國產新月型衛生紙機設計及生產技術問題的探討

李廣森

國產新月型衛生紙機設計及生產技術問題的探討

Domestic Crescent Tissue Machine Design and Technical Problems

李廣森

中國生活用紙行業經過20多年的發展，無論從設計、裝備制造、生產工藝等方面，都有了長足的發展和進步。隨著行業不斷優化升級，落后產能逐步被淘汰，先進的和比較先進的生產裝備在行業內被廣泛應用。紙機的成形器、脫水元件，揚克烘缸及氣罩、真空托輥、靴式壓榨、復合壓榨、鑄鐵合金烘缸、鋼制烘缸等等，都得到了提高和應用。筆者經過半年的時間，到基層紙廠調研、參觀，并與企業技術人員座談，對國產新月型衛生紙機的制造、生產工藝、實際生產中的問題，談一些看法，供同行參考。

一、為什么要推廣新月型衛生紙機

我國改革開放初期，以鄉鎮企業起步的衛生紙廠眾多，據不完全統計有幾千家，這些企業大多安裝的是圓網紙機，因為圓網紙機投資少，見效快，設備和工藝技術相對簡單，更重要的是由于車速低，適應的原料廣泛，尤其對草漿原料適應性更強，所以被中小企業接受，使圓網紙機得以快速發展，特別是山東諸城、河南沁陽、廣東東莞等地，造紙裝備制造企業遍地開花，據了解當初僅是諸城和沁陽每個縣級市當中，就有幾十家甚至上百家造紙機械廠，但仍滿足不了眾多中小紙廠的需求，排隊等候設備的現象普遍存在。

但由于這些設備制造企業缺乏研發和創新，逐漸被淘汰，現在諸誠市上百家造紙機械企業僅剩十幾家，而且運營困難重重。沁陽市的情況也基本如此，還是停留在制造圓網紙機的水平。圓網衛生紙機目前已基本沒有了國內市場空間，從以下的基礎數據的對比也可以看出。

國產新月型衛生紙機車速一般在750～1,200m/min，最高可達到1,450m/min，凈紙幅寬2,850～3,500mm，產能25～45t/d，其能耗是圓網紙機的一半，水耗僅是圓網紙機的1/3，紙機人員可減少60%。所以，單從抄紙的制造成本（除原料和后加工的費用外）就可降低30%～35%，另外，由于新月型紙機是利用成形輥離心力和網毯兩面脫水，克服了圓網機在提高車速時甩水甩漿的弊病，所以近年來新月型衛生紙機被廣泛應用。

二、國產新月型衛生紙機設計制造中應注意的技術問題

1、成形器

成形輥在保證鋼性、強度、抗彎曲不變形要求外，特別要注意動平衡，否則會發生跳動。由于它是主動輥，要帶動網毯的運轉，其橢圓度稍微差一點，網毯就容易跑偏、打折子，根據離心力公式（F=mv2/r） 計算，不同車速要用不同直徑的成形輥，切記不要照搬，如設計車速2,000m/min與1,000m/min的成形輥直徑是不同的，它會影響離心力，一般1,000m/min左右的成形輥直徑在950～1,040mm即可，這個可以通過計算獲得。直徑越大，離心力相對減少，對成紙勻度有一定影響。如果像有些制造商，不進行計算而直接套用∮1,250mm成形輥徑，不但浪費了材料而且降低了離心力，成紙的勻度也受到影響。

2、白水池

從廣西、河南及諸城等地紙廠了解到，他們將白水通過白水流槽流入白水池，這樣白水池遠離紙機的網毯，這樣的設計是比較合適的，因為白水中含有細小纖維和化學助劑，在水流沖擊下容易產生大量泡沫，紙機運行的網毯容易把不斷堆積的泡沫帶走，這些帶走的泡沫在通過吸水箱及真空托輥（或靴壓）時會破裂，形成紙頁孔洞和針眼等紙病，這種現象在一些進口紙機設計中也有發生，如云南某企業將白水池設計在紙機網毯下面，其體形很長，泡沫很大，不僅占地方又因泡沫很大，不得不用消泡助劑和噴水來消泡，這樣的白水池設計是不盡合理的。

3、流漿箱

流漿箱是新月型紙機成形部的主要部分，調查發現，目前國產新月型紙機，同樣幅寬的水力式流漿箱單從流漿箱設計上差別很大，除了都普遍采用了湍流發生器和進漿階梯擴散器外，在整流元件上各有不同，但以飄片為多，許多流漿箱沒有溢流（一般為10%～15%），這樣實際就成了滿流式流漿箱。

另外流漿箱總重差異很大，有的總重不足5t，而有的十幾噸以上，以3,500mm紙機為例，山東大正機械公司流漿箱總重為26 t，而有的只有十噸多一點，差別在于箱體板厚度和堰板厚度，在車速達到1,000m/min以上時，其進漿壓頭的壓力很大，約0.9～1.2Bar，所以在下唇板設計上一定要保證其剛度、強度，不能讓其變形，因為下唇板一但發生變形是很難校正的，這一點國外紙機比國產紙機處理的好一些，大多下唇板厚度在40～60mm之間。在這次廣西天力豐紙業調研時看到，其流漿箱下唇板厚度為60mm，在車速1,000m/min時沒有任何變形，成紙均勻度良好（無分散劑加入）。

目前我國已有許多家企業制造流漿箱，在制造中要注意拋光的工序，尤其對棱角部分，不然會掛漿，在成紙頁上容易形成薄條痕紙病。

4、托輥輥徑

托輥選型一定要根據幅寬的不同來選擇，如凈紙幅寬2,850mm的紙機，其抄寬為3,050mm，選用真空托輥的面寬一般在3,250mm，其吸口寬度不小于3,000mm，車速800～1,000m/min，托輥輥徑∮800～900mm。對凈紙幅寬3,500mm的紙機，應選擇∮1,000～1,100mm范圍的輥徑，通常選1,040mm（在保證筒體厚度、強度的情況下）。調查發現，有些企業是套用別家企業，不是計算而是估計，往往不準確，如一家企業3,500mm新月型紙機托輥輥徑選∮900mm，其抗彎強度達不到要求，設計車速1,200～1,400m/min，當紙機開到1,200m/min時，紙頁中間起大量小折子，分析原因，這是明顯的托輥中高不夠，紙頁中間水分大，沒有達到干燥紙頁定型的要求，由紙頁自由伸縮造成的，經計算輥徑應在1,040mm，橡膠硬度應為邵爾95度±2。另外有的紙頁干燥不好，生產中不斷加大托輥壓力，就可能會使輥面脫膠而造成停產。

5、節能

能耗對單位產品成本有著很大影響，一般高速紙機尤其是國產紙機，汽耗應控制在2.5t/t紙，所以設計中應充分考慮用二次蒸汽和保溫措施。現在700～800m/min國產衛生紙機，多用閃蒸器，有的用2次閃蒸，也有用3次閃蒸，將這部分蒸汽通過熱泵再補充新蒸汽送入換熱器來提高氣罩溫度，據測試，可達170℃，加之風速較高，對干燥起到了很大作用，過去圓網紙機噸紙汽耗大多在4t以上，而國產新月型紙機經幾家測定都是2.5t以下，對節能起到了關健作用。

電耗，目前新月型紙機在電機配置方面有了較大改進，噸紙電耗在500kwh以下，個別在400kwh以下，為什么電耗會降低下來，舉例說，如真空泵是電耗較大的設備，選兩臺110KVA的還是選一臺230KVA的，一般選兩臺為好，一是方便調節，二是替代方便，從軸功率電流表看，230KVA的真空泵沒有滿載，說明設計余地留大了，不利于節約能源。

三、抄紙工藝的改進

1、可不再使用分散劑

分散劑是防止纖維絮聚、提高紙張勻度的措施之一，圓網紙機由于車速低，給了纖維絮聚的可能，據了解，當車速超過800m/min，上網濃度0.15%～0.2%時，就可以不使用分散劑，原因是上網濃度低，車速較高，上網漿速高，纖維絮聚的機率低。

2、提高氣罩溫度和熱風噴嘴速度起到提高干燥速率的效果

目前國產新月型衛生紙機，在烘缸干燥面積相同的情況下，氣罩設定溫度（DCS顯示屏）在170～175℃，直徑3,000mm烘缸，生產14g/m2衛生紙，車速800m/min是沒有問題的，氣罩對干燥的作用，得到了生產實踐的認可。

3、陽離子淀粉的應用是解決掉毛、掉粉有效手段

目前改性淀粉已在文化用紙、紙板生產中廣泛應用。生活用紙生產使用改性淀粉對提高紙張強度、干燥速率、降紙白水濃度、減少漿耗、尤其是改善生產環境、防止掉毛掉粉起到了明顯效果，可以推廣。

4、推廣二次蒸汽利用和熱泵使用對節汽降耗起到了明顯效果

目前二次蒸汽利用已被大多企業認可，經過閃蒸后的二次蒸汽與熱泵結合送入換熱裝置，提高氣罩溫度，效果明顯。

四、結束語

一臺衛生紙機工藝布局和工藝路線、給排水、設備選型等等，有許多要提高改進的方面，如揚克烘缸氣罩熱風噴嘴的設計、風機選型、熱交換器面積大小、上網濃度、長短纖維配比、打漿度的控制等問題，設計人員和技術人員要科學的計算和選用，使國產衛生紙機有質的飛躍，縮小與世界先進水平的差距。

注：本文參考山東大正機械有限公司新月型紙機設計方案