、穗、尘土、泥砂、稻谷、麦粒等杂质，须经筛选、除尘等净化处理将其分离除去，以降低药品消耗，提高成浆质量。52*辊式除尘机辊式除尘机又称羊角筛，是我国沿用较早较普遍的一种筛选除尘设备。工作原理：它由若干个辊子组成，辊子的圆柱

面上有一系列的螺旋线排列的羊角形的齿棒。辊子下面装有圆弧形的筛板，辊子上面加罩，两侧加板构成一封闭壳体。草片从除尘机的一端送入，随着辊子的转动，草片被拨动、打散、翻滚，使草叶、尘土经上吸尘抽走，较重的泥沙、稻粒等经筛板落入灰斗，利用螺旋和风机排走除去。除尘效率低，网孔易堵塞。53*双锥草片除尘机双锥草片除尘机是在转鼓转动筛、锥形筛的基础上发展起来的新型草片筛。两锥形筛鼓可并联，亦可串联使用。工作原理：并联式的双锥草片除尘机，在

其壳体内设有二固定锥形带孔筛筒，在水

平方向上大小头同向地平行排列。筛筒中

心有轴，轴上装有叶片，草片从筛筒小头

处加入，在筒内被翻动推进，重杂质等通

过筛筒落下，干净的草片从筛筒大头排出。5455工作原理：串联式的双锥草片除尘机的两筛筒则大小头相对并列，其中的转轴上装有锥形转鼓，转鼓表面按螺旋线焊有螺旋片和叶片。固定筛筒下面设有杂质输送螺旋。草片从进料筛筒的小头加入，锥形转鼓上的螺旋片推动草片前进，叶片同时搅动使草片局部扬起。因草片和谷物、泥沙的相对密度不同，且下落时有速度差，即相对密度大的杂质比草片先落下，并通过筛孔由螺旋输送器送出。叶片在旋转中产生一定风压推动草片前进，有风选效应。草片到达筛筒大头时由通道过渡到出料筛筒的小端，再次筛选。为防止堵塞，出料筛筒内的锥形转鼓转速较进料的高，净化后的草片从出料筛筒大头排出。双锥草片除尘机具有结构简单，制造容易，安装、操作方便，适应性广，除尘效果好，草片损失少等优点56*净化系统及其设备重力沉降式谷粒分离器水膜除尘器旋风除尘器袋式除尘器等。57（二）苇片筛选除尘设备芦苇适合于造纸的部分主要是苇秆，而从切苇机

出来的苇片，夹杂有苇膜、苇鞘、苇穗、苇末和

尘土等，这些杂质均对蒸煮过程和纸浆质量产生

不良影响。因此，必须在切苇后加以筛选与除尘。目前苇片干法备料流程中使用的设备，多为旋风分离器、圆筛与苇片风选除尘机三者串联使用；如仅使用前一项或二项时则除尘效果甚差。58*苇片旋风分离器苇片旋风分离

器主要用于分

离苇片、重于

苇片的物料和

苇膜等轻杂质，使后者从内筒

中心管排出到

集尘室或水膜

除尘器作净化

处理。59*苇片圆筛从苇片旋风分离器出来的苇片，一般再通过圆筛进行筛选，进一步除去尘土碎末，但苇穗、苇叶、苇末等很轻杂质仍很难除去。60*风选机风选机主要用以除去苇穗、苇叶和苇末。其原理

是利用苇片与这些杂质的相对密度以及几何形状的不同，用风力吹扬物料来分离杂质的除尘设备。目前多采用百叶式苇片风选除尘机。百叶式苇片风选除尘机是在负压操作条件下工作的一种除尘设备。其原理是利用苇片各组分相对密度、形状和受风面积的不同，因而其临界速度不同和风力输送速度各异的原理，达到风选净化的目的6162（三）竹片筛选设备上下两半壳体围绕筛筒，设有进料口及大

片、合格片、竹屑三个出口。竹片由进料

口送入内筛筒，合格片及竹屑通过筛孔落

入外层筛筒上，大片留在内层筛筒，由其

下端出料口排出。竹屑通过外层筛孔排出，由壳体下部所附的两锥形斗排出；合格片

留在外层筛筒里面从下端出料口排出。63（四）甘蔗渣备料除髓设备蔗渣中含有30%的蔗髓和5%的非纤维表皮。这些非纤维组分，不但使蒸煮和漂白过程中要多消耗化学药品，而且使纸浆的物理强度、白度和纸张的印刷性能等质量指标都不能令人满意。除髓有干法、半湿法和湿法三种。干法除髓含水分20%左右时进行，蔗渣除髓率可达20%~30%。半湿法除髓是用糖厂来的新鲜蔗渣在水分50%左右的条

件下进行。此法一般在糖厂进行，除髓率最高可达25%。目前国内大部分工厂采用二级或三级除髓，即第一级在糖厂用半湿法，第二级在纸厂用干法，除髓率第一级为25%，第二级为16%~18%，总除髓率在36%以上。6465*立式除髓机除髓机中心高速旋转的立轴上下装有三

组转子，转子上有多排按螺旋线排列的飞锤，其外围筛板分区加工成不同尺寸的筛孔。蔗渣刚落入除髓机时，纤维束是无定向的，在高速旋转的转子所产生的离心力以及重力的共同作用下，纤维束成直立定向排列，并沿螺旋线盘旋而下，通过转子和筛鼓之间的净化处理区。由于筛鼓是固定的。转子一方面推动纤维束沿螺旋线前进，同时还使纤维束本身自转，互相揉搓，直致松散开来，这

样髓便同纤维分离，并通过筛孔排出。纤维则因呈直立定向排列，通不过筛孔，在筛鼓内部收集下来，达到除髓的目的。66（五）棉秆备料除尘设备棉秆的备料主要包括干切，筛选除杂、湿法洗净676869七、非木材原料的湿法备料设备用特制水力碎草机将草叶撕碎并洗去之，湿草片经脱水、挤干后送蒸煮使用。（一）稻麦草湿法备料设备湿切、湿净化和干切、湿净化两种。湿切、湿净化就是利用特制的水力碎草机

将整根草秆撕断撕裂并把草叶撕碎，然后

把碎草片与泥砂等杂质分离，取得干净的

湿草片送蒸煮使用。这种方法省去了切草、筛选等过程及避免了由此带