Производство бумаги и картона

2) с однорядным расположением цилиндров, что обеспечивает безобрывную проводку полотна при высокой скорости машины.

Для сушильной части ЗАО «Петрозаводскмаш» предлагает ци­ линдры сушильные и холодильные, техническая характеристика которых приведена в табл. 64. Корпуса цилиндров отливаются из чу­ гуна марок СЧ20, СЧ25, СЧЗО, из чугуна, легированного никелем, молибденом, хромом, медью. В сушильные цилиндры подается на­ сыщенный или перегретый пар температурой до 180 °С, избыточным давлением не более 0,8 МПа. В холодильные цилиндры подается свежая вода с температурой не более 30 °С и избыточным давлением не более 0,15 МПа.

Т а б л и ц а 64

Техническая характеристика цилиндров сушильных и холодильных, изготовляемых ЗАО «Петрозаводскмаш»

Остальные расчеты по сушильной части в настоящем пособии не представлены, так как приводятся в методических указаниях для кур­ сового и дипломного проектирования (Теплотехнический расчет сушильной части бумаго- и картоноделательной машины, 2003 г.).

7. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОТДЕЛКИ БУМАГИ

7.1. Общие положения

Отделка бумаги или, реже, картона осуществляется одновременно

спроцессом сушки либо сразу после окончания сушильного процесса

сцелью придания бумаге повышенных значений показателей уплот­ нения, гладкости, лоска, растяжимости, прочности поверхности, повышения водонепроницаемости, способности к дальнейшей отделке и облагораживанию, производимым вне машины.

Некоторые процессы, осуществляемые в рамках БДМ (КДМ), вполне могут квалифицироваться не только как отделка, но и как обла­ гораживание. К таковым следует отнести лощение и каландрирование, особенно в современных условиях, когда суперкаландры предлагается встраивать в БДМ дополнительно либо вместо мешинного каландра.

Оборудование для отделки бумажно-картонных материалов включает в себя полусухой каландр (полусухой пресс), лощильный цилиндр, клеильный пресс, крепирующие и микрокрепирующие уст­ ройства, холодильные цилиндры, устройства для увлажнения бумаги, машинный каландр, мягкий каландр, встроенные каландры - аналоги суперкаландра, устройства для намотки бумаги и картона

врулоны, продольно-резательные станки, саморезки и др. Естественно, все перечисленное оборудование никогда не ус­

танавливается на одной БДМ или КДМ. В зависимости от назначения машины и, главным образом, требуемой степени отдел­ ки и вида бумаги устанавливают те или иные виды оборудования.

Разнообразие целей и назначений процессов отделки, примене­ ние различных видов оборудования и мест его расположения на машине препятствуют созданию цельного теоретического обоснова­ ния процесса отделки бумаги и картона на машине. Однако определенная систематизация действующих факторов и параметров технологии и оборудования должна в некоторой степени облегчить восприятие достаточно сложных изменений, происходящих со свой­ ствами и характеристиками бумаги. Прежде всего следует отметить влияние композиционного состава обрабатываемого материала, вида волокна, соотношения волокон с различными характеристиками, ви­ да и количества наполнителя, степени проклейки, использования химических вспомогательных веществ, а также степени разработки волокна и наличия оборотного брака и макулатуры.

Другая группа факторов, оказывающих значительное влияние на процессы отделки на машине, связана с процессами напуска, формования, удержания компонентов массы и обезвоживания на всех стадиях прохождения бумажного полотна.

Перечисленные факторы оказывают влияние на ряд техноло­ гических параметров, от которых непосредственно зависят ход и результативность процессов отделки. Основным из этих парамет­ ров является влажность бумаги или картона.

Бумага и картон - материалы неоднородные по целому ряду свойств, как то: анизотропия, разносторонность, неравномерность макроструктуры, характер волокон, составляющих композицию, их распределение по толщине, наличие дисперсных частиц и т.д. Поэтому при оценке эффективности отделки следует учитывать обязательную вариантность результатов, а также сопутствующее, иногда нежела­ тельное, влияние на многие параметры готового материала.

Расчет производительности отделочных машин. Отделочные машины (кроме тех, что установлены непосредственно на машине) ра­ ботают периодически, так как их останавливают во время установки разматываемых рулонов, заправки бумаги и склейки обрывов.

Отношение времени полезной работы машины ко всему вре­ мени работы называется коэффициентом полезного времени или коэффициентом использования машины по времени. Средняя вели­ чина коэффициента ц = 0,4...0,7 и зависит от качества бумаги и степени механизации процесса.

Часовая производительность отделочных машин Q определя­ ется по формуле

Q = 0,06 • В • g ■v • т • г|, кг/ч,

где В - ширина бумаги, м; v - скорость бумаги, м/мин; g - масса 1м2 бумаги, г; т - число одновременно разматываемых рулонов; г| - коэффициент использования рабочего времени.

Пример расчета отделочных машин приведен в разд. 13 на­ стоящего пособия.

7.2. «Мягкие» каландры

Фирма «Voith Paper» предлагает каландры «Экософт» (Ecosoft) и Nipcoflex, предназначенные для производства большинства видов бумаги: суперкаландрированной класса Б, газетной, копироваль­ ной, мелованных сортов бумаги, картона и специальных видов. Технические характеристики каландров «Экософт» и Nipcoflex, других иностранных производителей представлены в табл. 65,66.

Техническая характеристика «мягких каландров»

Техническая характеристика каландровых валов

7.4. Накаты

Назначение наката (рис. 91) - наматывание готового полотна бумаги в рулоны после БДМ и КДМ.

Рис. 91. Схема работы периферического наката: 1 - полотно бумаги; 2 - при­ жимной барабан наката; 3 - наматываемый рулон бумаги; 4 - тамбурные валы

Фирма «Voith Paper» предлагает накат Sirius. Техническая ха­ рактеристика наката Sirius представлена в табл. 68-70.

Т а б л и ц а 68

Техническая характеристика наката Sirius с малой обрезной шириной

Т а б л и ц а 69

Техническая характеристика накатов Sirius, предназначенных для машин с большой обрезной шириной

Техническая характеристика наката Sirius для наматывания рулонов бумаги с покрытием

Характеристика отечественных периферических накатов при­

ведена в табл. 71.

Т а б л и ц а 71

Характеристика отечественных периферических накатов

7.5. Клеильные прессы

Назначение клеильного пресса (рис, 92) - поверхностная про­ клейка бумаги и картона (для упрочнения поверхности бумаги, уменьшения пыления и выщипывания).

Р«с. 92. Схема наклонного клеильного пресса: У, 6 — сушильные цилиндры; 2 - бумажное полотно; 3 - спрыски проклеивающей композиции; 4 - валы

пресса; 5 - бумаговедущий валик

Вкачестве проклеивающих веществ для поверхностной про­ клейки широко используются различные виды крахмала, натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы, казеин, животный клей, поливини­ ловый спирт, латексы и др. К проклеивающим веществам могут добавляться синтетические отбеливатели и другие добавки, при­ дающие бумаге и картону специальные свойства.

Клеильные прессы обычно устанавливают в той части маши­ ны, где сухость полотна достигает 85...94 %.

Вобычных клеильных прессах (не пленочных) можно наносить покрытия массой от 1 до 10 г/м2 при скорости машины до 800 м/мин. После проклейки влажность полотна повышается, поэтому после клеильного пресса устанавливаются дополнительные сушильные ци­

линдры, число которых зависит от количества наносимого клея и скорости машины. Первые один-два цилиндра работают при более низкой температуре. Часто перед досушивающими цилиндрами ус­ танавливают бесконтактные инфракрасные сушильные устройства.

Рецептуры покрытий (в массовых частях):

-на основе крахмала: крахмал окисленный - 90; мочевино- формаль-дегидная смола - 10; пластификатор - 1 (содержание сухих веществ - 6 %), масса покрытия - 2...3 г/м2;

-на основе ЛВС: поливиниловый спирт - 95; меламиноформальдегидная смола - 5 (содержание сухих веществ 3...4 %); масса покрытия - 2... 3 г/м2.

Рецептуры покрытий не ограничиваются вышеприведенными составами и достаточно разнообразны. При использовании рецеп­ тур в проекте следует помнить, что ее основу составляет связующее вещество. В качестве таких веществ используют растворы (концен­ трацией 5...20 %) окисленного или модифицированного крахмала, поливинилового спирта, Na-КМЦ, полимерных дисперсий. Составы могут содержать 0,1... 1,0 % пластификатора. Для повышения водо­ стойкости покрытия на основе водорастворимых полимеров вводят до 10 % мочевиноили меламиноформальдегидных смол, глиоксаля или метазина.

ЗАО «Петрозаводскмаш» предлагает клеильный пресс, техни­ ческая характеристика которого приведена в табл. 72.

Фирма «Papcel» выпускает клеильный пресс, предназначенный для поверхностной проклейки, облагораживания специальными средствами, окраски поверхности, нанесения тонкого слоя специ­ альных покрытий. Техническая характеристика клеильного пресса фирмы «Рарсе!» представлена в табл. 73.

Техническая характеристика клеильного пресса ЗАО «Петрозаводскмаш»

В последние годы все более широкое распространение полу­ чают пленочные прессы. В пленочном прессе покровная дисперсия наносится с помощью соплового дозатора на поверхность прессо­ вого вала, равномерно распределяется по его поверхности специальным устройством, после чего наносится на полотно. Масса 1 м2 наносимого покрытия составляет не более 5 г.

Содержание твердых веществ в рецептурах покровных составов для пленочного пресса (при поверхностной обработке - около 45 %) значительно выше, чем у рецептур для обычного клеильного пресса (в среднем 15 %). При высоком содержании твердых веществ затвер­ девание слоя происходит уже на ранней стадии, а впитывание жидкой фазы в бумагу происходит не так интенсивно, как это бывает при ис­ пользовании покровных составов с низким содержанием твердых веществ. Благодаря этому исключается негативное влияние повыше­ ния влажности на механические свойства полотна, которые необходимы при его прохождении через зазор пленочного пресса. По­ этому применение пленочных прессов вместо клеильных существенно снижает обрывность полотна, следовательно, можно использовать бу­ магу меньшей прочности. Кроме того, повышенное содержание твердых веществ сберегает энергию, необходимую для сушки, откры­ вает возможности для увеличения рабочей скорости, позволяет использовать более дешевые полуфабрикаты.