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1、四、压榨部的结构型式和特点,压榨辊的发展,平压辊 真空压辊 沟纹压辊 盲孔压辊 可控中高辊 宽压区压榨 靴型压榨,平辊压榨,Flow-limited,Granite roll,Polyurethane roll,平辊压榨,石辊（Granite roll）-上压辊-从动辊 在造纸工业使用了100年 容易与纸剥离 易脆裂 (machine speeds and pressing temperatures) 橡胶与石英砂混合制成的人造石辊 包胶辊（Polyurethane roll）-下压辊-主动辊 弹性的包胶下辊还能够保证两辊接触良好，脱水均匀的效果，并补偿下压辊中高的误差。 变形大，耐磨性差和抗
2、张强度低，使用胶辊压榨，很难大幅度提高线压力。,平压辊,偏心距：上下两压辊的中垂线之间有一定的距离，两辊中心线之间的距离。 一是保证湿纸首先接触上压辊，赶走空气。 二是保证逐渐增加上压辊对湿纸和毛毯的压力，不致造成大量脱水，引起“压花”断头。 偏心距一般为50120mm。 偏心距的大小，决定于压榨道数、压辊直径和纸机的车速。 一压因为湿纸含有较多的水分，需要缓和脱水，所以要求偏心距最大。二压次之，三压的偏心距最小。 压辊直径大和车速高的时候，偏心距也应随之加大。,压辊的包覆层,Year,Granite Rolls 花岗岩,Polymer based Covers 聚合体包覆面,Ceramic
3、Covers 陶瓷包覆面,20,40,60,80,100,120,Number of rolls or new coatings / year,-88 -89 -90 -91 -92 -93 -94 -95 -96 -97 -98 -99 2 000 2001,新型涂层辊数量,真空压辊（Suction Roll）,真空辊壳,多用于中、高速纸机。 真空压榨辊的构造与真空伏辊基本相同。 辊壳由青铜或不锈钢铸成，辊壳厚度根据需要的刚度和强度决定。 高速纸机，毛毯和湿纸的水分被吸出后经过辊上眼孔，几乎来不及达到真空室便转过真空吸水区，然后被辊子的离心力抛入白水盘。 真空室的作用仅用来抽吸辊壳眼孔中的空
4、气，辊壳越厚，抽吸空气的体积越多。 采用高强金属制成辊壳较薄的真空压辊，有利于提高压榨脱水效率。,真空压辊辊壳上包有厚度为30-40mm的橡胶，包胶是使压力分布均匀，减少毛毯的磨损，提高压榨线压力。 真空压辊上眼孔的轴向和周向中心距小些，眼孔数目多些，可以显著提高真空压辊的脱水作用，从而有效地消除压花现象，延长毛毯使用寿命。,真空压辊孔眼直径的大小： 要使辊子有足够大的脱水量 开孔会影响辊子的强度和在纸上留下“影痕”。 影痕：湿纸在真空压辊眼孔处和非眼孔处水分和压力梯度不同，纸幅的局部脱水和变形有所不同，湿纸会出现有眼孔排列形状的影痕。 真空压榨上下辊之间有偏心距，上压辊偏向出纸的一边。湿纸先
5、与真空压辊接触，依靠真空室的抽吸作用，消除纸和毛毯之间的空气，并预先进行真空抽吸脱水。,中低速纸机真空辊的真空度一般控制在39.2-49kPa。高速纸机可达58.6-63.6kPa。 真空压辊真空泵的生产能力约为真空伏辊真空泵的1/2左右。真空压辊上有压紧了的湿纸页和毛毯，空气通过量少得多。 真空压榨透过湿纸的空气数量影响真空室的真空度。真空度越高，透过湿纸的空气数量越多，脱水作用也越大。,传动侧抽气真空压榨辊,避免了真空管拐弯太多，管路消耗多的缺陷，有利于真空度的保持，高速、宽幅纸机的运行成本和运行性能有利。,沟纹压榨（ Grooved-roll Press）,沟纹压榨,从湿纸中脱出的水穿过
6、毛毯垂直进入沟纹，缩短了排水距离，减少了脱水阻力。 沟纹是目前最有效的脱水方式。 沟纹辊的开口率：沟纹开口面积的百分率。 沟纹的尺寸和开口面积要使辊面沟纹足以容纳压区中挤出来的全部水分。 沟纹过宽，加大了毛毯的回湿。 开口率过大，压榨时接触面积太少，不易形成使水从毛毯进入沟纹所必要的压力。,沟纹压榨,沟纹压辊的橡胶硬度，应大于普通压榨胶辊，因为硬度低的胶辊，沟纹容易变形，影响脱水效率。沟纹压辊胶层的硬度一般为8590肖氏硬度。 与普通压榨比较，沟纹压榨容易脱水，压榨时线压较低，同时胶层厚度增大。因此可以减少辊子的中高，避免纸的两边水分较高，不均匀而产生筋道。 在压榨出口，湿纸应尽快与毛毯分开，
7、毛毯也应尽快与沟纹辊分离，以免毛毯回湿。必须经常保持沟纹压榨的辊沟清洁，防止堵塞，注意沟内积水的排除。 在纸机车速较高时，沟纹压辊上还需配备软质刮刀，清除从辊沟中冲到辊面的高压水。,沟纹压榨,沟纹内积水的排除 辊沟中的水既受到表面张力，又受大离心力的作用。,加深沟纹以增大孔隙容积,Aqualis Groove dimensions 沟纹尺寸 Groove width: 0,5 0,8 mm 沟纹宽度 Web width : 2,0 3,0 mm 沟纹台面宽度 Groove depth : 1,6 2,0 mm 沟纹深度,AquaFlow Groove dimensions 沟纹尺寸 Groov
8、e width: 0,5 0,9 mm 沟纹宽度 Web width : 2,0 2,5 mm 沟纹台面宽度 Groove depth : 2,0 2,3 mm 沟纹深度,SolarFlow Groove dimensions 沟纹尺寸 Groove width: 0,4 0,9 mm 沟纹宽度 Web width: 1,8 2,5 mm 沟纹台面宽度 Groove depth: 2,5 3,0 mm 沟纹深度,ml/m,盲孔压榨（ Blind-drilled press roll）,Grooved roll,Blind-drilled Roll,盲孔压榨,20世纪70年代中期欧洲发展起来的。
9、 压榨辊上钻有盲孔（孔眼底部不与大气或真空相同），盲孔辊的胶面所钻的圆孔深度为7-12.5mm，开孔率为25%-30%。,孔眼容积比沟纹压榨大3-5倍，可以容纳更多压榨出来的水。 能够承受较高的线压，或采用较大的开孔率。 由于盲孔辊的胶面硬度较沟纹辊略低, 因此压区线压及纸幅横幅水分分布相对较均匀。,压区在同一线压下, 盲孔辊压区的宽度亦略宽, 从而延长了纸页在压区的压榨时间, 提高了纸页出压区的干度。 直径2mm盲孔中水的表面张力远远小于0.5mm宽度的沟纹中水的表面张力，有利于水的排除。 高速纸机，盲孔内大部分水被离心力甩出。 盲孔辊在高速运转状态下, 产生较大的离心力。 盲孔辊通过压区时
10、, 孔内空气受压, 一旦离开压区, 孔眼恢复原状, 孔内被压缩的空气突然膨胀驱赶脏物。 低速纸机，采用气刀，借助高速喷向辊面的空气，把水分从盲孔内吹出。,衬网压榨,衬网压榨：衬网压榨是在压榨毛毯内再衬上一条网眼比较大的塑料网。,从湿纸中压榨脱出的水，经过毛毯进入塑料网的孔眼中，从而达到减少压区流体压力和有利于脱水的目的。 衬网压榨的塑料网装在毛毯的里面，装卸麻烦，易于破损。,衬网压榨,套网压榨是在下面的平压胶辊或真空辊上套上一张网套，塑料网套的两端用分块压环或整圈压环加以固定。,网套是用单丝双层织接，与毛毯接触的一面有足够容纳压出水的网目空隙， 而底层又有可供流水的通道，所以压榨时从湿纸中脱出
11、的水是按垂直流动的方式脱水。,Paper,Felt,Deflector（挡板）,Air knife,Shrink sleeve （网套）,宽压区压榨,The Extended Nip Press (ENP) design configuration,靴式压榨,Original shoe press patent, Jahns and Kretzcmars East Germany 1970,靴式压榨理论,理想的压区压力分布曲线，要求纸页通过压区时平稳地增加压力，而在压区末端则要迅速降低压力。 靴式压榨的压力增加的缓慢而均衡，因此，即使用在第一道压榨，甚至用于厚纸压榨，都不会出现压溃现象。同时生
12、产厚纸时，还可能消除脱层现象。由于在纸页的全幅均衡压缩，因而脱水速率变化不大。这样，纸芯也不会出现松散层。 与辊式压榨相比，靴式压榨出压榨的纸面干度明显提高，而且松厚度较高，毛毯纹较浅。 纸页并非一进压区进口就开始脱水，而是先被预压至一定程度、纤维间游离空气被逐出后，才开始脱水。纸幅也不是在压区末端才停止脱水，而是在实际压力不再压缩浆层时停止脱水。,靴式压榨的结构与特性,加压靴,压榨套,Conventional Roll Press Big Roll Press SymBelt TM Shoe Press,Nip width,100,200 mm,Pressure Mpa,0,4,凹面压区压榨
13、的应用,压榨时间延长至辊式压榨的7倍,凹面压区压榨的应用,Density,Dryness,Roll press,Shoe press,靴压vs辊压压区分布比较,Roll Press - SST 辊子压榨-SST Pmax = 8-10 MPa,Shoe Press (tilt 1.4) 靴形压榨(倾角1.4) Pmax = 4.5-5.6 MPa,P,A,P,M,P,H,C,L,NIP WIDTH, 压区宽度,PRESSURE压力mPa,8-10 MPa,LDR Press (1500mm ) 大辊径压榨(1500mm ) Pmax = 6-7 MPa,0,-12.7,+12.7,5.6 MP
14、a,0,6-7 MPa,PRESSURE压力mPa,PRESSURE压力mPa,NIP WIDTH, 压区宽度,NIP WIDTH, 压区宽度,Roll Press vs. Shoe Press,Specific pressure / MPa,8,0,Nip width,Dryness %,dense sheet,high bulk,SymBelt,Roll Nip,Roll nip,6,4,2,high tilt,small tilt,Low tilt i.e. low peak pressure to save bulk High tilt for maximizing dryness,L
15、inerboard,Cartonboard,SymBelt Nip,低的靴板斜度也就是低的峰值压力去保全松厚度 高的靴板斜度是得到最大的干度,SymBelt Shoe Press vs Roll Press,凹面压区压榨的应用,出压榨纸页干度随压榨部加压冲量的增加而增加。为了保持相同的纸页干度，车速越高，压榨时所需要的压区负荷越大。 纸机车速每提高30m/min ,出压榨纸页干度下降0. 5%。 断纸频率主要取决于牵引时纸页初始湿强度。 纸页的初始湿强度随其干度增加而增加。由于凹面压区压榨的加压冲量值较高，因此出一压纸页的干度非常高。与沟纹压榨相比，出一压纸页的干度由38%增至46%，纸页初始
16、湿强度则从160N/m增至330N/m，增加了100%。,凹面压区压榨的应用,各道压榨间不能使用同一毛毯。否则会产生压溃纸页、加快毛毯损坏和降低最后出压榨纸页干度的问题。 湿纸页从网部借真空引纸辊引出，由两条毛毯夹着送入第一道凹面压区压榨。凹面压区压辊为上辊，而盲孔特型辊为下辊。这种结构有利于脱除白水。第二道凹面压区压榨顺序则相反，湿纸页由第一道压榨下毛毯借安装于第二道压榨上毛毯的真空毛毯辊封闭传送至第二道压榨上毛毯，对着真空毛毯辊安装一个伸缩式蒸汽毛毯真空箱。,凹面压区压榨的应用,Cartonboard 卡纸 Containerboard (Liner, corrugated medium)
17、箱板纸 (挂面纸,瓦楞芯纸) Fine paper高级文化用纸 Newsprint 新闻纸 Tissue 卫生纸,靴型压榨的发展,四辊三压区靴式压榨：在第一个开式牵引前的第三压区设置了带有靴式压榨的四辊复合压榨。,四辊三压区靴式压榨： 优点：适用于新的或改造的纸机；第一个开式引纸前纸张干度较高；适应高车速运行；显著降低蒸汽用量。 缺点：更高的车速时受限于开式引纸；没有第四道压榨的情况下纸张粗糙度两面差较大；与独立压榨相比一次性投资较高。,直通式双靴压靴式压榨,直通式双靴压靴式压榨 优点：主要是经济方面的，出压榨干度极佳；因为湿纸幅受到支撑，无开式引纸，运行性能好；适应更高的纸机运行车速。 缺点
18、：占用的空间场地较多，更适合新建项目；与前面的四辊三压区靴式压榨概念相比，若对原有压榨部进行改造，成本更高。,单靴压NipcoFlex压榨：仅仅有一个压区，两面双毛布。当然这一压区是靴式压榨。纸幅通过引纸毛布从网部进入第一个干燥箱，经过双毛布的靴式压区，到达吸水传动辊上边的下毛布上。 出压榨的干度（50%）52%（54%），平均干度在52以上；纸张质量良好，松厚度1.31g/cm3，平均粗糙度220ml/min，粗糙度两面差仅在010之间，明显好于市场水平；尽管车速很快，毛布的平均寿命也能达到21d。 到目前为止，不含磨木浆的纸种，未涂布的纸张；产品理想定量范围60 120g/m2；车速可高达
19、1400m/min。,Weyerhaeuser Johnsonburg PM5 Rebuild Kingsport PM1,不同靴压概念运行成本比较,四辊三压NipcoFlex压榨部，需要第四压榨以获得优良纸张质量；改造概念；成熟的技术；高干度。 串联双靴压NipcoFlex压榨部，纸页干度最高；纸机车速最高。 单靴压NipcoFlex压榨部，最经济有效、最简单；干度非常好；用途有局限性（复印纸）；目前正在改进。,靴压的安装套数,548个靴压中有224 在使用QualiFlexTM 产品，包括Voith和Metso, 不包括Beloit,升温压榨,在压榨部提高湿纸温度以强化压榨脱水的一项措施。
20、 提高湿纸温度可以提高脱水效率： 减小流体流动阻力：流动阻力随着水的粘度下降而降低 减小纤维压缩阻力：湿纸温度升高到6065，半纤维素和木素开始软化，湿纸纤维层的压缩阻力也随之减小。 减少回湿：温度上升，水表面张力减小，出压区后纸的回湿也会减小。,升温压榨,红外线升温 天然气燃烧红外线发生器 电红外发生器,升温压榨,喷气箱升温压榨：用喷汽箱直接喷射高压蒸汽以提高压榨时的湿纸温度。 喷汽箱一般安装在真空引纸辊真空室的外缘，也可安装在网部后面的几个真空箱的上面和其它相关部位。,升温压榨,热缸升温压榨：将三辊双压区复合压榨的中央石辊换成一个蒸汽加热的大烘缸，缸内通入高达0.3兆帕的蒸汽。,盲孔真空辊,使用真空辊与盲孔辊相结合的盲孔真空辊将深的盲孔钻穿直通真空辊，代替真空辊辊面上的孔眼。 多用作第一压榨。,沟纹盲孔真空辊,Short Flow paths assure fast dewatering 流径短确保了脱水迅速 Groove design is significant for the dewatering efficiency 沟纹型式对脱水效能而言很重要 High groove capacity ensures efficient nip dewatering 沟纹容量大确保了高效的压区脱水,