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作者張臣湘,高級(jí)工程師，遼寧營(yíng)口造紙廠原副總工程師，現(xiàn)遼陽(yáng)造紙機(jī)械有限公司顧問(wèn)。 1996年獲國(guó)務(wù)院特殊津貼。提鍵要：近幾年，我國(guó)相繼引進(jìn)了數(shù)套上網(wǎng)成形器，遼陽(yáng)造紙機(jī)械有限公司也著手制造；不僅應(yīng)用于生產(chǎn)紙板，也應(yīng)用于生產(chǎn)新聞紙、文化用紙等。本文綜述了上網(wǎng)成形器的的優(yōu)點(diǎn)、脫水原理，論述了各種類型的上網(wǎng)成形器的特點(diǎn)、性能及其工藝參數(shù)，可供選擇、使用、設(shè)計(jì)、制造加工上網(wǎng)成形器時(shí)參考。關(guān)鍵詞：上網(wǎng)成形器；曲面頂網(wǎng)成形器；脈沖脫水;靜止脫水元件；恒定脫水；輥?zhàn)用撍捎谄胀ㄩL(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)網(wǎng)部紙料經(jīng)過(guò)一定距離脫水后，在長(zhǎng)網(wǎng)頂部再加一個(gè)短長(zhǎng)網(wǎng)，兩個(gè)網(wǎng)子夾著濕紙上、下兩面脫水，這個(gè)短長(zhǎng)網(wǎng)稱為上網(wǎng)成形器(或稱為夾網(wǎng)成形)。國(guó)內(nèi)金城紙廠引進(jìn)了DuoFormer H上網(wǎng)成形器；岳陽(yáng)紙業(yè)集團(tuán)引進(jìn)了B.F(Bel-Former)成形器，武陟紅麻紙廠引進(jìn)了B.F曲面頂網(wǎng)成形器；遼陽(yáng)紙板廠在四疊網(wǎng)紙板機(jī)上引進(jìn)了DuoFormer D型上網(wǎng)成形器；遼陽(yáng)造紙機(jī)械廠為漯河銀鴿公司的紙機(jī)生產(chǎn)了類似Bel-Bond上網(wǎng)成形器，還為浙江永泰四疊網(wǎng)紙板機(jī)芯網(wǎng)頂上加了一個(gè)上網(wǎng)成形器，利用反真空箱向上脫水。最近駐馬店白云紙業(yè)公司也向遼機(jī)訂購(gòu)一臺(tái)上網(wǎng)成形器，生產(chǎn)高檔文化用紙。從國(guó)外資料和國(guó)內(nèi)使用情況看，上網(wǎng)成形器都收到較好的效果?！?穩(wěn)上網(wǎng)成形器的優(yōu)點(diǎn)1.1加增加脫水能力由于濕紙?jiān)趦蓚€(gè)網(wǎng)中夾著脫水，上網(wǎng)脫水量根據(jù)設(shè)備的布置和生產(chǎn)情況，占整個(gè)網(wǎng)部脫水的30%～60%，在不改變車速情況下，流漿箱的濃度從0.8%降到0.65%，改善了生產(chǎn)條件，提高了紙的勻度。1.2加提高車速，增加產(chǎn)量由于在上網(wǎng)濃度相同的情況下，上網(wǎng)漿量增加20%以上。某廠未改上網(wǎng)成形器前抄速658m/min，改造后平均抄速增加到826m/min。金城紙廠用葦漿生產(chǎn)52g/m2膠印書(shū)刊紙，普通長(zhǎng)網(wǎng)機(jī)只能開(kāi)到264m/min，使用上網(wǎng)成形器后車速開(kāi)到了370m/min，產(chǎn)量有了很大提高。1.3加填料及細(xì)小纖維分配均勻，減少了兩面差由于濕紙兩面受力,兩面排水，紙層內(nèi)細(xì)小纖維和填料差別不大。如圖1所示,普通長(zhǎng)網(wǎng)網(wǎng)面紙的灰分8%，正面灰分20%，而使用上網(wǎng)成形器后，網(wǎng)面和正面灰分均為16%，紙中層灰分略高。1.4加改進(jìn)紙的質(zhì)量由于上網(wǎng)成形器兩面脫水，紙上、下兩面細(xì)小纖維、填料、膠料分配差別減少，紙兩面平滑度差減小，紙的卷曲現(xiàn)象減少。絮聚的纖維在夾網(wǎng)中受到分散均整,纖維重新排列，Z向纖維排列比較合理，因此纖維縱、橫排列改善，平均裂斷長(zhǎng)增加，物理強(qiáng)度指標(biāo)提高，印刷性能如表面吸墨圖1 灰分及填料分布A-普通長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī) B-帶上網(wǎng)成形的紙機(jī)及油墨干燥速度都很好，印刷時(shí)紙的收縮率減少，兩面字跡清楚，不會(huì)產(chǎn)生上面印刷清晰，反面印刷模糊的現(xiàn)象。1.5加節(jié)省動(dòng)力由于上網(wǎng)成形器Bel-Roll，上網(wǎng)不用動(dòng)力，由網(wǎng)子帶動(dòng)，減少動(dòng)力40%。兩個(gè)網(wǎng)子夾著濕紙緊貼曲面脫水箱，利用網(wǎng)子張力加壓于紙層使其脫水，可以減少濕吸箱的個(gè)數(shù)和抽力，真空泵數(shù)量減少，網(wǎng)部總功率降低?！?穩(wěn)上網(wǎng)成形器脫水原理2.1加恒定脫水由于兩個(gè)網(wǎng)子包繞轉(zhuǎn)動(dòng)的成形輥或靜止的曲面成形板，如果不計(jì)兩網(wǎng)內(nèi)懸浮體的厚度，濕紙?jiān)诤愣▔毫ο旅撍?。設(shè)R為成形輥半徑或成形板曲率半徑，R=0.75m，T為外網(wǎng)張力，T=6kN/m，則紙幅成形過(guò)程脫水壓力P=T/R。若T值不變，整個(gè)脫水過(guò)程中壓力是恒定的，即：P=6/0.75=8kN/m2。2.2加脈沖脫水由于脫水板有一定角度，兩網(wǎng)夾著濕紙?jiān)谄漤斏贤ㄟ^(guò)，脫水板頂端懸浮體中將產(chǎn)生一種反作用力。如脫水板角度為α，網(wǎng)子張力為T(mén)，則反作用力F=2T·Sinα。如果采用多塊脫水板，各頂板接觸處產(chǎn)生反作用力，而兩脫水板之間則會(huì)出現(xiàn)壓力降，再接觸下一個(gè)頂板又產(chǎn)生反作用力，形成脈沖脫水，如圖2。圖2 脈沖脫水示意圖2.3加真空脫水由于Bel-Bond上網(wǎng)成形器設(shè)有倒置真空箱，由于網(wǎng)子張力的擠壓，排除的水用真空抽走。Bel-Former上網(wǎng)成形器底網(wǎng)也設(shè)有曲面脫水箱，用真空抽水。2.4加離心力脫水由于兩網(wǎng)夾著濕紙，網(wǎng)子包纏著輥?zhàn)樱环矫媸芫W(wǎng)子張力擠壓，另一方面也受輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生離心力，將水甩到接水槽?！? 上網(wǎng)成形器的類型由于上網(wǎng)成形器種類很多，按脫水元件使用情況可分為三類：(1)靜止元件脫水的上網(wǎng)成形器；(2)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)的上網(wǎng)成形器；(3)混合元件的上網(wǎng)成形器。3.1 靜止元件脫水的上網(wǎng)成形器由于靜止元件是以濕吸箱、曲面倒吸真空箱為主，真空箱靜止不動(dòng)進(jìn)行抽吸脫水。Bel-Bond成形器屬此類。又可分為以下三種：3.1.1 倒置真空箱元件為曲面無(wú)加壓裝置由于上網(wǎng)有傳動(dòng)和真空系統(tǒng)，反抽真空箱有3～4室，每室有單獨(dú)調(diào)節(jié)抽力的閥門(mén)，使抽力由小到大，網(wǎng)子張力產(chǎn)生一種壓力壓向真空箱面，箱面受到真空抽力和網(wǎng)子壓力使?jié)窦埾蛏戏聪蛎撍?，真空箱縫為條形。當(dāng)真空脫水時(shí)，負(fù)壓脈沖引起微湍動(dòng)，使纖維分散改善成形效果。如表1。表1 各部分真空抽力和脫水量　唇口第一真空室第二真空室抽力 kPa抽氣量 m3/min·m2脫水量 %(以全脫水量為100%)0～51～230～706.9～202～320～5020～353～45～103.1.2 倒置真空箱箱面平直，下面有加壓裝置由于濕紙夾在兩網(wǎng)中間平直通過(guò)倒吸真空箱。為了使兩網(wǎng)夾著緊密接觸真空箱，不能因網(wǎng)子松馳而產(chǎn)生漏氣和滑動(dòng)，因此在下網(wǎng)設(shè)有加壓成形板，用氣胎加壓，壓力不能太大，網(wǎng)子緊密接觸倒吸真空箱面即可。如果壓力大于牽引力，容易使網(wǎng)子停止轉(zhuǎn)動(dòng)。上、下兩網(wǎng)板條錯(cuò)開(kāi)布置，下網(wǎng)板條最好接觸反真空箱的縫隙，下成形板可以向上施加壓力，并可分段調(diào)節(jié)，操作控制靈活。上成形板有3～4個(gè)白水收集箱與低真空抽力管連接，真空度5～30kPa。如SymFormer MB疊網(wǎng)成形器。3.1.3 倒置真空箱底面平直傾斜放置由于倒置真空箱第一塊導(dǎo)入板壓向底網(wǎng)14mm，最后一個(gè)導(dǎo)出板壓向底網(wǎng)24mm，反抽真空箱傾斜壓向網(wǎng)子，濕紙與箱面緊密接觸，壓力從小到大。流漿箱噴出漿的濃度0.3%～0.5%，經(jīng)過(guò)下網(wǎng)脫水板濃度增加到1.5%左右，然后進(jìn)入夾網(wǎng)成形器，導(dǎo)入輥可以上、下調(diào)節(jié)，使?jié)窦埰椒€(wěn)進(jìn)入兩網(wǎng)之中。唇板可根據(jù)脫水量調(diào)節(jié)開(kāi)度，每個(gè)真空室有自控閥門(mén)控制真空度。3.2 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)的上網(wǎng)成形器由于基本上無(wú)靜止元件，不需要傳動(dòng)和真空抽力，動(dòng)力比較節(jié)省，兩個(gè)網(wǎng)子夾著濕紙包繞成形輥，利用網(wǎng)子的壓力將水壓入成形輥內(nèi)，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生離心力將水甩入接水槽。參看圖3。 圖3 DuoFormer成形器結(jié)構(gòu)示意圖1-成形輥 2-導(dǎo)輥 3-壓網(wǎng)輥 4-分離輥 5-張緊輥 6-測(cè)量輥 7-清洗輥 8-導(dǎo)向輥 9-刮水板 圖4 三種成形器抄造定量與車速關(guān)系由于#1成形輥類似圓網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)，有不銹鋼片支承，外包10目塑料網(wǎng)。濕紙經(jīng)過(guò)下網(wǎng)脫水板后，基本上形成紙?zhí)ィ啥?%～2%。濕紙到成形輥時(shí)，上、下兩網(wǎng)夾著濕紙包覆在成形輥上，這時(shí)成形輥受到網(wǎng)子的張力產(chǎn)生一種壓力，壓向成形網(wǎng)，使水進(jìn)入成形網(wǎng)內(nèi)，形成向上反向脫水。另外成形輥轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生一種離心力，將水甩入白水槽。濕紙?jiān)诔尚屋佁幱捎诜较蜣D(zhuǎn)變，網(wǎng)子與濕紙間發(fā)生摩擦剪切等作用，使絮聚的纖維重新組合排列，特別是Z向纖維的排列得到合理的處理。紙頁(yè)離開(kāi)成形輥和刮刀來(lái)到#2輥(實(shí)心包膠輥)，此時(shí)方向發(fā)生變化，成形輥脫出的水大部分到此已經(jīng)排除。#2輥受到離心力和網(wǎng)子張力的作用也將水甩入白水槽。#3輥為實(shí)心壓網(wǎng)輥，使?jié)窦埡途W(wǎng)子再次改變方向，便于#2輥排水。#3輥與#4輥密切配合，使雙網(wǎng)在分離前將濕紙?zhí)ミM(jìn)一步壓緊。#4輥為包膠輥，上網(wǎng)在#4輥分開(kāi)。由于#4輥在出口楔區(qū)產(chǎn)生真空吸力，使?jié)窦埼皆谙戮W(wǎng)上。由于金城紙廠使用DuoFormer H型輥式上網(wǎng)成形器，用葦漿生產(chǎn)膠印書(shū)刊紙。從表2對(duì)比中看出，抄速有很大提高，質(zhì)量有很大改進(jìn)，紙兩面平滑度較好，印刷性能好，掉毛個(gè)數(shù)顯著降低。表2 上網(wǎng)成形器與普通長(zhǎng)網(wǎng)質(zhì)量對(duì)比機(jī)型車速m/min定量g/m2滑石粉加入量kg/h填料保留率%紙頁(yè)灰分 %填料含有率 %平滑度 s掉毛個(gè)數(shù)上層中層下層上層中層下層正面反面兩面差正面反面兩面差 %普通長(zhǎng)網(wǎng)上網(wǎng)成形器24637051.552.5465.5536.272.874.25.510.79.714.15.410.65.429.793.6612.093.539.0748.478.736.871.2249.55783467454540921.412.43.3 混合元件上網(wǎng)成形器由于靜止脫水元件和輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)脫水元件都用，這種上網(wǎng)成形器綜合上述兩種上網(wǎng)成形器的優(yōu)點(diǎn)而設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)比Bel-Bond成形器簡(jiǎn)單，頂網(wǎng)部分不需要傳動(dòng)和真空系統(tǒng)，成紙質(zhì)量很好?！?高三類上網(wǎng)成形器適用范圍4.1 適用范圍4.1.1 靜止脫水元件(Bel-Bond)由于適應(yīng)抄造高定量、速度稍低的紙板機(jī)，也可以抄造書(shū)刊紙、新聞紙、瓦楞紙，纖維留著率低，但成形質(zhì)量很好，采用真空脫水可用于二次成形。遼陽(yáng)紙板廠和永泰紙業(yè)公司都在四疊網(wǎng)芯網(wǎng)頂上加上一個(gè)短長(zhǎng)網(wǎng)，利用倒置真空箱向上脫水。抄造定量與車速的關(guān)系如圖4。4.1.2 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)元件脫水(Bel-Roll)由于適用于低定量尤其是薄頁(yè)紙機(jī)，其纖維留著率高，動(dòng)力消耗少，抄速可達(dá)到2100m/min，紙幅成形比普通長(zhǎng)網(wǎng)好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，并能采用多層流漿箱抄造多層紙板。除抄薄紙外，還能抄新聞紙、雜志紙、書(shū)刊紙，根據(jù)夾網(wǎng)走向朝上或朝下，分別適應(yīng)高速或低速。4.1.3 混合脫水元件由于綜合了B.B(Bel-Bond)和B.R(Bel-Roll)成形器的優(yōu)點(diǎn)，纖維留著率高，成形質(zhì)量好，適應(yīng)于抄造低定量和中定量產(chǎn)品的紙機(jī)。4.2 各種成形技術(shù)數(shù)據(jù)(表3、表4)表3 各種上網(wǎng)成形器工藝參數(shù)成形器型式夾網(wǎng)段紙干度 %朝上脫水比例 %傳動(dòng)真空需要紙幅成形定量動(dòng)力需要纖維留著率網(wǎng)輥數(shù)量進(jìn)口出口Bel-BondBel-RollBel-FormerDuoformerSymFormer RTopFlyteFormer0.9～1.51～1.51～1.51～1.21～1.20.9～1.410～1510～138.5～9.510～156～1010～1250～60～4030～4035～4030～45～30+--+--+-/++-/+--最好好最好　低到高低低到高　不變(重新分配)減40%(同一速度)減20%(同一速度)　減10%減20%減5%　476666　注：傳動(dòng)“+”表示有傳動(dòng)，“-”表示無(wú)傳動(dòng)；真空“+”表示有真空，“-”表示無(wú)真空。 表4 幾種上網(wǎng)成形器質(zhì)量測(cè)定　Bel-BondBel-RollBel-FormerDuoFormerSymFormer RTopFlyteFormer改前改后改前改后改前改后改前改后改前改后改前改后成形(NUI)透氣度 ml/min不透明度 %橫向撕裂度 g耐破度 kg/cm2上面粗糙度（Bendtsen）網(wǎng)子長(zhǎng)度:上網(wǎng) m由于由于下網(wǎng) m網(wǎng)子壽命:上網(wǎng) d由于由于下網(wǎng) d車速 m/min13.46009531077.6  　    6589.636094.729875.6 12404060826 11594　9.7133   　    716　12093.5  9.0110143410010076210.826095.12088.4106     75010.115095.52097.910116.838.511390784119095302.578100  　     61910.59095295  9018.5331069164811.230595.6332  104   　   8909.226595.9332  9822.117.612943.589810.824893.0275  108  　     6768.620793.5273  761832.512095691注：NUI為不均勻指數(shù)，小為好。Bendtsen為粗糙度測(cè)定數(shù)。4高三類上網(wǎng)成形器適用范圍由于上網(wǎng)成形器按照脫水元件分類:(1)靜止脫水元件倒置曲面真空箱，適應(yīng)高定量、低速度紙板機(jī)，成形效果好，但纖維留著率低，上網(wǎng)有傳動(dòng)和真空系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不省動(dòng)力。倒置曲面真空箱由于網(wǎng)子張力產(chǎn)生壓向網(wǎng)子的壓力，使網(wǎng)子緊貼箱面，但曲面真空箱制造加工困難。采用平直真空箱面，下面設(shè)加壓成形板，使網(wǎng)子緊貼箱面，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不如將平直真空箱傾斜放置壓向下網(wǎng)，使平直真空箱也能受到網(wǎng)子張力壓向箱面。(2)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)元件的上網(wǎng)成形器適應(yīng)高速簿頁(yè)紙機(jī)，兩網(wǎng)包繞著輥?zhàn)樱删W(wǎng)子帶動(dòng)，沒(méi)有傳動(dòng)和真空系統(tǒng)，節(jié)省動(dòng)力，纖維留著率高，成形效果不如靜止元件。(3)混合脫水元件的上網(wǎng)成形器采用靜止元件和輥?zhàn)釉撍?，吸收了以上兩種成形器的優(yōu)點(diǎn)，可適應(yīng)各種情況。紙板機(jī)一般采用靜止元件倒吸真空箱，薄紙機(jī)一般采用混合脫水元件，曲面真空箱加工制造難度大，可采用多塊脫水板組成?！⒖嘉墨I(xiàn)?。?］張展鶴.夾網(wǎng)成形器脫水原理及其選用.國(guó)際造紙，1998，(2)［2］李巖.Duoformer夾網(wǎng)紙機(jī)采用100%亞硫酸鹽葦漿生產(chǎn)膠印書(shū)刊紙的實(shí)踐.中國(guó)造紙，1995，(4)［3］教富偉.Duoformer-H上網(wǎng)成形在我廠的應(yīng)用.遼寧造紙，1995，(4)［4］張承武，盧謙和等.制漿造紙手冊(cè)第九分冊(cè)，紙張抄造:279～298［5］楊伯鈞.印刷紙機(jī)新技術(shù).中國(guó)造紙，1994，(5)［6］李修安.談?shì)p量涂布紙的試生產(chǎn).中華紙業(yè)，2001，(1)、(2)