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7 2 - ÷ 令布希综论涂布 板纸生产技术 及工程 设计 湾彳氏J提妻本文较系统地闸述了当前国内外潦布白板 ( 卡)纸的工 艺生产现状和最新技 术发展状 况,比较 了涂布白板 ( 卡)甄的浆料 构成、典 型的装料 制备 方式、 成形 器 ,压榨 , 干燥、涂布机 、压光、整饰完成等设备的技术优劣及工 程优选 实施 方案 ,论述了适于我 国国情的经济规模概念 及工程咨询设计 中的总平面布置,尤其是现代大型联合 厂房的设计构思和业已取得的工程经验.

关键词 涂布白板 ( 卡 )纸 脱 墨浮选 热分散 成形 器叠网水平夹 网 宽压 区 热压榨 汽罩 涂布 压光 平板/ 卷筒 自动 包装 经验规模 总平面布置 联合厂房

一、前言我院作为轻 工总会直属专业设计院,已有

3 O余年 的制浆、造纸和碱 回收工程的设计 咨询经验, 自8O年代初 即开始 了我国第一 台3.4万吨/ 年 涂布 白扳纸 的引进工程设计 ,先后完成和开展 了黑龙江方正林业造 纸厂

4 万吨, 年 瓦楞原纸及挂 面箱板纸 工程 、江 门新华 、山东薛城 、陕西汉中、 浙江富阳、河南滑县

3 , 4万吨, 年涂布 白板纸工程、珠海红塔仁恒 5万吨, 年涂 布 白卡 纸 工程 、江阴5万 吨/ 年涂布 白板 纸工程 、福 斯达 纸业(烟台)有限公司的

1 0万吨/ 年涂布 自卡纸/ F B B工程 、广州人 民纸厂

1 O万吨, 年涂 布 白板 纸 工程 以及 宁波 中华 纸业 有限公司

3 5万吨, 年涂 布 白板 纸, 白卡纸 工 程等诸多工程 的设计施工.在文化用纸方面,亦完成了我 国 目前最先进 、 单机产量最大的苏州紫兴 l 0万嘟 年铜版纸 引进工程 、岳阳造纸厂 5万吨, 年彩色胶印书刊/ L WC 工程等咨询 设计,积 累了丰 富的纸和纸板整体工程 的设计、技术方案论证 、与外商 的技术谈判、施工管理经验,在国内外造 纸行业 中享有较高 的声誉.本文着重谈谈涂布 白板纸生产技术和工程咨询

1 O 维普资讯 http://www.cqvip.com 设计 经验 .以供 同行 参考 二 、纸板 的定义 、分类及使用 的浆种 一般来讲 ,定量 在2oog/m~ 以上 或厚度 在0.Irnm以上 统称为纸 板或板纸,按 其用途可分为 包装 板纸、工 业技 术 用纸 板 、建筑 纸 板及 装饰纸板四大类 .箱板纸和 白板纸即属于包装纸板韵范畴 ,对于每种纸板的详细分 类又有多种 不 同的分 类 方式 .如 芬兰 造纸工业将 涂布 白板 纸分为固体 纸板(Solidboard)、折叠纸箱纸板 ( F o l d i n g B o x B o a r d )和粗纸 板(Chipboard)三 类 ,而粗 纸板 又派生出白底 白板 、灰底 白板 和 浅灰 底 白板 三种.见图l.一对于生 产粗 纸板时,现 在 已有不 使用 衬层 的 经验 .

三、纸扳的制浆生产工艺确定和设备选型 原料 不同、生产规模不同、纸板种类和质量要求不 同,其制浆工艺则 不同,如涂布挂面箱板纸的生产 ,面层 自采用本色 K P 或BKP浆.但使 用商 品浆和 自制浆的制浆方式又完全下同,使用商品木浆则只存在碎解 、 除砂 、疏解 、打浆 等简单工艺,而使用 自制浆则需要全套的 K P 法制浆工 艺和相应的配套设施 ,在KP法工艺方面 ,根据规模大小 ,其工艺方式也 不尽相 同,就蒸 煮方式而言,分为间歇蒸 煮和连续蒸 煮.在其底层 既可采 用半化浆 ,又可采用废纸为原料 ,显然其流程是不一样的 .图 2为连续式 的化学浆和半化浆生产流程示意 图. 对于涂布 自板纸制浆工艺来说 ,白底 、灰底或浅灰底 白板的制浆工艺 就不同,在技术 和节能方面 ,现 已呈现 出向高中浓技术发展的趋势 .白板 纸为多层 复合纸板 ,其面层采用 的是进 口BKP浆.对 粗纸板而盲 ,衬、芯、底多采用废纸为原料 .其结构主要不外乎面+ 衬+ 芯+ 底, 面+ 衬+ 芯+ 衬+ 底(自底 ), 面+ 芯+ 底几种形式 .按照传 统的工艺, 臼板纸是必须 具备衬 层的 .但现在 一些投 资者考虑到投资限制同时又技术可行的现实 , 已经不 使用衬层浆来生产 白板纸 .如我院设计的江 阴造纸厂 5万吨, 年涂布 白板 纸(臼、灰底 )工程 ,即是采用 了一套 完全 没有衬层 的灰, 白底涂布 白板 纸生产线 .对于废纸的处理,在纸板生 产中主要有 四条生产线 ,即村层 脱 墨生产线 、底层 O N P处理线、芯层混合废纸+ ( A)O C C处理线 、面层生 维普资讯 http://www.cqvip.com 嚣NBKP/LBKP6~DIP(oNP~M)黜赣NBKP/LBKP~DIP(ONP+OMG)黝殛簇混髓羝+ ( A )

0 c DI P( O N P+ aM G 边匡混徽删c 维普资讯 http://www.cqvip.com 产线(BKP或 白纸边 ) .

1 .衬 层脱 墨生 产线 衬层 原料 均使用旧报 纸、杂志 书 刊及 含 油墨 的办 公废 纸等,经 过 高浓 碎解一 除砂一筛选一疏 解一 脱墨浮选一洗涤―打浆配料等工序 ,通过皂化 物 、脱墨剂的化学作用将油墨粒子与纤维分离 ,再采用物 理的方法 ,依照 其 比重 不同,通 过浮 选机(或洗 涤机)脱 墨 .典型 的脱墨方 式 有浮 选 法和 洗涤法两 种 ,浮 洗法 适 宜脱 除50.100微米的油墨粒 子 ,洗 涤法的油墨粒 子脱 除可达

2 O微米 以下 ,但因后者耗水量过大 ,废 水难处理 ,纤维流失 高达

1 5 -

2 0 %而 多采用浮选法,当然 ,在 处理采用水基苯胺 印刷 的 旧报纸 时 ,洗 涤法 就 显示 其 能脱 除0.2-1.0微 米水 基油墨粒子 的特 点 ,洗 涤 法和 浮选法 的优劣在 一些杂志 中曾作过报道 ,本文不再赘述 .浮选法脱墨工艺 可分为常压、压力式和专利型离心分离法三种,其中VOI T H E t h e r Wy s s 、S u n d s 、B C 、B d o i t和Larmo r t等公司的脱 墨方 式又各具特色 ,对 于难处理的废纸如激光打印复印纸,常规的浮选和洗涤法均 已无 能为力 , 在常规脱墨之后还需配备熟分散处理或特殊的化学处理,再经浮选洗涤或 筛选净化,经此 处理的脱墨浆可满足高档纸生产的要求.图 3为典 型的衬 层废纸脱 墨生产线 ,在衬层 生产线中,关键的高浓碎浆机 、复式分离机 、 脱 墨浮 选机、高浓 除砂 器 、高浓 筛及中低 浓筛、中低 浓除砂设备方 面 ,我 国只具有整体

5 0 t / d左右规模的生产配套能力,在众 多设备制造厂中 ,以 山东济宁 、福建平轻机厂的脱 墨设备较为完善可靠 .当然浮选脱墨机还有 浙江新市造纸厂的 V o i t h管式浮选脱墨机可供选用 ,其生产能力相对较 小, 因此 l O O t ^ d以上的板纸生产能力衬层处理关键设备还需引进 ,在这些设备 制造方面,机械厂应加强技术协作,加快消化吸收,提高加工精度和 制造 水平 ,尽快生产 出能力较大 、技术和质量过关的国产设备,以取代进 口设 备.2.芯 层 生产 线(1)工艺路线 芯层原料 主要为混 合废 纸和0CC(或AOCC),其 杂质 含量相对较 多,尤其近几 年美 国本土

0 C C用 量剧 增 ,导致 出口AOCC质 量更 差 ,更 难处 理,同时芯层克 重所 占板纸 比重较高 ,且要求芯层浆具有较好 的松厚度 ,具备 一 定的强度 ,又必须使其 中最难处理的胶粘杂质 、热融物尽可能多地从制 维普资讯 http://www.cqvip.com ,- . 、 /一 嘧llJ.IIlll犍――i-1=lL_E2化掌/ 半化 学术墓蠢 示t

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1 4 维普资讯 http://www.cqvip.com 浆工艺中除去 ,不致渗到衬层甚至面底两层中,因此芯层浆处理的好坏直 接影响到白纸 板 的物 理性能及 质 量指 标 ,尤其 在 没有 衬层的情 况 下更 应加强对 芯层浆料 的处 理 ,其 关键 即是对 胶粘杂质、热 融物 的处 理 ,其 处理 方 式分为热法 、冷法和冷热法三种处理方式 ,即采用热分散和不采 用热分散 两种工艺路线 .采用热分散时,热分散设备又可分为前段处理和后段处理 两种 这两种顺 序差异的处理 效 果差 不多(如图4),其 吨浆 清 水耗 量约 为25m3/t浆 ,不过采用热分散方式带来 的显著不足即是设备投资太 ,电耗也 高 出约

8 0 k / t浆 ,对 于要 求较 高的板 纸 生产 ,则多 采用 冷 热法 结合的方 式 ,冷法处理 主要是指通过压力筛 、纤维分级等手段 以除去胶粘杂质、热 融物 的一种处理方式 .根据生产 与试验 的结果看,缝筛对胶粘 杂质 、热融 物的去除效果 比较理想 ,其 去除率与缝宽有关.参见表 l 表1杂质 去 除率 与缝 宽 的关系 一经过0.3舢经过0.25ram经过0.2m杂质颗粒范围缝筛处理缝筛处理缝筛处理≥2 . O 唧 胶粘 杂 、热 融物 l

0 O % l

0 O % l

0 O %

1 . O ~2 .

0 m 胶粘杂、热 融物 ~9 O . % ~9

6 .

6 % ~

1 O O %

0 .

3 ~ L 0皿胶粘杂 、热 融物 ~6

9 .

2 % ~9

4 .

6 % ~

9 5 %

1 0 .

3 舢以下胶粘杂、热融物~61.5%~7

3 5 ~

8 8 .

5 % 由表 1可知:胶粘杂质 、热融物的去除率 与缝宽成反比,对于

0 .

2 衄 缝筛难 已去除的胶粘杂质 、热融物 ,使 用更小的缝筛如

0 .

1 5 r a m 即可除去 约60%,但 需强调一点,并不是缝越 小越好 ,这与筛子和筛缝结 构、制造 工艺紧密相关 ,缝太 小易造成浆糊筛板 的现象,严重影响其正常运行 .因 此选择适宜 的筛子结构、筛缝形式和缝宽既可满足压力筛正常生产 ,又可 极大限度的去除胶粘杂质和热融物颗粒 ,一般来讲 ,缝宽以

0 .

2 衄 以上为 宣.以Sunds和 B C公司的 O C C / 混合废纸处理为例 ,采用冷法时其 电耗约 为35Ok/t浆 ,水耗约为

2 5 . / t浆 .仅仅为 了节省投资,有些 厂家甚至 在使用冷 法方式时也 不用 纤维 分 级装 置 ,显 然其成浆 效果要比以上 方式逊色.(2)主要设各选型 维普资讯 http://www.cqvip.com 芯层浆的处理能力较大,加上混合废纸和 O C C或AOCC杂质含量高, 碎浆工序需配 置连续作业的绞绳机 、高效大容量水力碎浆机、再碎机和圆 筒筛 ,在设备的选型上需选用高性能转子 、适宜 的筛孔 以及碎浆机适宜的 碎浆浓 度,以保证其连续性生产 ,在6%以下碎解浓度下 ,1 O 毗/d的芯层 处理用碎浆机 须维持

2 0 m

3 以上的容积 ,并且对碎浆机 的选择上以立式水力 碎 浆机 为宜 .其后则是 对筛 选净 化和 热 分散 设备 主 要如 高浓 除砂 器 、缝筛 、 斜浓缩螺旋 、热压榨螺旋的热磨机 等的选型,在洗涤 、净化方面 ,值得一 提的是 D N T洗涤机和 X - C L O N E ,前者为一网带式洗涤机 .洗涤效果比较好 , 后者主要用于废纸浆的轻杂质去除 其轻杂质去除率可达

9 0 % ,为了降低 纤维流失和消耗 ,筛选和除砂均采用 了多段 处理,并在筛选末端设置了专 用尾筛 , 除砂末段设置 了纤维捕集器 . 制浆 白水尽可 能地循环使用 , 在50t/d以上生产能力的芯层处理线 中,国内生产生产厂家能够配套 的专业设备较 少,5

0 t / d以下处理能力 ,较低质量要求则可 以全部采用国产设备 ,国内 生产厂家 以济 宁和南平 为代表, 但是对大容量水力碎 浆机 、复式分离机 、 缝筛 、热分散设 备 等如 能够 在掌握其 先进技术 的 同时 ,利用 我 国军 工 企业 的机械加工和制造优势 ,则可完全实行 国产化 .

3 .面 、底层 生 产线 图 5为典型的面、底层处理线, 面层采用 B K P时,其处理流程相对来 说较 为简单,使用 白纸边时,相应增加 了筛选 、净化和浓缩设备 ,一般来 讲面层处理流程都考虑 了BI(P和 白纸边两种原料.对灰底 白板来说.底浆 图5N/ 底浆流程示意图

1 6 维普资讯 http://www.cqvip.com 采用拣选 O N P和 旧杂志 ( O m G ) ,经 间歇碎解一 除砂―纤 维疏解一 筛选一 洗涤浓缩 一 磨浆 一 配料 处理即可成 浆 ,白底 纸如 采用 白纸边 ,流程 与 拣选 O N P 一致,采 用BKP时 与面层 处理 一致 , 浅灰底 则 采用 D I P ,可 以与衬 层共 用一条生产 线,对于 高质 量 、较 大处理能力的面/ 底浆生产 线来说,除碎 浆 转子 、纤维分离机和压力筛外均可国内制造 .

四、纸板的抄 造 、涂 布 、整饰 完成 工艺 流程 和设 备 选型

1 .生产工艺 流程 板纸生产 的抄 造 、整 饰完成和 工 艺流 程 的合 理选择与否直 接影响其正常的生产 能力 、产 品质 量 、生 产操 作 乃至 经济和社 会效益.对 于涂布白板 纸 ,其采用 的流程方块 图如下 : 当然 其流 程 的选 择 要根 据其生产规 模 、产 品质 量 以及 投资额而定,如 生产 5万吨/ 年 以下 的涂布挂面纸板........