磨片是制漿造紙業(yè)中用于纖維切斷、分離的磨漿機的“心臟”易耗部位。磨片的使用狀況、工藝壽命對磨漿產(chǎn)量、能耗、磨漿機安全運行及各項經(jīng)濟指標(biāo)起決定性作用。如何將合適的磨片用于具體生產(chǎn)中達到最優(yōu)效果,一直是此領(lǐng)域的研究和開發(fā)重點。磨漿過程中如何延長磨片壽命的工藝方法和措施值得探討。
1 磨片磨損對生產(chǎn)的影響
制漿過程中出現(xiàn)成漿質(zhì)量差和生產(chǎn)能力下降,可能由于磨片磨損原因所致。選擇其最佳更換時機是生產(chǎn)中重要的技術(shù)課題。
云南某造紙廠75t/d化機漿生產(chǎn)線制藍(lán)桉APMP漿用第二道盤磨(Kaverner Hymac產(chǎn))的磨片損壞,使得成漿打漿度僅20°SR,壓力篩良漿中纖維束含量達2%,抄造的LWC原紙表面強度略低。
牡丹江恒豐紙業(yè)集團有限責(zé)任公司的原上海造紙機械廠2362紙機于1992年投產(chǎn),只能生產(chǎn)透氣度30coresta左右的中檔卷煙紙。該廠外購楊木、柞木、樺木、鍛木等,磨漿種類多,打漿設(shè)備易磨損,并且磨片齒型和材質(zhì)不穩(wěn)定,成漿質(zhì)量無法生產(chǎn)高檔卷煙紙。
描圖紙的“小白點”是細(xì)小纖維、樹脂塊或二者結(jié)合,有時全幅出現(xiàn),特別顯眼。民豐特種紙股份有限公司發(fā)現(xiàn):盤磨磨片使用時間過長時,進刀量加大,刀間距減小,分絲帚化作用減弱,切斷作用加強,細(xì)小纖維增多,應(yīng)定期更換磨片。
齊齊哈爾造紙有限公司引進ANDRITZ公司的200t/d全楊木APMP生產(chǎn)線生產(chǎn)低定量膠印新聞紙的實踐表明,樺木等代替楊木,纖維形態(tài)不如楊木,控制打漿過程更重要;其磨片使用壽命約2500h;磨片使用時間越長,打漿度越低,齒面鈍化,對漿料切斷能力減弱,漿料打漿度隨之下降;當(dāng)磨片作用過程中加速度很高,磨齒磨損嚴(yán)重,打漿度提不上去且漿料不能順暢通過磨片,造成喂料螺旋堵塞。
齊齊哈爾造紙有限公司的單轉(zhuǎn)常壓盤磨機MRSD58/62(Andritz Spraut Bauer公司產(chǎn))的磨片有兩個磨漿區(qū):一個為破碎環(huán)區(qū),其磨片的破碎環(huán)區(qū)由6個齒片組成,材質(zhì)174PH,齒壩粗大,齒間距離較大;一個為精磨環(huán)區(qū),由18個齒片組成,材質(zhì)為合金440,齒壩適中,中間距離較小;轉(zhuǎn)盤磨片和定盤磨片間0.9~1.1mm間隙。其中,進入一段磨的磨漿濃度控制在28%~35%最佳;進入二段盤磨漿的打漿度約為17°SR,濃度控制在22%~25%為最佳;隨著使用時間的延長,為保證成漿質(zhì)量,盤磨的打漿濃度必須降低。破碎區(qū)磨齒被打壞或齒溝堵塞,磨片磨損嚴(yán)重,若磨漿能力下降30%,必須更換磨片。
2 提高磨片使用壽命的工藝方法與措施
2.1 提高磨漿機的制作精度和控制水平
黑龍江斯達造紙有限公司φ450雙盤磨,由于年限太久,機殼內(nèi)裝靜盤處和移動座裝動盤處腐蝕、磨損相差3~4mm,φ410直口臺處磨損變大到φ420左右,固定磨片的螺孔磨損腐蝕變大并出現(xiàn)喇叭型,造成磨片不能與本體很好的貼合。將移動座和機殼內(nèi)平面的腐蝕面車去約3~4mm,再車直口臺;螺孔鉆加工到深度,改成M14,用螺栓加墊和膠墊進行密封緊固,使用效果等同于更換新件,節(jié)約了備件資金。
磨片的結(jié)構(gòu)形式、齒型、齒面斜度和傾角等對設(shè)備的安全運行和成漿質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。細(xì)齒成漿具有較低的打漿強度;細(xì)齒成漿增加了纖維處理的均勻性,保持了纖維長度,更快地使纖維細(xì)胞壁水化,促使纖維更好地結(jié)合。而高的打漿強度增加了纖維的切斷,容易產(chǎn)生較多細(xì)小纖維;在相同的抗張指數(shù)下,細(xì)齒成漿具有較高的不透明度、松厚度和透氣性;對闊葉木漿細(xì)齒磨片既可節(jié)約打漿能耗,又可體現(xiàn)出其高的透氣性及不透明性,還兼顧了纖維的強度。細(xì)齒型磨片適用于磨木漿纖維及非木材纖維的打漿;細(xì)齒型磨片不是用澆鑄法,而是用特殊的焊接法;使用壽命是普通鑄鐵的3~4倍。磨片設(shè)計成一定斜度,避免機械能量突然增加和齒面的局部磨損。斜度選擇過小,則增大了喂料的阻力,引起喂料負(fù)載升高;若斜度較大,會引起不均衡磨損,影響磨片壽命。
江蘇省鎮(zhèn)江大東紙業(yè)有限公司與吉林市誠信實業(yè)有限責(zé)任公司開發(fā)短纖漿低強度打漿的細(xì)齒磨片,經(jīng)過1年多的應(yīng)用表明,低強度打漿須用改進后的刀棒,寬度2.47mm,刀溝寬度2.47mm,刀溝深6mm。其磨片材質(zhì)仍采用鎳質(zhì)合金,在一條抄造文化用紙的低強度短纖漿線上,操作條件未調(diào)整,纖維很少切斷,分絲帚化較好;噸漿平均電耗由173~168kWh降低到158~146kWh;紙張裂斷長由5632m提升到6546m,耐折度由26次增加到48次。
意大利楊木APMP生產(chǎn)線使用的Andritz Sprort Bauer公司的盤磨機高濃磨片破碎區(qū)斜度約為1∶11較為適宜,喂料負(fù)載較平穩(wěn);粗磨區(qū)斜度1∶250時磨漿功率穩(wěn)定,喂料螺旋運轉(zhuǎn)平穩(wěn),成漿打漿度高,濕重處于較好水平,磨片壽命較長,齒條的縱向保持均勻磨損,能耗分配平衡;精磨區(qū)斜度一般以1∶800合適。
山東華泰紙業(yè)集團引進Andritz公司的備料系統(tǒng)和Metso公司的年產(chǎn)10萬噸闊葉木BCTMP生產(chǎn)線,成漿用于配抄高白度新聞紙、輕膠紙、SC紙等。一段錐形盤磨機RGP-82D(φ2000),濃度45%,其內(nèi)部平磨漿區(qū)和外部錐形磨漿區(qū)分別有磨盤間隙控制系統(tǒng),TDC(磨盤真實間隙)單元會使磨盤自動縮回,以防止磨盤直接碰撞而造成磨損。該生產(chǎn)線中一段CD-82盤磨機電機考慮了在配置上和控制上的正反轉(zhuǎn)預(yù)留,以適應(yīng)盤磨機磨片正反轉(zhuǎn)使用,可延長磨片使用壽命,提高成漿質(zhì)量。
福建南紙股份有限公司1998年投產(chǎn)的從SUNDS公司引進的200t/d熱磨機械漿(TMP)生產(chǎn)線,第一段用兩臺RGP262型單盤磨機(R304,R307)帶壓磨漿,第二段用一臺RGP262A型單盤磨機(R311),配置三臺湘潭電機廠6kV、7500kW同步電機(M304,M307,M311)常壓磨漿,采用ABB-MASTER集散系統(tǒng)控制。其中的喂料保護裝置在盤磨間隙值小于設(shè)定值時,可強迫動盤立即退開1mm,避免磨片磨損。但是,盤磨間隙控制器因液壓伺服閥漏油、卡死,或步進電機聯(lián)軸器打滑或損壞將導(dǎo)致磨片損壞。
岳陽紙業(yè)集團CTMP/APMP制漿生產(chǎn)線[16]有Andritz Bauer公司制造的一段壓力磨50-1CP、二段常壓磨50-1C。50-1CP終端顯示屏上顯示磨漿功率、加速度、振動、喂料負(fù)載。磨片使用初期的功率較高(2.8~3.3MW),而加速度不高(35%~50%),磨片較鋒利,調(diào)整磨漿濃度和喂料量,以減少纖維的損傷;進入使用中期,功率穩(wěn)定(2.5~2.8MW),加速度上升(50%~60%),成漿質(zhì)量穩(wěn)定,能耗適中,對纖維的損傷小,此時要求防止備料倉突然斷料,加強對磨片進退刀電機的維護,以確保磨片及時退開;若加速度增高,但功率難以上升,成漿質(zhì)量下降,視其磨損程度進行復(fù)磨或報廢。
2.2 加強磨前原料中的硬雜質(zhì)處理
原料的除雜與否對磨片的使用壽命有影響。例如,紅塔仁恒紙業(yè)有限公司15萬t/a的高檔涂布白卡紙/液體包裝紙生產(chǎn)線(BM2)的漿料制備采用奧斯龍錐形精漿機。由于白水的內(nèi)循環(huán)使用,系統(tǒng)中可能會形成對磨片造成很大損傷的CO32-沉淀,造成打漿質(zhì)量迅速下降,應(yīng)對系統(tǒng)進行化學(xué)清洗。
西安造紙機械廠(輕工業(yè)西安機械設(shè)計研究所)研制的APMP國產(chǎn)化制漿中試示范線,實現(xiàn)全套設(shè)備國產(chǎn)化,其關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化率達到100%。針對原料中含有泥沙和一些微金屬碎片等,采用顛簸篩洗新工藝的脫水機,達到高度洗滌效果,保持漿料的純潔度,同時對后續(xù)工藝設(shè)備起保護作用,能使高濃磨盤磨片由周磨損減緩至月磨損。
2001年11月,意大利Verzouolo紙廠40萬t/a低定量涂布紙生產(chǎn)線開機,其機械漿由6臺Valmet制造的T1815P型壓力磨木機、500t/d風(fēng)干漿的PGW-70磨生產(chǎn)。CL&V篩渣凈化器以相對高的濃度喂料(高于1.3%),在篩渣精磨前除去沙子和其他雜質(zhì)。其篩渣精磨機磨片的平均使用壽命高達3500h。
臨清銀河紙業(yè)有限公司20萬t/aA級高強瓦楞原紙項目[20]引進了西班牙SAICA公司二手制漿生產(chǎn)線,用50%半化學(xué)麥草漿和50%美廢AOCC漿在4400/550型紙機上抄造高強度符合國家A級標(biāo)準(zhǔn)瓦楞原紙。在流程中設(shè)置沉砂井和強磁除鐵器,分離出麥草中的石子、鐵器,及時處理進入磨片的硬雜物,同時保證喂料螺旋的喂料量不間斷,防止磨空轉(zhuǎn),延長精磨機磨片的使用壽命。
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