高速造纸机三层成形网技术参数选择与应用

高速造纸机SSB三层成形网技术参数选择与应用丁稼祥丁朝阳王雷（安徽华辰造纸网股份有限公司，安徽芜湖241009）摘要：本文简述SSB三层成形网的主要网纹结构、技术参数及性能对比，结合国内外十几台高速造纸机三层成形网应用情况，让造纸行业技术人员了解高速造纸机三层成形网技术参数选择与应用。关键词：三层成形网、高速造纸机、技术参数、选择、应用随着造纸工业的发展，造纸机械装备不断朝着纸幅更宽车速更高的方向发展。目前，卫生纸、新闻纸和文化纸纸机设计车速已超2200m/min，包装纸纸机设计车速已达1500m/min，而我国造纸机械自主化能力仍然相对落后，高速造纸机和造纸机配套纸机织物主要依赖进口，成为制约我国造纸工业发展的瓶颈。为实现高速造纸机纸机织物国产化的目标，安徽华辰造纸网股份有限公司从2009年开始开发了高速卫生纸机、文化纸机、包装纸机三层成形网。SSB三层成形网采用上中下三层结构设计，上层采用较细直径的经线、纬线和平纹组织结构，提高细小纤维及填料留着率，改善纸页的成纸匀度和平滑度，纸页网痕轻、易剥离。下层采用较粗直径的经线和纬线，提高成形网结构稳定性和使用寿命。中间层采用成对的纬线将上下两层紧密地连接成一体，使上下两层不产生相对搓动和滑移。三层成形网成纸质量好、脱水能力强、纵横向挺度高、运行稳定性好、使用寿命长，在高速造纸机上得到广泛的应用。本文简述现阶段纬向连接三层成形网的主要网纹结构、技术参数及性能对比，结合国内外十几台车速为900～1400m/min造纸机使用我公司三层成形网情况，让造纸行业技术人员了解高速造纸机三层成形网技术参数的选择与应用。1.三层成形网主要网纹结构、技术参数及性能对比本文中四种主要网纹结构的性能比较是在相同经线密度、相同经纬线直径和相同透气度的情况下进行比较的。1.1三层成形网主要网纹结构及正反面图片网纹结构1：2/5综20综三层成形网，面层纬线与底层纬线比例为2:1图1网纹结构1正面图片图2网纹结构1反面图片网纹结构2：2/5综20综三层成形网，面层纬线与底层纬线比例为3:2图3网纹结构2正面图片图4网纹结构2反面图片网纹结构3：2/6综24综三层成形网，面层纬线与底层纬线比例为3:2图5网纹结构3正面图片图6网纹结构1反面图片网纹结构4：2/8综16综三层成形网，面层纬线与底层纬线比例为3:2图7网纹结构4正面图片图8网纹结构4反面图片1.2表面平整度：可用单位面积内在成形网表面同一平面上纤维支撑点数和分布均匀程度来表征。纤维支撑点数越多，分布越均匀，其成形网表面平整度越高。三层成形网正面虽然采用相同或相近直径的经线、纬线和一上一下平纹结构，但织造时每个经线组织点和纬线组织点受力不同，定型时经线纵向拉伸，纬线横向收缩，导致成形网表面经线组织点和纬线组织点不在同一平面上。通常经线组织点略低于纬线组织点，连接线组织点也不在同一平面上。相同的经纬线直径在不同的网纹结构中，表面平整度差异很大。如图所示：图9网纹结构1表面平整度图片图10网纹结构2表面平整度图片图11网纹结构3表面平整度图片图12网纹结构4表面平整度图片网纹结构1网纹结构2网纹结构3网纹结构4表面平整度图13四种主要网纹结构表面平整度对比1.3经密、纬密：指每10mm网面内所包含的经（纬）线根数，单位：根/cm。纬密可分为面层纬密和底层纬密，网纹结构不同，面层纬密和底层纬密数量不同，如图所示：0510152025网纹结构1网纹结构2网纹结构3网纹结构4面纬纬密底纬纬密图14四种主要网纹结构纬密对比1.4经线直径、纬线直径：成形网目前使用的经线直径为0.13～0.30mm，纬线直径为0.12～0.50mm。相同网纹结构，经线直径越大，网子抗张强度越高；成纸面经纬线直径越小，成纸面表面平整度越好，成纸质量越好；磨损面经纬线直径越大，使用寿命越长。1.5透气度：用透气度测量仪来检测，有m3/(m2×h)和CFM两个常用单位。m3/(m2×h)：在100Pa的压差下，每小时通过每平方米的空气量（m3）。CFM：在125Pa的压差下，每分钟通过每平方英尺的空气量（立方英尺）。透气度的大小可反映成形网的滤水性能，合适的透气度有利于提高成纸质量、减小负荷、减小断头、提高车速等，给纸厂带来较大的经济效益。透气度虽是空气通过量，可表征成形网的滤水性能，但它与抄纸条件中的原料和填料间的配合，纸浆浓度，上浆克重，造纸机的脱水性（网部结构）等很多因素有关，还与所用成形网的诸多参数有关，选择时需综合考虑。1.6纤维支撑点数：指成形网表面单位面积内支撑纤维的经纬组织点数量，单位：点/cm2。支撑点数增加，有利于提高纤维和填料的留着率，但在不同的网纹结构下，并不一定能提高成形网表面平整度。050100150200250300350400450500网纹结构1网纹结构2网纹结构3网纹结构4纤维支撑点数图15四种主要网纹结构纤维支撑点数对比1.7高度差：指成形网磨损面底层纬线低于底层经线的高度，单位：mm。高度差图16高度差示意图高度差小的三层成形网，当底层纬线没有磨损完，底层经线就已经磨断或接近磨断，这样就造成成形网抗张强度急剧下降，在纸机运行中成形网崩断的风险增加，使用寿命短。高度差大的三层成形网，对底层经线保护的好，即使成形网磨损到后期，抗张强度降低的也很少，在纸机运行中崩断的风险小，使用寿命长。但高度差不是越大越好，当高度差超过纬线直径的75%时，底层纬线就会形成“V”型，耐磨体积反而减小。00.050.10.150.20.250.30.35网纹结构1网纹结构2网纹结构3网纹结构4高度差图17四种主要网纹结构高度差对比1.8磨损体积：指单位面积内成形网可供磨损的底层纬线的体积，单位：cm3/m2，可直接反映成形网使用寿命，磨损体积大的，使用寿命长。0100200300400500600700800网纹结构1网纹结构2网纹结构3网纹结构4磨损体积图18四种主要网纹结构磨损体积对比1.9纵横向挺度：挺度主要反映成形网抗变形的能力，挺度高，抗变形能力好。纵向挺度高，成形网在运行过程中不容易跑偏；横向挺度高，成形网运行时不易起拱、打折，纸页横幅定量差异小。纵横向挺度高，有利于高速造纸机稳定运行。成形网的纵横向挺度与网纹结构、经纬线密度、经纬线直径、纬线比例、生产工艺等有关。网纹结构1网纹结构2网纹结构3网纹结构4纵横向挺度图19四种主要网纹结构纵横向挺度对比1.10网厚：随着纸机车速越来越高，特别高速夹网纸机，要求水快速滤过成形网，防止网体内携带大量的水分导致成形网甩水或回湿，在保证成纸质量和使用寿命前提下，要求成形网厚度小。00.20.40.60.811.21.41.6网纹结构1网纹结构2网纹结构3网纹结构4网厚图20四种主要网纹结构网厚对比2.高速造纸机三层成形网应用效果案例1：河南某生活纸厂新月形卫生纸机，设计车速1200m/min，实际运行车速1150m/min，生产13～22g/m2卫生用纸，原材料为40-70%针叶木浆，其余量为阔叶木浆，客户原主要使用Huyck成形网，正常使用寿命2~3个月。2010年元月订购我公司三层成形网试用，该网上机后运行平稳，脱水情况较好，成纸质量良好，纸机运行速度提高了30m/min，在纸机运行127天下机，通过对下机网样分析，底层纬线磨损量较轻，给纸厂带来显著的经济效益。现该客户一直使用我公司三层成形网。案例2：山东某纸厂文化纸机(Metso，SymformerMB)，设计车速1200m/min，生产45～120g/m2铜版原纸和静电复印纸，原料为脱墨浆和APMP自制木片浆，成纸灰分25%～30%，工作车速1050～1150m/min。客户原主要使用德国Heimbach成形网，正常使用寿命下网为45天，上网为25天。纸厂要求在保证成纸质量的前提下提高成形网使用寿命，配合检修周期，减少停机次数。该纸机在2011年元月开始一直使用我公司网纹结构1和网纹结构2产品，该产品使用后上网脱水较原Heimbach网好，成纸质量同原进口相当，使用寿命都有不同幅度的提高，上网使用30天检修更换，下网使用60天检修更换，满足了客户的要求并为该纸厂其它几台高速纸机成形网国产化提供了参考依据。案例3：广东某集团三叠网纸机。生产120-170g/m2牛卡纸，实际运行车速1040m/min，芯网使用寿命要求60天，第一次使用网纹结构3产品，在使用过程中发现网边10～40cm异常磨损严重，实际使用58天下机。网边磨损如图21所示，底层纬线接近磨断，底层经线磨损率超过60%，经线磨损严重，继续使用存在崩断的风险。我公司对使用后的网样进行了详细分析并提出改进方案，使用网纹结构4产品，客户接受我公司改进方案。第二次供网使用网纹结构4产品，使用70天客户检修纸机下机，网边磨损如图22所示，底层纬线接近磨断，底层经线磨损率不到30%。改进后三层成形网满足了客户使用寿命要求并杜绝了成形网崩断的风险。图21网纹结构3磨损图片图22网纹结构4磨损图片3.结论为实现高速造纸机纸机织物国产化目标，安徽华辰造纸网股份有限公司开发了高速卫生纸机、文化纸机、包装纸机三层成形网，经过国内外十几台车速为900～1400m/min造纸机应用后，运行情况良好，使用效果达到或接近进口产品，部分产品使用效果超过了进口产品，在高速造纸机成形网国产化的道路上迈出了坚实的一步。同时，我公司引进的德国重型干网织机将于2012年9月份投产，届时将实现高速造纸机干网的国产化。参考文献[1]当今世界最快的纸机和纸板机〔J〕.国际造纸,2009,(1):78[2]王志贤.优质纸高速纸机成形网的选择及操作经验〔Z〕.国际造纸,1996,(4):32-35[3]CarlJTaylor,寿命与成形性能的完美结合—PrintFormHR成形网[J].中华纸业,2007,28(9)：36-38.[4]Beran,R.L.,TheEvaluationandSelectionofFormingFabrics,Tappi,1979[5]MonicaShaw,MillsChaseQualityParametersandEfficiencyGoalswithClothingChoices.Pulp&Paper[6]RichardReese.TheBasics:WhatYouNeedtoKnowaboutFormingFabrics.Solutions,August2005:33-36.[7]FormingFabricDesignandOptimization,C.BongersandA.Perfect,TAPPIWetEndOperationsShortCourse.[8]JanStorm,FibreCarryintheFabricTechnicalParametersofSSBTripleLayerFormingFabricsSelectionandApplicationforHigh-speedPaperMachineDingJiaxiang,DingChaoyang,WangLei(AnhuiHuachenPaperMachineFabricsCo.,Ltd,WuhuAnhui,241009)Abstract:ThearticlediscussesthetechnicalparametersofSSBtriplelayerformingfabricsforhigh-speedpapermachine,combinedwithsomesuccesscases.Letpaperindustrytechniciansknowtriplelayerformingfabrictechnicalparametersselectionandapplicationforhigh-speedpapermachine.Keywords:triplelayerformingfabrics;high-speedpapermachine;technicalparameters;selection;application.