造纸工艺及常见纸病

造纸工艺及常见纸病

1 前言

造纸生产的过程通俗概括地讲就是一个加水、脱水、保水的过程。首先在打浆前要加入适量的水,使之调节到打浆的适应浓度,然后通过配料、加药、加填、调节浓度到适宜抄造的上网条件。

继而,在抄造过程中控制好网前箱(俗称头箱) 的水位,使浆流以适当的浆网速比均匀地喷上网面。

浆网速比根据成纸的匀度、纤维的定向排列的状况,成纸的形稳性等状况决定,一般文化用纸抄造时结合设备特性的差异控制在0. 9～1. 1 的范围之内。浆料上网后经过自然脱水和机械方式脱水结合的过程,进入压榨部则是完全的机械脱水的过程;通过压榨部进入干燥部则是以热力方式进行蒸发脱水,热力干燥脱水的成本要大大高于机械方式脱水的成本,一般认为在进入烘缸前降低1 %的水份可以节约4 %的蒸汽成本。所以抄造中在设备能力允许的条件下应充分发挥压榨部脱水能力,尽最大可能降低进入烘缸前的水份,一则可以尽可能节约抄造成本,同时还能提高纸页的湿强度,减少断纸机会,提高抄造率,间接可提高车速。但对于需要保持一定松厚度的产品如纸杯原纸等,则只能在保证成品松厚度的前提下适当使用压榨压力。脱水过程结束同时也进入保水过程,即在干燥脱水到一定程度时则须使纸幅能均匀、稳定地保持一定的水份,以使其在通过压光整饰时能获得良好的平滑性和均一性的外观质量,以及成纸后的形态稳定性。一般文化用纸的成纸水份以控制在4 %～6 %的范围为宜。有特

定成纸水份要求的品种则应根据特定标准控制。适当的水份控制,除了能达到上述质量控制的目的外,还能有效地节约抄造用浆,以达到降低成本之目的。

本文叙述了造纸生产过程中常见的纸病及其分析处理方法,常见纸病有定量波动,纸页收缩,匀度不良,鼓泡、荷叶边和孔洞等。

2 常见纸病及处理

2. 1 定量波动的影响及控制

2. 1. 1 成浆浓度波动

碎浆过程中必须保证稳定的投料及加水的数量。若能在进入打浆前增设浓度调节器则是较理想的浓度控制流程,但必须说明的是浓度调节器也只能在一定的浓度范围以内进行调节,而且只能在高于设定浓度的条件下调节到设定的浓度,所以碎浆浓度超过调节范围或低于设定浓度时调节器都是无法正常工作的。

2. 1. 2 损纸浆的波动

如损纸量波动较大而又缺乏理想的浓缩设备和足够的损纸浆贮存池,则会足以威胁抄造用浆的浓度稳定。特别表现在纸机开停机和断纸较多的时候,浓度极不稳定的湿损纸浆,严重影响了定量的稳定。

正常生产中损纸的配用量必须保持固定不变。一旦生产异常,产生过量损纸时必须报告现场主管后由工艺人员根据状况在适当的范围限度内作配用量的调整。但首先为做到尽可能保证纸机的正常、稳定,应尽可能少地产生损纸,才是标本兼治的有效途径。

2. 1. 3 填料加入量的波动

填料的浓度、流量的变化以及填料在输送管线中的沉积都会造成纸幅定量的波动。必须严格控制填料投料的浓度及流量,杜绝人为因素的影响,合理布置管线、阀门、弯头等。

2. 1. 4 设备因素的影响

贮浆池搅拌器效果不良,造成池内浆料的沉淀、淤浆;应从改造搅拌器和浆池的池型结构着手来解决这一问题。但无论浆池内有没有沉淀,淤浆现象,浆池的液位必须保持稳定,否则因液位的较大波动同样会造成纸机定量的波动。浆泵的故障或盘根漏气,浆泵运转不稳定或是盘根密封不好而漏气会导致输送时产生较大的脉冲现象,混合池之类的液位也会随之忽高忽低,而无法稳定。应及时排除故障,重新填加盘根或采取打开泵盖排气甚至停机排放白水后重新注水启动均可排除这类现象。

2. 1. 5 纸机速度的波动

纸机速度的不稳定不仅仅只有设备原因会造成波动。除了因为电器控制有故障,皮带打滑,离合器打滑等因素会造成纸机速度不稳以外,操作控制上的不当同样会影响纸机的速度,如真空度不稳定形成的网上“喘气”现象,烘缸冷凝水排出不畅造成纸机的负荷不稳,甚至定量有大幅度的波动时都会造成纸机

速度的变化。所以遇到有纸机速度不稳定时,操作工必须首先检查和排除上述因素的影响,而后再考虑电器、设备故障的影响。

2. 2 纸页收缩及卷曲的控制

纸页定型后表现出来的收缩和卷曲现象的根本原因在于浆料上网时的浆网速比选择不恰当,纤维

纵向排列所占比例过多而造成的。因为就单根纤维而言,其横向的伸缩率要比纵向伸缩率高出数倍之多,而由于纸机抄造时的型式特性,成纸的纤维排列又以纵向(即纸机运行方向) 排列的居多,若无合理的浆网速比,则会造成纤维在纸页中基本呈纵向排列状态,最终成纸则会因纤维在干燥过程中的急剧收缩而形成纸页横幅方向上的收缩或卷曲。减轻和排除以上问题的方法就纸机而言可采取以下方式:

(1) 适当调整头箱水位,尽可能做到使浆网速比在合理范围之内。

(2) 减小湿纸状态时的牵引张力。特别是网部、压榨部各开式引纸部位的牵引张力,应在能保证纸幅正常运行的前提下尽可能减小张力。

(3) 张紧烘缸干毯或干网。适度张紧烘缸干毯或干网,防止在偏松状态下纸幅在干燥过程中的自由收缩。若干毯有局部松紧不一致的现象则必须及时调整或更换,否则将会形成纸页局部的收缩、不平整之类的纸病。

(4) 检查、调整烘缸温度曲线。保持烘缸温度曲线的平滑,避免上下烘缸之间的温度差过大,否则由此产生而造成纸幅两面干燥不一致也是纸张卷曲的主要原因。

2. 3 匀度不良的表现及处理

匀度是纤维在纸页中均匀分布的程度。成纸的光学性能(白度、不透明度) 、物理性能(强度、形稳性) 以及抄造时所需要的湿强度都和匀度的优劣有直接关系。匀度不良的调整控制应从以下几方面着手:

(1) 打浆及配料的控制。一般从纤维絮聚的条件来看,纤维长度越长其絮聚的可能性也越大。所以打浆过程中必须严格按照工艺要求进行。否则,纤维未能充分疏解,成型时会产生絮聚现象。而打浆过高,在网部脱水速度太慢又会造成纸胎定型时间过长,纤维重新絮聚的现象。

(2) 配浆时的工艺规程也同样必须严格执行。如松香、硫酸铝的加入不恰当,松香加入后尚未完全均匀分散即加入硫酸铝,甚至松香和硫酸铝同时加入就会形成严重的纤维团状组织,上网后无法分散而均匀分布,甚至造成粘网、粘毯、粘辊、粘烘缸的严重障碍。断纸次数也大大增加。

(3) 头箱浓度过高,上网定型过快。浆料浓度越低纤维之间碰撞、絮聚的可能性越小。因而在网部脱水能力允许的条件下应尽可能降低上网浓度,避免定型过快的现象,使纤维上网后有充分的重新排列组合的时间。

(4) 纤维横向交织脱节或呈波浪状态的交织。前者是因水位过低造成浆速太慢所致;后者是因水位过高造成浆速太快形成。调整水位到适当位置即可消除。

(5) 造纸化学药品的影响。在生产工艺中特别要注意助留助剂(聚丙烯酰胺) 的使用规范,助留剂溶解时必须逐步均匀地散入搅拌桶内,决不允许一次性倒入桶内。溶解和使用的浓度必须严格根据规范要求执