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    造纸原理与工程

    时间:2021-09-28 来源:博通范文网 本文已影响 博通范文网手机站

    一.造纸生产流程:

    a.打浆;

    b.加填;

    施胶;

    c.纸料前处理和流送、流浆箱中的布浆、整流、上网;

    d.在造纸机上通 过成形、压榨、干燥、压光、考取、复卷或截切、包装、入库。见P17图0-14 第一章打浆 一.打浆:

    1.什么是打浆:利用物理方法使浆料中的纤维产生切断、压溃、润胀和细纤维化作用。

    2.为什么要打浆:未经打浆的浆料中含有很多纤维束,且纤维太常太粗,表面光滑而富有弹性,纤 维比表面积小又缺乏结合性能,不能满足草纸的要求。

    3.打浆的任务:通过一些机械作用给于纸料一些特殊的性质,(机械强度、物理性质、胶体性质), 借于保证抄成纸或纸板后能取得预期的质量。并控制纸料在网上的滤水性能;

    是纸叶获得良好的 成形。

    一.常用打浆术语:

    1.打浆度;

    DegreeSchopperRiegler:“SR”:也叫“叩解度”,只表示纸浆的滤水性,SR愈高, 0 0 滤水性愈差,用肖氏打浆仪测定。

    2.Canada标准有力度(CanadaStandardFreeness):游离度与打浆度不同的只是测定表示方 法的不同(C·S·f)。C·S·f愈大,0SR愈小,滤水速度越快。北美和日本使用C·S·f, 我国和欧洲使用0SR。

    3.湿重:间接地表示了纤维的平均长度。测定多采用框架法,纤维平均长度越长,框架上 挂住的纤维越多,则湿重越大。

    4.保水值(%):纤维间的润胀水,及少量纤维表面水和纤维之间的水保水值指针可以说明 纤维的润胀程度,从而反映出细纤维化程度,说明了纤维之间的结合力。

    §2打浆理论 二.打浆对纤维的作用:

    1.细胞壁的位移和变形:

    2.出生壁和次生壁外层的破除(P层和S层) 1 3、润胀:润胀是指高分子化合物在吸收液体的过程中,伴随体积膨胀的一种物理现象。纸浆纤维之所 以有润胀能力,主要是由于纤维和半纤维分子结构中所含有的极性羟基与水分子产生吸引。使水分子进入 无定形区而发生润胀,纤维润胀后,其内聚力下降,组织结构变得松弛,其比表面积和比容量增大,有利 于细纤维化。

    4、细纤维化:细纤维化作用是指在打浆过程中,打浆设备的机械物理作用使纤维获得纵向分离,并分离 出细纤维,而且使纤维产生起毛现象。

    内部细纤维化:纤维细胞壁同心层的连接被破坏,次生壁中层发生层间滑动。

    外部细纤维化:纤维纵向产生分裂两端帚化,纤维表面分丝起毛。

    5、切断:指纤维横向发生断裂的现象。

    原因:(1)打浆设备的的剪切作用。(2)打浆比压相当大。一般情况下,在打浆过程中不希望过度的 切断纤维,因为过度切断纤维,就会使纸张的强度大大降低。

    三.纸张强度、纤维的结合及其影响因素 水分子在浆料中的三种结合形式:P25 二)影响纤维结合力的因素:

    见新书P25。

    1.原料种类的影响:

    结合力的大小:CP棉浆>草浆>MWP 2.半纤维素的影响:

    含半纤维素多的纸浆易打浆,抄成的纸张强度也高。半纤维素含量多的纸料,打浆时易吸水润胀,增 加了纤维的比表面积和结合面积,因此提高了纸张强度。

    1 原因是:新书P25。

    3.纤维素的影响:

    纤维素含量和聚合度(DP)高的纤维强度好,打浆时不易切断,而润长和细纤维化程度高,所以 纸张强度也高。

    4.木素的影响:

    新书P26。木素含量高,纸的强度差。

    5.纤维长度的影响:

    新书P26。

    纤维长度与纸张的强度有重要关系(尤其是对撕裂度),当决定纸张强度的纤维结合力增长到一定 程度时,纤维长度就显示出它的重要性。对于机械浆,纤维长度非常重要。

    为什么强度曲线随着打浆度升高出现转折现象? 6、添加剂的影响:见新书P26。

    加入亲水性物质,会增加纸的强度。

    加入有机物或无机物时,会降低纸的强度。

    §3打浆工艺 低浓打浆和高浓打浆的区别? 1)高浓打浆的原理:

    低浓打浆时,刀片直接与纤维作用,而高浓打浆时,靠纤维之间的相互摩擦作用进行打浆, 这是高浓与低浓打浆的主要区别。见P37 2)高浓打浆浆料的性能:

    a.更多的保留了纤维的长度和强度,很少增加细小纤维的组分,成浆的撕裂度很高。

    b.纤维多是扭曲和卷曲状,纤维具有很高的收缩能力,能大大提高纸张的收缩率和韧性, 纸张强、韧、耐破度高。(对于水泥袋纸、卷烟纸、高速轮印刷纸非常重要) c.不足:设备复杂,动耗大,(成纸紧度大,不透明度达)尺寸的稳定性、纸的刚性和挺度 均较差。见P38 2.中浓打浆:因效果不显著,动耗大,未能在工业上获得应用。

    三.打浆质量检查 一)打浆度:打浆度值反映浆料脱水的难易程度,综合的表示纤维被切断、分裂、润胀和水化程度。打浆 0 度=1000-斜管排出的水量(ml)/10RS 见p43 二)纤维长度:显微镜法 测定方法 纤维湿重法 1.显微镜法:见P43 2.纤维湿重法:见P43 三)水化度保水值(WRV):纤维保留水分的能力,测量浆料的保水值是为了测定纸浆打浆后纤维吸水润 胀的程度。见P43 水化度:离心保水值={(湿浆重—干浆重)/干浆重}×100% 经高速离心处理的湿纸浆所含水分的重量,与该浆绝干重量的百分比率。

    四)筛分析(筛分):通过筛分析使纤维长度得到分级,测出各级纤维的长度和百分率。见P44 五)紧度:P44 §4草浆打浆 一.草浆打浆的特点:

    1.草浆打浆帚化困难,即草浆不易实现外部细纤维化。

    2 2.草浆的非纤维细胞含量高,在打浆过程中,由于其易破碎而使打浆度上升很快,大大增加草浆的滤水 困难。

    3.草浆打浆应以氢度打浆较为合理。

    §5打浆设备 间歇式:槽式打浆机 连续式:圆柱磨浆机 锥形磨浆机,圆盘磨浆机 一)间歇式打浆机:槽式打浆机,见P47。

    二)连续打浆设备:

    1.锥形磨浆机:见P48。

    2.圆柱磨浆机:见P49。

    特点:a.打浆的适应性强,可打木、竹、草、棉、麻浆。

    b.打浆的质量好,切断作用小,帚化分丝能力强。

    d.生产能力达,但动耗大,刀辊的磨损较快。设备维修工作量大。见P50 三.圆盘磨浆机:

    1.概述:见P50 优点:生产能力大,成浆质量好,电耗低,占地少,效率高,适应性能强。

    2.盘磨机的类型和结构:

    a.类型 立式 卧式 b. 单盘磨:一个磨盘固定,另一个转动。

    双盘磨:两个磨盘同时转动,方向相反。

    三盘磨:两边两个磨盘固定,中间磨盘转动,形成二个磨区。

    单流式:如两台串联的单盘磨。

    三盘磨 双流式:如两台并联的单盘磨。

    3.盘磨机打浆的原理:见P52图1-29 4.盘磨的结构和齿型:见P52。

    1)齿型疏解型—正锯齿型和斜锯齿型 帚化型—平齿型和圆弧齿型 以疏解纤维,轻微打浆,切断作用为主的采用细沟、细齿和浅齿;

    以分丝帚化为主的,采用较大的齿 宽;

    对浓度较高的浆料,采用窄的齿纹和浅齿,以减少浆料在齿忠沉积和堵塞。

    2)粗磨区:浆料入口处,盘间间隙大,采用浅齿沟和宽的齿纹,能促进浆料迅速疏解,并使浆料 均匀进入精磨区。

    精磨区:盘齿较窄,齿沟较深,线速度大,有利于纸浆精磨。

    3)磨纹倾角:磨齿与磨盘半径之间的夹角,见P53 4)挡坝式封闭圈:见P54。

    5)磨齿的材质:见P54。

    四)高浓打浆设备—高浓盘磨。

    1.纸浆浓度20%,浆料流动性差。

    2.采用强制均匀进料。

    3.采用窄齿和浅齿槽。

    4.高浓磨浆产生大量热量(蒸汽),故常用空心转轴。

    5.磨盘需有较大的梯度,以便顺利进料和排除蒸汽。

    一.浆辅助设备 一)碎解设备:

    i. 水力碎解机:用于浆板,废纸和板纸的碎解处理。

    优点:疏解能力强,占地面极少,产量大,效率高,电耗低,对纤维没有切断作用。

    3 立式 卧式 间歇式 连续式 单转盘 双转盘 高转盘 类型 见P61 高浓水力碎浆机:浓度≥12%;

    多用于处理废纸。

    特点:在高浓下,浆料互相摩擦,转子对浆料七四类作用,单位能耗低50%以上,化学药品生20%, 流程简单。

    疏解设备:

    齿盘式疏解机 ii. 高频疏解机 孔盘式疏解机 带有锥度的齿盘式 主要用来疏解草浆、木浆、棉短绒浆和废纸。

    原理:在机械力、水利和超声波的作用下,纤维素或纸片受到强烈的疏解,被分解成单根纤维。

    1.添料 1.什么是添料,加添? 添料是指纸浆中加入非纤维性的物质;

    在纸浆中加入添料,改变纸张的性质,更好的满足使用的需要,这一生产过程称为加添。

    2.目的:提高纸的质量,增加产量,改进操作,减少流失,见低成本。见P67 施胶胶料 用于纸内施胶:松香胶、强化松香胶、合成胶、分散松香胶。

    用于纸面施胶:氧化淀粉、聚乙烯醇、羟甲基纤维素、动物胶、合成树脂。

    §1-2 纸内施胶 三、影响施胶的因素:

    1、浆料的性质:

    1)不同浆料具有不同的施胶效应。

    GP>竹(草)浆>KP木浆、蔗渣浆>半漂半化学浆>人造丝浆>棉浆 2)打浆度越高,施胶效果越好。

    2、PH值:PH=4.7~5.5 3、阴离子:见P77:碱金属离子会给施胶造成困难;

    松香酸钙沉淀。

    4、阳离子:见P77:络合能力Cl<SO<CHCOO<草酸根<OH 2 - - - - 4 3 5、施胶温度:施胶温度最好控制20~25C,最高不超过35C 0 0 6、松香粘度的影响:P77~78。

    7、打浆对施胶的影响:P78 8、加添对施胶的影响:P78 9、胶体稳定剂的影响:P78 10、网部和压榨各部对施胶的影响:P78 11、干燥和压光的影响:

    四、强化松香胶:

    1、松香胶起施胶作用的官能基是(COOH),若能设法增加松香的羧基数量,则可望提高松香的施胶效 能——制备强化松香胶的理论依据。

    2、马来松香:P79 马来松香定义:以100g松香所加入的马来酐的克数来命名。% 五、分散松香胶:含游离松香量接近或达100%的高游离松香分散体。

    1、制备方法——逆转乳化法:其特征是:随着水的加入,松香液由水/油型,逆转为油/水型,制成稳定 的松香分散体。

    2、施胶机理:P81。

    六、合成胶 4 1.中性施胶与中性造纸:P83。

    2.中性施胶的分类:

    合成胶的种类 反应型:在碱性条件下,胶料直接与纤维反应,使胶料固着在纤维上。

    自行固着型:阴离子施胶剂树脂型 聚合型 3.烷基烯酮二聚物(AKD) 1)AKD的结构、性质和应用。

    2)AKD的施胶机理。

    i. 纸面施胶 一)目的和用途:

    目的:1.提高憎液性能、适印性能和抗油性能。

    2.提高表面性能物理强度。

    3.减少纸页的两面差和变形。

    4.减少胶料的流失。

    用途:用于质量要求较高和用途特殊的纸种。

    §2加填 三)加填方式 间歇式浆内 连续式网前箱 ii. 填料的选用与性质 一)填料的选用:

    一般情况:定量在50g/m2以上的印刷纸,加用廉价的滑石粉,40g/m2以下薄型字典纸,需 考虑加TiO填料。

    2 二)填料的种类和性质:

    天然填料:滑石粉、高领土、白土、石膏。

    人造填料:碳酸钙、硫酸钡、钛白(TiO) 2 a)滑石粉(30.6%MgO,62%SiO和高领土(瓷土) ) 2 滑石粉目前使用最广泛,白度较高。P95 高领土:39%AlO45%SiO。P95 2.碳酸钙:天然:磨碎碳酸钙,白垩。

    人造:沉淀碳酸钙,由石灰乳液通CO制成。P96 表2-22-3 2 3 2 2 3.二氧化钛(钛白)98%TiO2 4.合成硅铝——人造填料:

    四.填料留着率 一)纸张填料留着率:是指纸张中所含的填料量A与加入纸料中填料量B的百分比:

    R=A/B×100%从控制生产出发,求得近似值已满足需要。

    A:绝干纸中填料含量;

    B:绝干纸料填料含量;

    单程留着率 Rt=(C·X)/H=1-(T·Y)/H H:流浆箱浆浓;

    C:伏辊处纸幅平度;

    T:网下白水浓度;

    X:到达伏辊处浆量占流浆箱浆量的比值,一般为3~5%。

    Y:通过铜网流失的浆量占流浆箱浆量的比值,95~97% 二)填料留着机理及影响留着的因素:

    a)填料留着由吸附过程、过滤过程、沉积过程及絮凝过程所决定。

    b) c) 机械载流系统:认为,填料由于机械过滤作用,使填料不能通过滤层而留在纸内。P97。

    胶体吸附学说:填料在水中带负电荷,当加入矾土后,因有水和离子产生,填料离子吸附铝离子 而转成带正电荷,并与带负电荷的纤维相吸引而沉淀在纤维的表面上。

    5 填料的留着是由于机械截面和胶体吸附双重作用的结果,而吸附作用更重要。

    影响因素:填料留着随下列情况的变化而增加:P97。

    (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 纸张定量和厚度的增加;

    施胶对矾土用量的适当增加。

    纸张打浆度的提高;

    纤维长度的提高;

    白水会用量增加;

    纸料温度提高;

    上网浓度的提高;

    在纸料中加入助留剂;

    随下列情况变化而下降:

    (1) (2) (3) (4) (5) 纸机车速提高;

    真压箱、真空压辊,真空压榨等处的真空度提高;

    纸机网部振幅与振次的增大;

    网眼加大。

    上网浓度降低。

    §3 一.染色和调色的目的:

    染色 1.生产颜色纸,纸浆需要染色;

    2.生产白纸也需要进行增白。

    二.色相的调配校正原理:

    纸张的染色是指在浆料中加入某一色料,使其有选择性吸收部分可见光,反射我们所要求的色泽光谱,这 一生产过程称为染色和调色。P98图2-16P99表2-4 三.色料的分类和性质:

    颜料:有色的填料耐光性较强,不溶于水,与纤维无亲合力。染色性能不如染料。

    色料 天然染料:着色力不强,光照易变色;

    染料:人造染料——合成染料:溶于水,着色力强,价格低廉,染色操作简单。

    碱性染料 人造染料 酸性染料 直接染料 一)碱性染料:为具有氨基碱性基团的有机化合物。

    特点:

    1.可溶于水,呈碱性,着色力极强,色彩鲜艳,价格低廉,应用最广。

    2.对木素亲合力极大,所以对机木浆和未漂化学浆易染色。

    3.对纤维漂白浆亲合力较弱,需加媒染剂才能染色。

    4.耐光、耐热性极差,对酸、碱、氯根不稳定,成品易退色。

    二)酸性染料:为带有苯羟基或黄酸基的有机化合物。

    特点:

    1.呈酸性,极易溶于水,着色能力较差;

    1.耐光性较强, 2.PH=4.5~4.7时,染色效果最好。

    3.需借助于矾土做媒染剂。

    4.不施胶的纸不得使用酸性染料。

    三)直接染料:为具有黄酸基团的偶氮化合物,溶于热水。

    1.直接染料与纤维亲合力很强,能直接对纤维进行染色。

    6 2.其着色能力比碱性染料差;

    3.单耐热型、耐光性好。

    四)荧光增白剂:一种荧光染料,白色染料。

    机理:

    1.对含大量木素的机木浆和白度低于65%的纸浆料,不起作用。

    iii. 荧光增白剂只用于漂白浆;

    白度越高,增白效果越好。

    二.染色操作及影响因素:

    一)染色操作:

    i. 浆内染色:将溶解好的染料液加入浆料中,进行间隙染色。

    ii. 压光染色(纸面染色):在压光辊上使纸张与染料液接触。多用于纸板和原纸染色;

    用量少, 颜色鲜艳,耐光强;

    易脱落。

    iii. iv. 浸渍染色:使原纸通过色料槽而着色。常用于皱纹色纸及其它薄型色纸。

    涂布上色:属加工纸范畴。

    二)影响因素:

    i. 纸浆性质:不同浆料对染料有不同的亲合力。木素对碱性染料;

    纤维对直接染料有较大亲合 力。

    ii. 打浆:提高打浆度有利于纤维的染色,能使染色加深。打浆度高,纤维分丝帚化好,有利于 染料与纤维的结合。

    iii. iv. 胶料与矾土:松香胶对纤维着色有阻碍作用,而矾土对染料起媒染剂作用。

    填料:由于填料与纤维争夺染料而有碍纤维着色。大多数填料对染料有较强的亲合力。

    PH值:各种染料均有适宜的PH值范围。

    v. vi. 温度:提高染色温度,能增强着色效果。

    vii. viii. 其它化学药剂:残氯和钙对染色有不良影响很大。

    染色两面性:剧烈脱水会降低染料的留着率,造成染色的两面性。

    §4 助剂——造纸化学助剂——非纤维性的化学添加剂 一.使用助剂的目的、作用:P104 二.干强剂——增强剂:在纸浆中加用适当的添加剂,来提高纸张的(物理质量)干强度。(P124) 1.淀粉与植物胶:能提高纸张的强度,匀度,改进纸张的耐磨性、挺度和掉毛、掉粉现象。

    淀粉衍生物——改性淀粉,除了能提高干强度,还可以提高纸张的施胶度。

    氧化淀粉 淀粉衍生物 阴(阳)离子淀粉 两性淀粉 2.水溶性纤维素衍生物:MC,CMC,HEC均能提高纸张的干强度。P105 3.高分子聚合物——聚丙烯酰胺:P105 阴离子型,非离子型:需加入矾土,P105 阳离子型:无论在酸、中或碱性条件,加不加矾土,均可提高纸张强度,并有一定的施胶 度。

    三.湿强剂:改变纸页的性质,增加纤维间的结合力。

    湿强度是指纸被水浸透以后,仍能保持一定的机械强度和特性。

    1.热固性合成树脂:三聚氰胺甲醛树脂,脲醛树脂,酚醛树脂:

    三聚氰胺甲醛树脂:P105机理。

    用量在6%以内时,其留着量高,湿强度明显增加。

    PH纸的高低会影响树脂的留着率,加树脂前PH=5~5.5%,加树脂后PH=4~5。

    四.助留剂和助滤剂:

    1.助留剂:用来提高纸料中的细小纤维和填料的留着率;

    主要用阳离子型高分子聚合物:聚丙 7 烯酰胺、聚乙烯亚胺。用量少,效率高,经济效益好。P106机理。

    高分子聚合物使纤维(或粒子)产生絮凝的机理,不仅是表面电荷的中和,还包括有桥联合嵌镶 结合的作用。

    助留剂加入的位置尽可能接近纸机网前箱。

    助留剂还有助滤的功能。

    2.助滤剂:使细小纤维和填料与纤维絮凝,一方面提高细料的留着率,而同时加快了滤水速率。

    机理:P107 第三章 纸的抄造 §1概述 一.抄造方法和设备 设备:长网造纸机,圆网造纸机,加网造纸机。(图3-4、3-5) §2 抄之前纸料的处理 处理流程见P118 1.任务:保证将纸料连续、均匀、稳定、干净地送倒流浆箱的进浆总管。

    2.要求:

    1)送上纸机的纤维量要恒定。

    2)配比要稳定。

    3)送上纸机的纸浆的浓度、温度、PH值等工艺条件要稳定。

    4)纸浆要干净,尘埃小,没有浆团、渣质、纤维分散好。

    1. 。

    三.纸料的脱气 一)纸料中空气的来源和存在形式:

    1.存在形式:1)游离状态空气;

    存在于纤维间或附着在纤维之上,在纤维细胞腔。

    2)结合状态空气;

    溶解于水和吸附在纤维上。

    2.来源(浆料中游气泡的原因):

    1)浆泵密封性差;

    2)不适当的搅拌;

    3)输浆管喷入浆料时带入空气;

    4)浆板不好打浆时带 入空气;

    5)白水回收,细小纤维带入空气。

    2.浆料中空气存在的状态对纸料性质的影响:

    1)结合态空气对纸料性质影响不大,除非纤维吸附了CO,改变了纤维的极性而造成凝聚。

    2 2)游离状态空气能(1)改变纤维的比重和浆料的可压缩性、脱水性;

    (2)产生泡沫;

    (3)使 纤维的比重减轻,产生浮浆,造成在网上出现纤维团和定量不均。

    3.脱气的必要性和方法:

    1)必要性:脱气后,a.提高纸料脱水能力;

    b.使纸强度提高,强度得到改善;

    c.节省蒸汽用量;

    d.纸料压榨脱水和纸的压光较易,纸的平滑度好,透气度低。

    2)方法:预防、排除。

    a.化学除气(如加表面活性剂):用物化的方法除去纸料中的空气,浆添加剂加入到纸料和白 水中,使小气泡破裂而变成大气泡,从而从纸料或白水中溢出。

    b.机械法:高压水、热蒸汽、脱气设备(如脱气罐)。

    最好使用脱气设备(P133,3)脱气设备及效果。

    §3 纸浆的流送与上网 一.纸机的组成:整台造纸机是一种连续工作的联动机,(挂图或胶片)从流浆箱进浆总管道卷纸机。

    一)本及部分:

    1.湿部:流浆箱、网案部、压榨部。

    2.干部:干燥部、压光机、卷纸机。

    8 3.机械传动、真空、蒸汽、汽罩、排风、热风、施胶、(半)压光。

    二)附属部分:

    白水、湿纸边、湿损纸、白水坑、干损池、水利碎浆机等。是独立的,但又是造纸工艺过程不 可缺少的一部分。

    二.纸料的流体特性及其对流送和上网的影响。

    一) 纸料的流动机理:

    纸料悬浮液的组成:是一种以水为介质的纤维悬浮液,它是固体(纤维、填料、胶料)、液体(水)、 气体(空气)三相混合体。

    1.纸料悬浮液的特性:

    1)具有机械悬浮体的性质,使纤维具有分散的倾向;

    2)具有胶体溶液的性质,使纤维具有絮聚的倾向;

    2.纸料的流动特性:

    1)流动状态:可分为塞(拴)流、混流和湍流。图3-34 a.塞流:纤维网络做整体流动,周围有水环;

    b.混流:网络塞体表面的纤维逐渐分散进入水环流;

    c.湍流:纤维网络完全分散与水环混合。

    塞流转变为混流时所需的流速值——上临界流速。、、 混流转变为湍流时所需的流速值——下临界流速。

    3.纸料的湍动和絮聚:

    1.纸料的湍动:

    湍动度:速度波动平均距离大小的量。

    湍动强度:湍动时剪切力的大小。

    a)湍动:当流体的雷诺数超过一定数值时,流体的流动状态称为湍动,这时流道内每 一个质点都有不规则杂乱无章的运动。

    b)高强微湍动:浆流具有高强度和小尺寸的湍动。

    c) 湍动的特点:湍动具有二重性,即能分散纤维,又给纤维交缠创造机会。

    4.湍动与纤维絮聚的关系 i. 低强微湍动和高强大湍动都不能分散絮聚物。

    ii. 高强微湍动能分散纤维絮聚物,但湍动与纤维絮聚有一定平衡关系,“纤维尺 度”的湍动。

    iii. iv. v. 高强微湍:湍动规模小到纤维的大小,剪切力大且作用于每根纤维。

    低强微湍:剪切力太小,小于絮聚物内在的强度;

    高强大湍:湍动规模太大,浆絮聚物置于大涡流之中。

    二.造纸机的流送装置——流浆箱 1.布浆器:作用:将净化筛选系统送来的纸料均匀地分布倒流浆箱的堰池中。

    2、堰池——流浆箱的整体部分:

    作用:根据纸机速的要求,依靠浆位高度或气垫压力,提供与网速相适应的静压头,并借助整流元件 对纸料进行整流并产生适当的湍动,消除泡沫。

    要求:

    1) 2) 3) 4) 堰池流道内浆流的浓度应保持不变,避免产生浆流不稳或二次流动。

    为了稳定浆位,消除泡沫,堰池内设有溢流装置,溢流量为5%。

    为了消除泡沫和清洗箱壁,堰池内装有喷水管。

    流浆箱的箱壁应有足够的刚度,以避免受压变形。

    几种主要的整流元件:

    1) 2) 隔板:适于纸速敞开式:隔板分5~7格。产生的湍动规模大,整流效果差,易絮聚。

    匀浆辊:是一根有较大刚性,辊面上由若干小孔的中空薄壁辊筒,是一般流浆箱应用最广的 9 整流元件。

    作用:消除浆中的涡流和横流,对纸料进行整流,防止纤维絮聚和沉降。提高浆流的湍动强度,分散纤 维,提高成纸的匀度。

    3) 阶梯扩散器—阶扩流浆箱:体积小,结构简单,效率高。

    特点:

    a)阶扩具有分布、整流、消能等多功能,固不需配置其它消能元件;

    b)上网浓度高(可提高到1.5%) c)使用范围广,可用于长网、圆网和纸板机。

    d)抄速范围大,适应性强(车速:40~1500m/min) e)纸料通过量的调节范围广(13~18g/m,80~140g/m,380g/m) 2 2 2 4)导流片(漂片):由彝族平行的波片祝贺而成。图3-35 a.减少了整个流道中浆流截面上的速度差。

    b.浆流中的横流、偏流和大湍动,由于受导流片的阻滞而逐步消失,使大湍动衰减为稳定的微湍动, 整流效果非常好。

    1.堰板:使纸料加速并均匀地以一定角度喷射到网面上,在网上形成均匀的湿纸页。

    1)堰板的型式和特点:图3-54~57, a.闸板式堰板:可调垂直式闸板:唇板开度可全幅调节或局部微调。可用于中、高、低速纸机。结构 简单,调节方便,纸页横幅定量误差小,但易挂浆,浆流着网点近。

    b.敛唇式堰板:喷浆(鸭嘴)式堰板:中、低速纸机。浆流加速比缓和,上网纸料的喷射角、着网点 易控制。需整流。

    c.直立唇缘式堰板:结合(鹰嘴)式堰板:中高速纸机。具有上述二种装置的优点Ⅰ使浆流保持微 湍动,使浆料不易挂浆。

    Ⅱ在上网前提高湍动强度,更好地分散纤维;

    Ⅲ上堰板可全副、局部、前后调节 2)纸料所含水分:自由水:(在压榨部脱出)能在重力和机械力作用 下脱出。

    结合水:(干燥部)不能在重力和机械作用下脱出,而在干燥部受热低可以脱出。

    游离浆含自由水多,易脱水。粘状浆含结合水多难脱水。

    §4纸页的成形与脱水 一.纸机网部的任务和要求:

    1.任务:使纸料脱出水分,形成纸页,(出伏辊干度15~25%),其脱水特点:脱水量大而集中(占纸机总 脱水量的90%以上)。

    2.要求:纸料在网部成形时,要求纤维适当扰动,分散均匀。使抄成的纸页匀度良好,全副一致。

    二.长网部:

    一)长网部纸页的脱水和成形(图3-58) 1.上网段:包括胸辊、成形板;

    任务:成形,缓慢脱水。

    2.成形脱水段:

    A区(成形区):该区应缓和均匀脱水,以保证纸页成形良好。

    B区(脱水区):可适当加速脱水。

    ii. 压差脱水段:包括真空箱和伏辊:本段湿纸已经成形,可采用较高的压差加速脱水。

    二)不同纸种的脱水要求与控制(图3-15) 三)上网纸料的喷射和纸页的脱水与成形 1.要求:“五稳”:纸料的配比稳,车速稳,堰池的水位稳,送浆泵的水泵的压头稳,进出伏辊湿纸的水 分稳。“二个一致”:全副纸料上网一致,湿纸水线的长短一致。理想:喷射角、浆速、喷射距离、喷浆的 厚度保持一致。

    10 1 2、伏辊和真空伏辊:

    1)普通伏辊:脱水效率低,网的磨损消耗大,操作麻烦,出事故多等缺点,只适用于旧式纸速长网 纸机。

    2)真空伏辊:由抽真空的下伏辊和包胶压辊(上伏辊)组成。

    作用:使纸页紧贴伏辊,提高脱水效果,消除压花,减少纸页继头,提高湿纸页强度,方便引纸操作。

    一.圆网部 一)圆网部的分类和组成:

    网箱 1.老式圆网纸机网部 网槽 伏辊 1)纸料上网形式:a.顺流式;

    b.逆流式;

    c.侧流式。

    成形原理:靠圆网内外的水位差所产生的过滤作用,使纤维在脱水过程中被吸附在网面上形成网页。

    a.顺流式:纸料流动的方向与圆网转动的方向相同。脱水能力强,纸张匀度好,白水浓度低, 纤维流失少,(薄纸)。

    b.逆流式:纸料流动方向与圆网转动方向相反。上网浓度高,白水浓度大,纤维流失大——抄 造纸板。

    0 c.侧流式:纸料流动的方向与圆网转动的方向构成90。成纸纵横拉力比小,适于长纤维抄造薄 纸或某些特殊用纸。

    2.新型圆网造纸机:

    1.真空圆网:

    2.加压式圆网:A.在网笼外加气压提高脱水能力。

    B.流失少,白水浓度低,成纸紧密,间层结合好,湿纸易剥离 a.网内抽真空;

    b.进浆部分用扩散布浆器和匀浆辊。

    二.夹网部 特点:强烈快速脱水,采用高效能流浆箱;

    a)叠网成形器:

    b)夹网成形器:

    §6压榨部:

    从网部来的湿纸页(含水80%左右),需要在压榨部利用机械压榨作用进一步脱水提高干度的同时,增加 纸的紧度及强度。

    据称:出压榨部湿纸页干度提高1%,烘缸部蒸汽消耗量减少5%。表3-29 三.湿纸页的传递 1.引纸方式 开放引纸 比式引纸(粘纸引纸、真空引纸) 1)开式引纸(图3-156,157,158)P226 2)粘舐引纸(图3-164)—中速纸机 3)真空引纸(图3-165)适于高速、超高速纸机。

    三.压榨脱水原理 1.压区中的压力 机械压力 流体压力 2.横向脱水原理:

    11 压区中主要的压力梯度是存在于和压区相垂直的,因此从湿纸中压出的水是沿着水平方向流动。

    特点:脱水距离长,阻力大,脱水效果差,易产生压花(压溃)现象。

    压花(溃)压力:与刚刚出现压花压立时相应的压力;

    2.垂直脱水机理:(沟纹压榨,真空、育孔压榨):

    压榨出来的水沿毛毯垂直方向脱出。

    特点:垂直方向压力梯度大,脱水路径短,脱水快,对压榨效果决定作用的是流体压力梯度,机械压 力是条件。

    游离水 三.干燥对纸页性质的影响:毛细管水 结合水 1.干燥时的纸的收缩:原因:

    1)纤维具有脱水性脱水单根纤维收缩——纸页收缩。

    2)水蒸发表面张力纤维靠近氢键纸页收缩。厚>横向>纵向 2.收缩性:含机木浆纸<化学浆<高粘KP浆 3.牵引力与强度关系:

    牵引力大——刚性强——裂断长高——耐破度下降——纵向伸长率下降——横向伸长率提高——横向裂 断下降——耐破度——撕裂度P282 4.干燥对其它纸页性质的影响:

    平滑度提高,紧度提高,不透明度下降 打浆度高——湿纸页收缩性好——紧度、透明度高 四.干燥机理和强化措施:(图277) 1. 烘缸干燥区的划分及特点:

    ab段:贴缸干燥段:升温,传热效率差。

    Bc段:压纸干燥段:蒸发水量最大。

    Cd段:贴缸干燥段:单面蒸发。

    De段:双面蒸发段:靠纸页自身热量蒸发水分。

    特点:

    1)纸的干燥都有一个升温、降温、再升温的循环过程。

    2)沿着纸幅的横向水蒸气排出速度不同,两边>中间 3)帆布阻碍了水分的顺利蒸发。

    2. 干燥机理:

    过程 传质 传热 方式 接触干燥 对流干燥,双面自由干燥区 纸机干燥的主要方式是接触干燥。

    升温(10~15%) 1)接触干燥的阶段性 恒温(55~65%) 降速(25~35%) a.升温阶段:时间短,水分变化小,湿纸温度和干燥速率增长很快。

    b.恒速阶段:纸的温度和干燥速度不变,内部水分扩散>外部,蒸发去掉的是游离水。

    c.浆速阶段:第一段:温度降低,干燥速率直线下降。

    第二段:温度回升,干燥速率锐减。

    干燥去掉的水 第一段为毛细管水 第二段为结合水 2)干燥速率:决定于外部扩散——恒速阶段 决定于内部扩散——降速阶段;

    12 增加烘缸个数;

    3)强化干燥措施:

    增加烘缸直径;

    增加纸幅包角(2250~2350) 3)增加接触面积F;

    4)提高⊿t(t-t)——提高蒸汽压力;

    b π 一般不希望烘缸温度超过1200C;

    c.提高总传热系数 λ:缸导热系数 U=1/(1/α+δ/λ+1/α) 1 2 α:冷凝蒸汽对烘缸的传热系数;

    1 α:烘缸外壁对纸的传热系数;

    2 干燥纸的热量消耗和蒸汽消耗量:凝水的热含量:

    3. 干燥曲线及通风方式:(P304图291) 开始逐渐升温,然后平直,最后稍有下降。

    1)初期升温要缓慢:

    a.产生大量蒸汽;

    b.纸页贴缸 c.影响施胶 2)后期要降温(设冷缸) a.控制纸页的水分;

    b.提高纸的塑性 c.减少静电作用 通气方式:(P296图281) 1. 单段通气:管线简单。1)设有蒸汽循环,需定期排不冷凝气;

    2)排气阻阀门太多;

    3) 阀门出故障时,蒸汽会流失。

    2.多端通气(三段)(P296图3-282) 1)一段通新鲜蒸汽,二、三段通闪急蒸发的二次蒸汽。

    2)分段通气是依靠各段烘缸之间的压力差,或者借助于连接在最后一段的真空泵产生负压 进行。

    特点:用气水分离器代替了排水阻气阀。

    a.由于排出了冷凝水和不凝气,保证了整个烘缸温度均匀。

    b.干燥曲线易于调节,趋于完善。

    c.总传热系数提高。

    4. 干燥部的通风 1)通风方式:

    a.自然通风(层楼布置较好) 5)强制通风(抽、鼓风机) 6)强制循环通风 §8纸的压光、卷曲、完成整理 一.压光:一般长网纸机压部之后装有一台压光机,用以提高纸的平滑度,光泽度和厚度均匀性。

    1.低中速纸机:3~6辊压光机;

    高速纸机:8~10辊压光机;

    P320图320 2.压光棍个数增加,裂断长、撕裂度有所下降,厚度成直线下降;

    部透明度变化不大,平滑度有显著 提高,纸的紧度提高,吸墨性下降。

    3.增加纸的水分,纤维塑性增加,紧度、强度、光泽度、抗油性提高,拜读和部透明度降低;

    4.压光棍摩擦产生大量的热,应设法冷却压光棍 二.卷取:要求卷筒松紧一致 轴式卷纸机:限于低速纸机。(见胶片) 13 辊式卷纸机:适合于各种车速纸机,纸卷紧度好,对纸页张力小。注意:纸在卷成卷筒的过程中;

    卷 筒直径不断增加,但其圆周速度却须固定不变——需调节转速。

    三.纸的完成整理:

    1.超级压光:P338图345、346 1)与普通压光相比:辊数较多(8~12),车速较快(600m/min),线压大,有纸粘辊。

    单面超级压光机:钢辊与纸辊相间排列,辊数为奇。

    双面超级压光机:有一对纸辊连着排列,辊数为偶。

    2)超级压光的作用:主要是靠压光棍间的摩擦和压力作用。压力作用提高纸的紧度,降低厚度。摩 擦作用是以提高光泽度为主,提高平滑度主要靠纸辊。

    2.影响超级压光的因素:

    a.纸页的水分:表3-53 b.辊间压力;

    c.压光棍数;

    d.压光速度;

    e.辊子温度。

    3.复卷:上领纸式:图3-352 下领纸式:

    i. 幅卷应避免卷得过松或过紧。

    纵切装置:剪切式:(图353) 纵切实:(图354) ii. 思考题:

    1、纸料中空气存在的状况及对纸料性质的影响。

    2、脱气的必要性和方法;

    3、纸料悬浮体的特性和其流动力学特性。

    4、试用机械学说与胶体学说解释湍动的二重性。

    5、流浆箱组成部分及其功能作用, 6、长网部可分为几段,各段的作用、任务。

    7、喷射角、着网点对纸幅的脱水和成形的影响。

    8、案辊案板的脱水机理及其比较。

    9、网案振动的目的及其与纸幅成形的关系。

    10、圆网的上网形式、成形原理及临界速度。

    11、选分作用,洗刷作用对纸幅成形的影响。

    12、试比较水平方向脱水和垂直方向脱水机理,并说明为什么垂直压榨脱水量大。

    13、什么是纸页在压区的回湿? 14、升温压榨为什么能提高压榨脱水速率 15、烘缸干燥区的划分及其特点。

    16、接触干燥的三个阶段及其特点。

    17、干燥曲线 18、干燥纸的热量消耗和蒸汽消耗量计算。

    19、提高纸板层间结合力的措施。

    20、竖向性质对纸张(板)使用性能的影响。

    21、纸张表面结合性能的影响因素。

    22、什么是纸张的两面差?造成纸张两面差的原因是什么? 题型:1.名词解释2.简答题3.分析题4.论述题5.计算题 14

    一、绪论:

    1、纸的定义:以纤维(主要是植物纤维和非植物纤维)和非纤维添加物(如填料等)为主要原料,借助水或空气等介质分散和成形的、具有多孔性网状物结构的特殊薄张材料。 2、什么是纸页的两面差?

    纸张正面比较平滑,细小纤维多,其结构细密;反面(网面)比较粗糙,粗大纤维较多,其结构比较疏松;纸张正面有浓度较高的胶料、填料和细小纤维,使纸张两面的整饰和反射度有差别 3、纸张的机械性能有哪些?

    裂断长、耐破度、耐折度、撕裂度、紧度、不透明度、伸长率和伸缩性、吸收性和透气度、脆性 4、多层抄造的纸具有什么特点? 二、打浆

    1、纤维间氢键:P18 纸幅在干燥时,水分蒸发,纤维受水的表面张力作用,使纸幅收缩,纤维之间进一步靠拢,当相邻的两根纤维的羟基距离缩小到0.28nm以内时,纤维素分子中羟基的氢原子与相邻纤维羟基中的氧原子产生了O-H-O连接,形成氢键结合。

    2、打浆的定义?

    利用物理的方法处理水中的纸浆纤维,使其具有适应造纸机抄造上所要求的特性,而抄出来的纸张又能达到质量要求的一项工艺过程称为打浆。 3、为什么要打浆?

    1、原浆表面光滑挺硬而富有弹性,纤维比表面积小有缺乏结合性能 2、在网上难获得均匀的分布,成纸疏松多孔,表面粗糙易起毛,结合强度低,纸页性能差,不能满足使用要求。 4、打浆能完成哪些任务?

    1)利用物理方法,对水中纤维悬浮液进行机械等处理,使纤维受到剪切力,改变纤维形态,使纸浆获得某些特征(机械强度、物理性能),保证抄造出来的产品取得预期质量要求; 2)通过打浆,控制纸料在网上的滤水性能,以适用纸机生产需要。 5、打浆在纤维上的作用引起哪些变化?

    1)细胞壁的位移和变形;2)出生壁和次生壁外层的破除;3)吸水润胀;4)细纤维化 5)横向切断或变形 6)产生纤维碎片 7)其他次要作用 6、打浆方式有哪几种?什么叫粘状打浆?

    长纤维游离状打浆、短纤维游离状打浆、长纤维黏状打浆、短纤维黏状打浆。 黏状打浆即以纤维吸水润胀,细纤维化为主的打浆方式。 7、盘磨机的单流式与双流式有什么不同?p48 单流式有如两台串联的单盘磨,而第二个磨区,浆料逆离心力的方向流动,一进一出; 双流式相当于两台并联的单盘磨,两进一出。 8、盘磨的封闭圈(挡坝)有什么作用?p34\\49 可以延长浆料在磨盘内的停留时间,防止浆料顺齿沟直通外排出,有效防止浆料“短路”,消除生浆片或纤维束,提高打浆的均匀度 迫使浆料由定盘转向动盘,然后由动盘转向定盘,依次反复折向。

    1

    9、打浆设备有哪些?p47 间歇式:槽式打浆机

    连续式:锥形打浆机、圆柱打浆机、圆盘打浆机 高浓磨浆设备

    10、纸浆碎解设备有哪些?各用于什么的碎解?p53 碎解设备:水力碎浆机:干浆板、损纸、废纸等的碎解处理(立式和卧式;高浓和低浓间歇和连续)

    疏解设备:利用疏解设备将碎解后残留的纸片或浆块疏解分散(高频疏解机:孔板式、齿式、阶梯式)

    11、高浓水力碎浆机与低浓的有什么不同?p54 结构特点配有特有的螺旋形转子,转子除了起碎解浆板和废纸片的作用外,还有将动能传送给槽体内的浆料作用 高浓水力碎浆机-+处理浓度范围打15-18%,由于浓度提高,浆料中纤维与纤维间的摩擦增加而使碎解作用显著提高,能耗则明显降低,并节省碎解后的浓缩设备,使流程简化。碎解含有湿强剂的损纸时,不必像低浓水力碎浆机那样需调节PH并加热,故能耗降低>50%,化学药品节约约20% 12、打浆对纸页的不同性质有什么不同影响?P20 结合力:上升

    裂断长:先上升(打浆度在70°SR(木浆)50°SR(草浆)达到最高)后下降 耐破度:50°SR左右达到最高,之后下降

    耐折度:先上升后下降 撕裂度:先上升后下降 紧度:上升

    不透明度:降低 伸长率和伸缩性:上升 吸收性和透气度:下降 脆性:先下降后上升 13、打浆浓度对打浆效果有什么影响?P27 低浓打浆刀片与纤维直接作用 纤维成宽带状 高浓打浆靠纤维间的摩擦作用 纤维纵向压溃多呈扭曲状

    1)低浓打浆(10%以下):适当提高打浆浓度能促进纤维之间的挤压与揉搓作用,有利于纤维的分散、润张和细纤维化,适宜打黏状浆;降低打浆浓度则有利于纤维切断,适合于打游离浆

    2)中浓打浆(10%-20%):相对于低浓打浆来说,其对马尾松硫酸盐浆及阔叶木硫酸盐浆的打浆效果有显著地提高。 3)高浓打浆(20%以上):打浆过程中产生的摩擦热使得浆料软化,有利于浆料的离解,打浆过程中打浆度上升较慢,浆料的滤水性能好,成浆的撕裂度较高,但对长纤维来说,高浓打浆过程中纤维不能受到足够的切断,成浆容易絮聚。 三、非纤维添加物质:

    1、造纸非纤维添加助剂分为哪两类?各包括哪些?

    功能性助剂:施胶剂、定着剂、增强剂、分散剂、湿强剂、干强剂(提高纸页质量,赋予某些特殊性能) 过程性助剂:助留剂、助滤剂、消泡剂、防腐剂、树脂控制剂(提高产量,改进操作,降低流失,降低成本) 2、造纸非纤维添加物有什么意义? P62 可以提高生产效率增加产量、改善操作环境消除生产障碍、实现白水封闭循环、赋予纸张新的功能特性等 3、纸浆纤维带什么电荷?怎么形成的?

    带负电。纤维素本身含有极性羟基、糖醛酸基等基团使得纤维素纤维在水中表面带负电 4、什么是双电层?什么是Zeta电位?

    Zeta电位又叫电动电位或电动电势(ζ-电位或ζ-电势),是指剪切面(Shear Plane)的电位,是表征胶体分散系稳定性的重要指标。由于分散粒子表面带有电荷而吸引周围的反号离子,这些反号离子在两相界面呈扩散状态分

    2

    布而形成扩散双电层。

    扩散双电层理论: 溶胶粒子带电,这些电荷的主要来源是从水溶液中选择性地吸附某种离子:吸附正离子胶粒带正电,吸附负离子带负电,但整个溶液是电中性的,故还应有等量的反离子存在。固粒表面吸附的离子和溶液中的反离子构成双电层。 5、什么是施胶,有哪些施胶剂?

    施胶:用某些疏水性物质,使其附着在纤维(或纸张)的表面,从而减少纸张的毛细管作用和纸页对水的亲和力,防止水在纸张上渗透和扩散的工艺过程。

    施胶的目的:使纸页具有抗拒液体(特别是水和水溶液)渗透和扩散的能力,以适宜于书写或防潮抗湿 四类:松香型:以松香为主体 松香胶 强化松香胶 石蜡松香胶 分散松香胶 (内部施胶)

    非松香型:石蜡胶乳 聚乙烯醇 羧甲基纤维素 干酪素 淀粉 合成树脂 (表面施胶) 6、纸张增干强剂有哪些?

    天然动植物胶(淀粉及其衍生物)、水溶性纤维素衍生物(羧甲基纤维素)、合成树脂(聚丙烯酰胺) 7、造纸添加填料有什么作用?

    加填即在纸料的纤维悬浮液中加入不溶于或微溶于水的矿物质,使制得的纸张具有不加填时难以具备的某些性质。 作用:小颗粒的填料分散于纤维之间将孔隙填充,改进纸张的平滑性、匀度、手感性、适印性。填料的折光率和亮度比纤维大,填充到纤维间隙中,增加纸的折光能力,从而使纸的不透明度、白度提高。

    目的:改善纸页的光学性质;满足纸张某些特殊性能的要求;节省纤维原料降低生产成本;填料有较大比表面积,能吸附树脂,使纸浆中的树脂不致凝聚成大粒子,利于克服树脂障碍

    缺点:加填的纸张由于填料分散于纤维间,使纸张结构疏松多孔,减少纤维间相互接触和氢键结合,是纸张物理强度降低,使纸张掉毛掉粉现象增加;降低纸张施胶度,尤其是碱性填料对酸性施胶的危害。 8、荧光增白剂的的增白原理?

    不仅反射可见光,还能吸收紫外光并将其转化成可见的蓝色或蓝紫色的荧光。根据光学互补原理,在浆料中这些荧光能对橙黄色或浅绿色起补色效应产生显白效果,使纸浆产生更亮更艳的效果(这是一种光学作用,对纸浆不起漂白或染色作用)

    9、湿部助留助滤为什么能同时起作用?P113 助流是提高填料和细小纤维的留着,助滤是改善滤水性能,两者在作用机理上并没冲突 细小组分在纸页中通过机械截留和胶体吸附两种机理实现留着。 10、什么是单程留着率?P92 对造纸填料而言:

    填料留着率:保留于纸页中填料量占浆料中填料量的百分比值。

    单程留着率:指纸页中填料量占流浆箱喷浆上网纸料中填料量的百分数。(一次留着率) 对纸料系统中固形物而言:

    单程留着率:纸页中固体物质的质量与从流浆箱堰口喷出纸料中固体物质质量之比 总留着率:指纸页中固体物质的质量与用白水稀释前从调浆箱中流出纸浆中固体物质量之比 对造纸化学品而言:

    单程留着率:留在纸页中该添加剂的质量与流浆箱纸料中含有的该添加剂质量之比

    3

    总留着率:留在纸页中该添加剂质量与加入浆料中的该添加剂质量之比 11、纸料除气有什么作用?用什么方法除气?P145 纸料中空气的来源和存在形式:

    游离状:纤维与纤维间;纤维细胞腔中;附着在纤维上 结合状:溶解于水中;吸附于纤维表面 来源: 1)、不适当的机械搅拌引进空气;

    2)、输送设备如浆泵、白水泵漏气引进空气; 3)、系统封闭性能差漏进空气;

    4)、输送固定出口位置不合理,离开液面,高高喷下引进空气; 5)、回收白水中的细小纤维引进空气; 6)、使用浆板原料时,浆板孔隙中存在空气。 空气存在的危害:1)降低浆料的密度和可压缩性; 2)纤维分散不均匀,定量不稳定; 3)降低脱水能力; 4)妨碍纤维间的结合; 5)增加干燥阻力。

    空气的存在给纸张的抄造和性质带来很大影响: 1)、影响流浆箱的纸料浓度;

    2)、影响封闭式压力流浆箱的压力稳定; 3)、影响网案脱水; 作用: 4)、形成泡沫。

    1)避免在纸机流浆箱产生泡沫,并把不含气泡的纸料喷射到成形部,改进纸页的成形,解决纸页中出现的泡沫、针眼等纸病;

    2)由于没有气泡与纤维结合,使流浆箱中纸料的絮聚易分散,有助于改进纸页匀度;

    3)导致管道系统脉动的幅度较低,使纸页质量更稳定; 4)加快成形部脱水,提高其脱水能力。

    化学脱气法:把化学品(消泡剂)加到纸料中,其现在气泡的液膜上再扩散到液膜中,降低液膜表面张力和液膜厚度,破环其稳定性而使其破裂释放出气体。

    机械脱气法:主要是采用突然减压的方法使纸料中的气泡的体积突然膨胀而释放出来,泡沫的稳定性也会降低而破裂。 12、供浆系统中的杂质有哪两类?用什么方法除去?P142 分类:纤维性杂质:主要来自损纸处理系统的碎片、浆团等

    非纤维性杂质:分金属性和非金属性杂质

    对于纸浆中相对密度小而体积大的杂质,如浆团、纤维束、草屑等,用筛选

    对于纸浆中相对密度大的杂质,如砂粒、金属屑、煤渣等,用净化 13、锥形除渣器用什么原理分离杂质?P142-143 采用涡流理性净化原理,利用废纸浆料中大部分塑料类杂质、蜡和热熔胶的密度低于纤维和水的特点。靠离心的作用

    4

    对纤维和杂质进行分离。浆料以快速流动沿切线方向进去除渣器,产生离心力漩涡,轻质物质在漩涡中间部位经由中心导管往上移动,重质物质甩到漩涡外围,顺着锥体管壁向下移动,轻质物质为轻质杂质及良浆,两者由中心部位的共用导管导出,轻质杂质再从最中心部位的导管引出。 14、净化筛选中的“级”和“段”是什么意思?

    级:良浆流过的筛选净化设备次数 段:尾浆流过的筛选净化设备次数 15、白水的组成?P158(表) 纤维、细小纤维、矿物质、表面活性剂、溶解的聚合物、分散颗粒、无机物、气泡(有机物和无机物) 16、白水回收处理方法?P162 机械筛滤 溶气气浮 化学混凝 化学氧化 17、造纸用水封闭循环对生产有什么影响?P162 1) 白水系统中溶解和胶体物质的积累显著增加 2) 系统中盐类和金属离子的量也显著增加 3) 纸机成形部脱水减慢 4) 化学助剂失效,留着率降低 5) 设备和管道的腐蚀增加

    6) 形成胶黏物质沉淀在造纸过程使用的网 7) 腐蚀增加

    18、什么是气浮法白水处理技术?P164 将白水先用空气饱和,使微小的气泡与白水中的纤维、填料接触并附着在纤维和填料的表面,改变这些固形物的密度,使固体颗粒在气浮池的运动过程中浮到气浮池的液面,再使用刮奖版把液面上的纤维和填料除去的技术方法。 四、流浆箱:

    1、什么是高强微湍动?P137/笔记

    一种湍动强度很高而湍动尺寸很小的一种湍动。 2、流浆箱的主要作用是什么?P175/笔记

    1)沿纸机横幅全宽均匀,稳定分布纸料; 2)有效分散纤维,防止絮聚

    3)按工艺要求,提供和保持稳定的上网纸料流压头和浆网速关系,便于控制调节;(喷浆稳定) 3、流浆箱的主要类型?P176 敞开式;封闭式;水力式(满流式);满流气垫结合式;可控水力式,多层成形流浆箱;高浓流浆箱 4、流浆箱有哪些整流元件?P175

    匀浆辊、孔板、阶梯扩散器、管束、隔板、导流片(飘片、叶片) 5、阶梯扩散器的作用原理是什么?P182/笔记

    在纸浆流动过程中通过突然间改变管道横截面积的大小来产生湍流 6、堰板有哪三种?

    收敛式、垂直式、结合式、喷嘴式 7、流浆箱分布元件的作用和类型?P175/笔记

    5

    类型: 支管、孔板、束管 单管 错流 多管进浆 孔板 阶梯扩散 管束 作用:1、分散浆料使其均匀地流经纸机全宽2、消除横流和浓度差3、消除纵向流速的梯度差4产生可控的微湍动以消除纤维絮聚

    8、什么是满流气垫式水力流浆箱?P179 在一般满流式上增设气垫稳定室和溢流装置,且气垫室与堰池通过较小的通道连接的,流浆箱基本处于“满流”状态的流浆箱 五、网部:

    1、纸浆上网的合理位置在哪里?为什么?P203 喷射角:浆流从唇板口喷出方向与下唇板延长线的交角。 着网点:浆流喷出后与网接触的点。

    一般,纸料的着网点应在成形板的前缘或前缘附近为宜,有利于空气排除,影响成形、留着率,控制脱水和成形质量 2、案辊和案板的脱水原理以及两者的不同?P206-208/笔记

    案辊脱水原理:在案辊的下游区,随着案辊的旋转和网的运行,网面先贴辊面运动,而后受网的张力与辊面分开,并逐步形成增大的下游区间隙,如同气缸内的活塞一样产生一定的抽吸作用,在下游区形成负压,此时受真空抽吸力的作用而使纸料脱水

    案板脱水原理:当成形网到达案板的前角时,吸附在网下的白水被案板的前角刮去,随后网进入顶面,在此期间,网与顶面之间将形成一系列的水膜,当水膜离开案板斜面的边缘时,水柱破裂,水和斜面的吸附关系被破坏,水由于其分子的内聚力被吸附到网下被网带走,进入下一个案板的前缘被前角刮去 不同:

    ① 与案辊相比,案板的压力脉动没有明显的压力最高点 ② 与案辊相比,案板的脱水量大而且缓和

    ③ 与案辊相比,案板能改善纸页的组织结构和成形质量 ④ 与案辊相比,案板易于调节和精确控制脱水量和脉动强度 ⑤ 案板能延长成形网的寿命 ⑥ 案板一般用在高速纸机上 3、什么是水线?

    制浆造纸机械与设备书下 P117 在真空脱水阶段,空气穿透浆层的这点为水线的位置,而从网部上面观察时,在长网上看到的一条明显的线,这条线即为水线,通常在第二和第三真空吸水箱之间或者稍后一些。 4、什么是双网双缸纸机?(笔记)

    两个网槽和两个烘缸

    5、什么是顺流式、逆流式圆网纸机?P216 顺流式:纸料流动的方向与圆网笼转动方向相同 逆流式:纸料流动的方向与圆网笼转动方向相反

    侧流式:纸料流动的方向与圆网笼回转方向成一定角度(一般90°) 6、圆网纸机的成形原理?P215 纸料在圆网内外水位差作用下过滤,使纤维在脱水过程中被附着在网面上形成湿纸幅

    6

    7、什么叫超成型圆网纸机?P218

    保持圆网结构基本特点的同时,吸收长网纸机的上浆原理和方式,去掉圆网槽而代之以喷浆上网的方式。 8、圆网纸机的组成结构? 网笼、网槽、伏辊 9、圆网纸机的临界速度?P220/笔记

    临界速度:湿纸页处于临界状态所对应的圆网圆周速度; 极限速度:即对应圆网圆周速度的纸机车速

    10、与长网纸机相比,夹网纸机有哪些特点?P223/笔记

    优点:双面脱水;封闭成形;成纸质量好;纸幅横幅水分和定量分布均匀,两面差小,掉毛掉粉少,平滑度好 缺点:纤维留着率低

    11、什么是混合(上网成形器)?P226/笔记 也称顶网成型器,来源于长网纸机的整饰辊的演变,属于某一段的双面脱水,用于改善纸张的两面差 12、造纸成形网有什么功能?主要什么材料做成的?P233和236/笔记

    金属网和高分子聚合物两大类 功能:1)脱水性能; 2)纸料保留能力; 3)机械稳定性

    13、什么是网案摇振装置和整饰辊的?P209 摇振装置:一种改善成形匀度的装置

    目的:克服纤维再絮聚;降低纤维排列方向性;促进脱水,提高纸页匀度。 形式:主要是采用偏心机构对纸机进行摇振。

    一般低车速、粘状浆,采用摇振装置效果明显;高车速、游离浆则作用不明显。 摇振强度=(频率)²×振幅/车速

    长纤维高粘状浆,采用大振幅,低振次;短纤维游离浆,采用小振幅,高振次。车速高,振次应相应提高。 整饰辊:是一空心网辊,特殊的可在网上焊一些花纹,可使纸面产生暗纹。(改善匀度,赋予水印) 作用:• 起整饰作用,改善纸的匀度。

    • 改善纸的表面状况,增加表面结合强度。

    • 给一些特殊纸张以要求的水印。

    安装位置:一般安装在水线差不多要消失的位置。

    14、造纸网部的脱水原则是什么?长网网部可分为哪三个阶段,各阶段主要包括哪些元件?P202/笔记

    脱水原则:保证纸料纤维在网上均匀分布,避免已分散的纤维重新絮聚,影响纸页的纸料,脱水要与成形做到相互协调和统一,在的到良好纸页成形的前提下,尽量满足脱水的要求。 上网段:流浆箱、胸辊、成形板、案板 成形脱水段:沟纹案辊、案辊、小角度案板 高压脱水段:真空箱,伏辊

    15、什么是浆网速比?浆网速比对纸页成形质量有何影响?P205/笔记 浆网速比(R)指的是纸机流浆箱唇口喷浆速度和纸机成形网运行速度的比率

    7

    R<1:成纸有较好的匀度,但过小的话则会导致纸的纵横拉力比增大,纸张的多孔性和柔软性也变差 R=1:造成的纸页容易形成云彩花,成形匀度较差

    R>1:易造成纤维卷曲或纤维垂直于网面排列,导致纸页出现波纹状 六、压榨部:

    1、压榨对纸页性质有什么影响?P241-242/笔记

    增加纸页纤维间的接触,促进纤维更多的氢键结合,增加纤维间结合面积,提高纸页纤维的结合强度。P242 (1)对孔隙的影响:孔隙率降低 (2)对松厚度的影响:降低 (3)对不透明度的影响:降低

    (4)对两面性的影响:单毛毯降低的少,双毛毯多 (5)对纤维角质化的影响:加剧纸浆纤维角质化 油墨吸收性:降低

    2、什么是压控压榨,什么是流控压榨?P262 压控压榨:压榨脱水过程主要由压榨压力决定 流控压榨:压榨脱水过程主要取决于流体阻力 3、什么是压榨辊的中高?P258 指上下压辊的中部直径较大,沿两侧直径逐渐减小的特性 4、可控中高辊有什么特点?

    辊子的挠度可以根据生产操作的需要,随时加以调整、控制。 5、影响压榨脱水效果的主要因素是什么?P264/笔记

    压榨压力、压区宽度,加压时间和纸机车速、水的黏度、进压区的湿纸幅干度、纸幅的回湿、湿纸幅的温度 6、宽压区压榨的特点?P249/271 压区宽度较宽,湿纸幅在压区内的受压时间较长,压榨出纸干度高 强化脱水 不易压花 节约干燥脱水能耗 提高纸页强度 耐破度上升

    7、垂直脱水压榨的主要结构形式有哪些?P261 沟纹压榨、盲孔压榨、套网压榨、衬网压榨,真空压榨 8、什么是反压榨?P250 反压榨:进入压区的湿纸幅运行方向与纸机运行方向相反(低速纸机,提高纸幅反面平滑度) 正压榨:湿纸幅进入各道压榨的方向与纸机运行方向相同 9、压榨毛毯有什么要求?P302/笔记

    强度、空隙容积、透过性、可压缩性、耐磨性 10、复合压榨的特点是什么?P253 1、较高的压榨部脱水效率和进干燥部纸幅干度 2、压榨部的损纸易于处理,反压引纸无障碍 3、对称脱水,有利于减少两面差

    4、缩短压榨部长度,节省纸机长度和建筑面积

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    5、对纸机的适应性好,适应于高速纸机,引纸简单

    6、复合压榨能做到全封闭引纸,或在复合压榨之后开放引纸,可以减少纸机湿度断头的次数,提高纸机车速 7、草浆抄纸采用复合压榨有利于解决草浆抄纸时纤维短,非纤维性细胞多,抄纸时粘辊,断头等问题 11、什么是剥离角和剥离点?P256 湿纸幅离开伏辊的位置为剥离点

    剥离角:伏辊在剥离点的切线与湿纸页的夹角 剥离点应当在真空区和喷水区以前

    12、从网上到压榨部的主要引纸方式有哪些?什么是封闭引纸?P255-257

    开放引纸和封闭引纸

    封闭引纸:纸页的传递由纸机上的某些部分进行承托,分为粘舐引纸和真空引纸 13、什么是衬网压榨?P244 指在压榨毛毯内再衬上一条网眼比较大的塑料网的压榨 14、压榨脱水对纸张结构性质的影响?P241-242 纸的孔隙率降低,纸页松厚度下降,纸页的耐折度下降,纸页的不透明度下降,两面性降低,导致纸页角质化。 15、真空压榨特点?P245 上辊为石辊,下辊为包胶的真空辊,有较高的脱水效率,纸页横幅干度较均匀,压榨时断头少,对毛毯有清洁作用,可延长毛毯使用寿命 缺点: 会产生影痕 七、干燥部:

    1、湿纸页从压榨部到干燥部传递的方式有哪些?P275 开放式引纸 干网支撑(承托) 干网支撑段上方安装传递真空箱 两床干网夹着传递干燥部 2、双排烘缸布置与单排有什么不同?P276 双排烘缸其烘缸一般是交错上下排放,上下排烘缸分别使用不同的干毯,没有真空辊 单排:烘缸延伸整个干燥部的上排,瞎拍布置的小棍为真空辊 3、干燥部的作用?P274 1)、干燥纸页;2)、提高纸强度;3)、提高纸平滑度;4)、对某些纸页进行表面施胶 4、干燥对纸性质有什么影响?P281-285 1)干燥与纸张物理性能的关系

    纸干度达50%以上时,机械强度才明显增长。受干燥影响的主要有伸长率、伸缩性、松软性、吸收性、透气性、紧度、透明度和各项机械强度。 2)干燥与纸张应力、应变

    干燥会影响纸张的弹性。 3)干燥过程中纸的收缩与传动分组

    纸在干燥过程中失去水分,会发生收缩,但同时受到牵引作用还会伸长,最终表现为伸长。为了保证纸的质量,应使烘缸速度适应纸的干燥收缩,因此烘缸传动要合理分组。 4)干燥与纸张脆性

    温度过高、干燥速度过快,都会使纸张脆性加剧。

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    5、单独通汽与多段通汽有什么不同?P278 没有蒸汽循环,需要定期打开烘缸的排气阀排放空气;有很多排水阻气阀;排水阻气阀发生故障后会引起蒸汽的损失,大大降低烘缸的蒸发能力

    6、影响烘缸传热的因素有哪些?P289 冷凝蒸汽对烘缸壁的传热系数、烘缸壁厚度、烘缸壁的导热系数、烘缸外壁对纸幅的传热系数、缸内饱和蒸汽的温度、纸的平均温度、烘缸的有效干燥面积、烘缸总传热系数 7、什么是烘缸袋区?

    在双排烘缸双干毯组成的干燥装置中,由烘缸、干毯和纸幅所组成的一个相对密封的区域。 8、干燥过程的优化方法?

    提高传热推动力、提高干燥部总传热系数、提高推动力、降低外界空气的水蒸气分压 9、什么是冷缸?P295 用于降低经过烘缸干燥后的纸幅温度的装置 10、干燥部毛毯的要求有哪些?P306-307 有良好的耐久性、尺寸稳定性、透气性和吸水性、平滑性和柔软性 11、聚酯干网的特点是什么?P307 透气性高、使用寿命长、能提高干燥效率、提高纸幅横幅干燥的均匀性、不需要干网烘缸,蒸汽用量少 八、完成整理:

    1、纸机的完成整理部分包括哪些过程?P327

    包括:复卷、切纸、选纸、数纸、打包和贮存等过程 2、什么是复卷?P327 对原纸卷切边、分切、接头、在纸卷芯上重卷,形成一定规格、一定紧度要求的成品纸卷的操作称为复卷 3、什么是超级压光?P318 在纸机压光的基础上进一步提高纸的平滑度和光泽度,同时增加紧度和改善厚度均匀性的过程为超级压光。 4、压光机在纸页抄造中有什么作用?P320

    改善纸页成形的不均一性,提高纸页的平滑度和光泽度,提高纸页厚度的均一性 5、压光对纸页性质有何影响?P320 随着通过压缝数的增加,纸页纵向和横向的裂断长和撕裂度下降,纸页的油墨吸收性能下降,平滑度上升 强度、均一性、光泽度上升 松厚度、透气性下降

    1、湿纸页在长网机上各部分的干度情况

    上 网 出网部 出压榨部 出干燥部 干度 0.7% 20% 40% 92% 2、湿纸页在长网机上各部分的脱水量(占总脱水量)

    网 部 压 榨 部 干 燥 部

    脱水量 98.3% 1.1% 0.6%

    一 般 95-98% 1-3% 1-2% 3、湿纸页在长网机上各部分的脱水费用(占脱水总费用%) 网 部 压 榨 部 干 燥 部

    费用 0.3% 17% 82.7%

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    案辊:脱水有压力高峰,真空抽吸大,脉动强度大。纸页经过每个案辊要经过一压一抽的脉动变化,因而细纤维流失大,纸的两面性大。脱水是间断的。

    案板:脱水无压力高峰,真空脱水区长,真空度较小,脱水较缓和,相邻两板脉动较靠近,脉动强度较小。 真空案板:无压力高峰,混合、持续脱水,脱水缓和,脱水量较大。相邻案板脉动相连,在三者中脱水最缓和。 案板比案辊具有的优点

    ◇ 可调节脱水能力;

    ◇ 脱水缓和,可以提高脱水能力; ◇ 可提高纸质量。

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