蔣小軍 南通華嚴(yán)鑄造有限公司磨片研究中心水玉峰 上海東冠紙業(yè)有限公司　南京林業(yè)大學(xué)宋　培 上海東冠紙業(yè)有限公司

優(yōu)化打漿
——提高生活用紙品質(zhì)降低能耗

上海東冠紙業(yè)與南通華嚴(yán)磨片研究中心協(xié)作套索優(yōu)化打漿方式和磨漿機(jī)磨片，采用Broom finTM掃帚鰭多元合金磨片，改混合打漿為分別打漿，提高紙張柔軟性和強(qiáng)度，并取得明顯的節(jié)能成效，為生活用紙的生產(chǎn)過程優(yōu)化提供了理論和實(shí)踐借鑒。

鑒于市場(chǎng)需求擴(kuò)大，生活用紙生產(chǎn)線數(shù)量也呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，近年來投產(chǎn)了很多高車速的新月型衛(wèi)生紙機(jī)和真空?qǐng)A網(wǎng)衛(wèi)生紙機(jī)，不斷提高生活用紙生產(chǎn)商的生產(chǎn)規(guī)模。但是，其中也有很多生產(chǎn)線，面臨著生產(chǎn)成本偏高、質(zhì)量不穩(wěn)定，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力缺乏等問題。

為了進(jìn)一步降低生產(chǎn)能耗，提高生活用紙品質(zhì)，上海東冠紙業(yè)與南通華嚴(yán)磨片研究中心協(xié)作優(yōu)化打漿方式和磨漿機(jī)磨片，做了有益的研究探索和生產(chǎn)實(shí)踐，取得了明顯的節(jié)能成效。

1　優(yōu)化前的打漿狀況

1.1使用原料：100%木漿

長纖維：漂白硫酸鹽針葉木漿（NBKP）35%；

短纖維：漂白硫酸鹽闊葉木漿（LBKP）65%。

1.2優(yōu)化前打漿方式

長短纖按一定配比經(jīng)雙錐磨漿機(jī)（DCR）混合打漿后，再與疏解后的損紙漿配漿，最后經(jīng)雙盤磨漿機(jī)（DDR）精漿入成漿池。

1.3優(yōu)化前打漿流程：（見圖1）

圖1　優(yōu)化前的打漿流程

2　優(yōu)化前的問題

2.1結(jié)合力

紙張強(qiáng)度主要取決于纖維的結(jié)合力，磨漿是提高纖維結(jié)合力的最有效方法［1，2］。原長短纖混合打漿工藝，雙錐磨漿機(jī)（DCR）運(yùn)行負(fù)荷高、時(shí)間長，特別是LBKP木漿經(jīng)DCR和DDR兩次打漿，加劇對(duì)LBKP短纖維的橫向切斷，影響了紙張強(qiáng)度。

2.2斷齒

雙盤磨漿機(jī)（DDR）原用磨片齒片容易出現(xiàn)斷齒和鋸齒形磨損（見圖2），使用壽命短，并且由于齒片脫落進(jìn)入漿料系統(tǒng)，通過壓力篩時(shí)會(huì)打壞壓力篩篩鼓，通過壓力篩篩鼓的齒片直接進(jìn)入流漿箱，會(huì)壓壞真空?qǐng)A網(wǎng)紙機(jī)特有的不銹鋼成形網(wǎng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)弄壞毛毯，嚴(yán)重影響正常的生產(chǎn)秩序，給生產(chǎn)成本、運(yùn)行穩(wěn)定性及成紙品質(zhì)等方面帶來諸多困擾。

圖2　原用磨片齒片容易出現(xiàn)斷齒和鋸齒形磨損

2.3鋸齒形磨損

原DDR磨漿機(jī)D型和G型磨片鋸齒形磨損后影響打漿均勻性，磨片有效磨漿面積降低，造成切斷增強(qiáng)。

2.4過度打漿

由于成紙強(qiáng)度較低，提升DDR的運(yùn)行功率，一般根據(jù)物性強(qiáng)度狀況調(diào)整20kW或更大，能改善成紙的強(qiáng)度，基本達(dá)標(biāo)合格，但部分紙漿過度打漿，出現(xiàn)幾個(gè)不利現(xiàn)象：

（1） 磨片鋸齒形磨損導(dǎo)致磨漿面積降低，需要提高磨漿功率以達(dá)到既定打漿指標(biāo)，導(dǎo)致纖維切斷增加，成紙松厚度降低很明顯，需要提高起皺率才能改善成紙的柔軟度，影響了紙機(jī)效率。

（2） 烘缸蒸汽用量需提升，主要表現(xiàn)在提升磨漿功率后同樣條件下紙幅干燥能力不夠。

（3） 細(xì)小纖維增加，表現(xiàn)在紙機(jī)導(dǎo)輥纏漿較多，沖洗頻繁，氣浮白水處理難度加大。

3　優(yōu)化打漿方式和磨片的過程

東冠紙業(yè)工藝、設(shè)備部門與南通華嚴(yán)磨片研究中心共同研究生活用紙打漿機(jī)理，根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備條件，探討具體工藝及匹配的磨片齒型，混合打漿改為分別打漿方式：DCR單獨(dú)處理NBKP；LBKP不再用DCR打漿，改為與損紙漿一起用疏解機(jī)輕度疏解，配漿后經(jīng)DDR低強(qiáng)度打漿，雙盤磨磨片優(yōu)化為Broom fin掃帚鰭系列L3型粗粒多元合金磨片，降低打漿強(qiáng)度。

3.1優(yōu)化后的打漿流程

NBKP長纖維單獨(dú)用DCR（雙錐磨）進(jìn)行適當(dāng)切斷和分絲帚化；LBKP短纖維和損紙打漿線用疏解機(jī)進(jìn)行輕度疏解，保證纖維長度，減少對(duì)纖維的橫向切斷；按照一定比例混合配漿，用DDR（DD600雙盤磨）進(jìn)行低強(qiáng)度打漿，入成漿池供紙機(jī)抄造（見圖3）。

圖3　優(yōu)化后的流程

3.2磨片優(yōu)化

磨片的設(shè)計(jì)與選型，一般應(yīng)用“比刀緣負(fù)荷”（Specific Edge Load，簡(jiǎn)稱SEL）和“比表面負(fù)荷”（Specific Surface Load簡(jiǎn)稱SSL）等假說理論。東冠紙業(yè)與華嚴(yán)磨片研究中心在選擇磨片齒型時(shí)，充分考慮到SEL和SSL理論的科學(xué)性和片面性，融入了“流變效應(yīng)”和最新?lián)鯄卫碚?，在齒寬、溝寬、溝深三者之外，更多地關(guān)注到磨片齒傾角度與擋壩形式對(duì)絮聚纖維打漿的影響因素。本次磨片優(yōu)化選定Broom fin掃帚鰭系列DD660-L3型粗粒多元合金磨片，帶粗粒的多元合金磨片齒表面作用于纖維的摩擦力增加，近似玄武巖孔隙的“微小磨齒”作用，促進(jìn)了纖維的分絲起毛和吸水潤張，在打漿度提高過程中較好保持纖維濕重［3］，磨齒粗粒表面促進(jìn)纖維潤脹水化，有助于提高纖維強(qiáng)度，并且降低打漿電耗。

本次優(yōu)化實(shí)踐中，L3型粗粒多元合金磨片使用的全周期內(nèi)未出現(xiàn)波浪形、鋸齒形磨損和嚙合狀磨損，打漿電流穩(wěn)定，下機(jī)后的磨片外觀完整，磨損平整、均勻（見圖4）。

圖4　Broom fin? 掃帚鰭粗粒多元合金磨片磨損平整、均勻

4　優(yōu)化前后對(duì)比和總結(jié)

4.1優(yōu)化前后主要運(yùn)行情況對(duì)比

通過對(duì)磨片及打漿方式的優(yōu)化，延長了磨片使用壽命，并且在改善成紙品質(zhì)的同時(shí)，大幅降低了打漿能耗（見表1）。

表1　　　　　　　優(yōu)化前后主要運(yùn)行情況對(duì)比

表2　　　　　　優(yōu)化前后的成紙物性對(duì)比

雙盤磨DDR優(yōu)化為Broom fin L3型多元合金磨片后，打漿功率降低，使用壽命由之前的90～120天，延長到300天左右，節(jié)約了易損件成本，并且沒有斷齒、波浪形和鋸齒形磨損現(xiàn)象，磨損均勻平緩，對(duì)后續(xù)流程中的關(guān)鍵設(shè)備及備件，比如壓力篩、不銹鋼成形網(wǎng)、毛毯等，沒有產(chǎn)生負(fù)面影響。

LBKP不經(jīng)雙錐磨打漿，額定功率較高的DCR的運(yùn)行時(shí)間減少8～9h/d。

LBKP改為與損紙漿一起輕度疏解，額定功率較低的疏解機(jī)運(yùn)行增加4～6h/d，但是總打漿功率至少每小時(shí)降低80kW。

4.2優(yōu)化前后的成紙物性對(duì)比

優(yōu)化磨片及打漿方式后，紙張定量未改變的前提下，進(jìn)一步改善了成紙的強(qiáng)度、柔軟度、松厚度等物性指標(biāo)，并且降低了蒸汽消耗量（見表2）。

成紙強(qiáng)度、濕強(qiáng)一定程度上提高，物性更趨于穩(wěn)定，同時(shí)成紙的厚度（松厚度）、手感（柔軟度）更好。

由于厚度（松厚度）更好，紙機(jī)起皺率可以降低，紙機(jī)抄造效率更高，約提升2～3%。

同時(shí)由于起皺率的適當(dāng)降低，提高了成紙強(qiáng)度，降低了打漿功率，生產(chǎn)更加穩(wěn)定，紙機(jī)運(yùn)行趨向良性循環(huán)過程。

5　結(jié)束語

通過打漿方式以及DDR磨片等一系列優(yōu)化，改善了成紙的手感、松厚度及強(qiáng)度，提升產(chǎn)品品質(zhì)；提升紙機(jī)的運(yùn)行效率約2～3%；按日產(chǎn)50t成品紙計(jì)算，全年設(shè)備運(yùn)行率95%，噸紙節(jié)約用電約50kW·h，平均電價(jià)0.7元/kW·h，全年節(jié)省電耗成本約60.7萬元；噸紙蒸汽消耗降低0.1t，蒸汽價(jià)格150元/t，全年節(jié)省蒸汽成本約26萬元。

不同生產(chǎn)線系統(tǒng)條件和設(shè)備流程存在差異性，并不是所有的既定系統(tǒng)都適合分別打漿，需根據(jù)具體情況制定具體的優(yōu)化方案。

（轉(zhuǎn)載自《中華紙業(yè)》/2015年第22期）

［1］ 景宜， 王仁榮， 吳國泉. 高速紙機(jī)長纖維的磨漿策略［J］.中國造紙學(xué)報(bào)， 2006， 21（2）：62.

［2］ 蔣小軍， 任紅銳， 尚慶武， 等. Soft fin軟鰭磨片降低磨漿能耗 提高NCR抗張強(qiáng)度［C］. 中國造紙學(xué)會(huì)第十六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集， 2014：368.

［3］ 蔣小軍， 焦群， 竇江， 等. 植物羊皮紙厚紙的打漿優(yōu)化［J］.江蘇造紙，2014， （4）：35～37.

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