蔣小軍張 迅高 峰張 宇

（1.南通華嚴(yán)鑄造有限公司磨片研究中心, 江蘇 南通 226403；

2.山東冠軍紙業(yè)有限公司, 山東 齊河 251125）

優(yōu)化磨片一次成漿降低電耗提高成紙品質(zhì)

蔣小軍1張 迅2高 峰2張 宇2

（1.南通華嚴(yán)鑄造有限公司磨片研究中心, 江蘇 南通 226403；

2.山東冠軍紙業(yè)有限公司, 山東 齊河 251125）

對(duì)磨片齒型、材質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化，解決磨片易斷齒的問題，進(jìn)而優(yōu)化打漿系統(tǒng)、輔助控制手段，改循環(huán)打漿為一次成漿，改善紙漿指標(biāo)，降低打漿電耗，同步穩(wěn)定生產(chǎn)、提高紙機(jī)車速和成紙物理指標(biāo)。

輕型紙 循環(huán)打漿 一次成漿 磨片 打漿電耗

0 前 言

近年來，山東冠軍紙業(yè)有限公司大力推進(jìn)特種紙研發(fā)生產(chǎn)，目前已有再生靜電紙、輕型紙（Light-weight printing paper)、剛古紙（Conqueror Paper）、防偽紙、果袋紙、工程復(fù)印紙等十幾個(gè)品種，其中PM11生產(chǎn)線2640紙機(jī)主要生產(chǎn)58 ～ 80 g/m2高檔輕型印刷紙。鑒于PM11生產(chǎn)線原來采用的循環(huán)打漿方式打漿時(shí)間長、打漿電耗高、原磨片易損壞、影響正常生產(chǎn)。因此，冠軍紙業(yè)于2012年與南通華嚴(yán)磨片研究中心共同提出了磨片優(yōu)化課題，藉以達(dá)到一次成漿目標(biāo)，期望更好地穩(wěn)定生產(chǎn)，并帶來成漿質(zhì)量和成紙品質(zhì)的進(jìn)一步提升。

造紙打漿過程中，漿料在磨區(qū)受力具有復(fù)雜性和多變性，打漿理論頗有爭議；對(duì)于磨漿機(jī)打漿機(jī)理目前主要也是由假說支撐，打漿相關(guān)研究文獻(xiàn)主要集中于打漿濃度、設(shè)備對(duì)比、磨片選型和“有效緣角載荷”等方面的闡述；對(duì)如何控制打漿過程和優(yōu)化打漿方式較少涉及。冠軍紙業(yè)與南通華嚴(yán)磨片研究中心協(xié)作， 在PM11生產(chǎn)線開展的磨片和打漿方式優(yōu)化實(shí)踐取得了良好成效。對(duì)此次實(shí)踐過程和結(jié)果作簡要介紹，以期推動(dòng)業(yè)界打漿節(jié)能和生產(chǎn)過程控制的進(jìn)步。

1 優(yōu)化磨片和打漿方式前的打漿狀況

（1）原料情況：PM11生產(chǎn)線使用進(jìn)口漂白硫酸鹽針葉木漿(NBKP)和化學(xué)機(jī)械漿，生產(chǎn)58～80 g/m2高檔輕型印刷紙，其中以60 g/m2輕型紙產(chǎn)能最大。

（2）打漿方式：硫酸鹽針葉木漿和化機(jī)漿分開處理，循環(huán)打漿。

（3）打漿設(shè)備情況：硫酸鹽針葉木漿打漿系統(tǒng)，使用ZM460錐形磨漿機(jī)→DD600雙盤磨→DD600雙盤磨；化機(jī)漿打漿系統(tǒng)，使用高頻疏解機(jī)→DD660雙盤磨→DD660雙盤磨→DD660雙盤磨。

2 優(yōu)化磨片和打漿方式的過程

循環(huán)打漿方式往往是在打漿設(shè)備能力不足的情況下采取的一種方法。經(jīng)磨漿機(jī)打半漿進(jìn)入漿池，再經(jīng)循環(huán)泵送至磨漿機(jī)打漿，直至達(dá)到既定的合格指標(biāo)。這種循環(huán)打漿方式可以解決打漿設(shè)備不足的問題，但是循環(huán)打漿的過程造成紙漿不均勻，部分紙漿過度打漿，還有部分紙漿打漿不充分，影響紙機(jī)抄造和成紙勻度等指標(biāo)。南通華嚴(yán)磨片研究中心與冠軍紙業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)共同研究分析，認(rèn)為PM11生產(chǎn)線打漿系統(tǒng)與設(shè)備配置較高，完全具備一次成漿的硬件條件，不需要再循環(huán)打漿。

NBKP打漿系統(tǒng)，采用1臺(tái)ZM460錐形磨漿機(jī)、2臺(tái)DD600雙圓盤磨漿機(jī)，串聯(lián)打漿。原來配備ZM460（01）LF型（見圖1a）和DD600-D型（見圖1b）磨片處理NBKP，因?yàn)樵瓉砟テM(jìn)刀時(shí)容易損壞、磨損不均勻，磨片經(jīng)常出現(xiàn)斷齒及鋸齒狀、波浪形劇烈磨損（見圖1），所以設(shè)定打漿功率較低，難以一次成漿，需長時(shí)間循環(huán)打漿以達(dá)到既定的打漿度和濕重指標(biāo)，導(dǎo)致打漿電耗高，且影響打漿勻度、打漿效率和穩(wěn)定性。

圖1 原ZM460(01)LF錐形磨片和DD600-D磨片斷齒

優(yōu)化打漿課題提出后，南通華嚴(yán)根據(jù)P11生產(chǎn)線NBKP打漿工藝指標(biāo)和硬件條件，充分考慮用漿量、打漿時(shí)間、設(shè)備動(dòng)力配置及管線分布等方面因素，配給DD600-L3型多元合金磨片（見圖2a）安裝于2臺(tái)DD600雙盤磨，處理針葉木漿，帶漿檔磨片齒型，杜絕生漿泵出，且有助于打漿勻度和打漿度提升。此磨片齒型打漿面積大，打漿度上升較快，分絲帚化效果良好；經(jīng)過車間現(xiàn)場調(diào)試后，關(guān)停1臺(tái)錐形磨漿機(jī)（250 kW·h），僅開2臺(tái)DD600雙盤磨漿機(jī)，不需要循環(huán)打漿即可一次成漿，達(dá)到打漿度42oSR，濕重9.5～11 g指標(biāo)，節(jié)省了打漿時(shí)間和大量電耗成本；磨片整個(gè)使用周期經(jīng)定期觀察，磨損均勻、平整，打漿電流穩(wěn)定，磨片下機(jī)時(shí)未出現(xiàn)意外斷齒現(xiàn)象（見圖2b）。

圖2 DD600-L3型多元合金磨片使用后磨損均勻、平整、無斷齒現(xiàn)象

化機(jī)漿打漿系統(tǒng)采用3臺(tái)DD660雙盤磨，原來使用D型和G型磨片，也是因?yàn)榧訅哼M(jìn)刀時(shí)經(jīng)常打壞磨片，且無法一次成漿達(dá)到既定打漿指標(biāo)，只能采用低負(fù)荷、長時(shí)間循環(huán)的打漿方式。選用南通華嚴(yán)DD660-S17型（見圖3a）和DD660-L3型（見圖3b）兩種磨片齒型組合打漿后，提高雙盤磨有效使用負(fù)載，不經(jīng)循環(huán)打漿，一次即可達(dá)到42oSR，濕重5 g指標(biāo)，降低打漿空載功率所占比例。

圖3 南通華嚴(yán)DD660-S17型和DD660-L3型磨片

3 優(yōu)化前后的情況對(duì)比

打漿方式的差異或磨片選型不同會(huì)帶來不同的打漿指標(biāo)和纖維性質(zhì)，也會(huì)影響不同紙機(jī)的抄造適配性。打漿優(yōu)化包括流體設(shè)備選型、管線布置、打漿設(shè)備啟用數(shù)量、串并聯(lián)形式、磨片選型、打漿方式等。打漿方式的優(yōu)化包括打漿濃度、功率分配、壓力控制、流量控制、溫度控制等。打漿在紙廠電耗所占比例很高，但是因?yàn)榇驖{過程在整個(gè)紙廠流程中所占比例較小，裝備形式相對(duì)簡單，使管理者常常忽略打漿工段的作業(yè)流程細(xì)化和優(yōu)化，導(dǎo)致打漿電耗高、打漿指標(biāo)不穩(wěn)定和成紙品質(zhì)波動(dòng)。

來自《Khanbaghi & Allison, PPRIC, 2000》的一份研究觀察了五十四個(gè)變量, 十二個(gè)月內(nèi)每分鐘一次對(duì)1臺(tái)紙機(jī)觀察發(fā)現(xiàn)：44% 的紙機(jī)斷紙是由于制漿配料的改變而引起。冠軍紙業(yè)從細(xì)節(jié)入手，強(qiáng)化過程控制優(yōu)化，改循環(huán)打漿為一次成漿，使打漿質(zhì)量得到改善，最直觀的收益是打漿電耗下降，紙機(jī)車速提高而紙機(jī)斷紙次數(shù)減少，成紙品質(zhì)也得到進(jìn)一步提升和穩(wěn)定，見表1～3和一個(gè)計(jì)算式作簡單表述。

表1 針葉木漿打漿優(yōu)化前后參數(shù)對(duì)比

表2 化機(jī)漿打漿優(yōu)化前后參數(shù)對(duì)比

表3 循環(huán)打漿優(yōu)化為一次成漿前后成紙指標(biāo)對(duì)比

以上表格數(shù)據(jù)對(duì)比可見，循環(huán)打漿優(yōu)化為一次成漿后，PM11生產(chǎn)線輕型紙成紙指標(biāo)、紙機(jī)穩(wěn)定性有了進(jìn)一步提升；從節(jié)能角度來觀察，除化機(jī)漿改為一次成漿節(jié)省打漿時(shí)間和大量電耗外，僅NBKP打漿系統(tǒng)關(guān)停1臺(tái)錐形磨漿機(jī)這一項(xiàng)節(jié)電效果也很明顯，額定功率250 kW·h，按照最低運(yùn)行負(fù)載60%計(jì)算，每天打漿16 h， 300 d運(yùn)行計(jì)算，峰、平、谷平均電價(jià)0.50元/kW·h統(tǒng)計(jì)，全年至少可節(jié)省36萬元電耗成本，節(jié)電計(jì)算式如下:

4 結(jié)束語

通過磨片優(yōu)化和打漿方式由循環(huán)打漿優(yōu)化為一次成漿課題的實(shí)踐，對(duì)打漿指標(biāo)、成紙物理指標(biāo)、紙機(jī)穩(wěn)定性、打漿電耗等方面的分析，對(duì)磨片的實(shí)質(zhì)性優(yōu)化前后和打漿方式優(yōu)化效果的數(shù)據(jù)對(duì)比，充分證實(shí)了磨漿機(jī)核心元件對(duì)影響打漿的質(zhì)量具有關(guān)鍵作用；同時(shí)，一次成漿的打漿方式在造紙工業(yè)生產(chǎn)中提高成紙品質(zhì)、降低打漿電耗成為越來越重要的課題。

[1] 蔣小軍．四類不同功能磨片的打漿機(jī)理與應(yīng)用案例分析[C]．江蘇省造紙學(xué)會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論集,2011．

[2] 任紅銳,尚慶武,蔣小軍．改造打漿系統(tǒng) 降低打漿電耗(GLVDD4500型雙圓盤磨漿機(jī)磨片國產(chǎn)化的實(shí)踐) [C]．全國特種紙委員會(huì)第六屆年會(huì)論文集．2011．186-189．

[3] 蔣小軍,孔凡敏,徐慶珍．桉木化機(jī)漿APMP打漿節(jié)能與HY SOFT FIN弧形齒磨片應(yīng)用實(shí)踐[J]:中國造紙學(xué)報(bào)，2010,25（增刊）:384//中國造紙學(xué)會(huì)第十四屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C]．

[4]袁麟,蔣小軍．打漿磨片材質(zhì)與齒型的優(yōu)化 [J]．中國造紙，2011,30(3):71-73．

[5] 張菊先,郭勇為．機(jī)械漿質(zhì)量及抄造工藝對(duì)含機(jī)械漿未涂布紙表面強(qiáng)度的影響[J]．中國造紙2007(2):45．

Optimization of Refining Plates Refining Success Once, Reduce Power Consumption to Improve the Quality of Paper

JIANG Xiaojun1ZHANG Xun2GAO Feng2ZHANG Yu2
(1.Nantong Huayan Casting Co., Ltd. refining plates Research Center, Nantong, Jiangsu 226403; 2.Shandong Champion Paper Co., Ltd. Qihe,Shandong 251125)

Shandong Champion Paper Co., Ltd. PM11 Light-weight printing paper production refining optimization based presentation with Huayan Casting Co., Ltd. Nantong refiner plates research center collaborative, for refiner plate toothed , material optimization, solution easily broken teeth grinding problems, to optimize refining system, auxiliary control means for a change cycle refining, pulp indicators improve, reduce refining power consumption, synchronization stable production, improve machine speed and physical indicators of paper.

light-weight printing paper; loop refining; once successful refining; refiner plates; refining power consumption