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        造紙靴式壓榨與國產化——淄博泰鼎機械科技有限公司

        2023-11-01    來源:    作者:諸葛寶鈞  瀏覽次數:1250

        造紙靴式壓榨與國產化

                             

                           淄博泰鼎機械科技有限公司   諸葛寶鈞

        一、 造紙靴式壓榨的發展簡史

        壓榨部是造紙機生產線最關鍵的部分之一。除了紙張的勻度、

        橫幅定量差等少數指標,其余的與造紙機有關的指標幾乎都與壓榨部有關。而作為壓榨部的主要功能壓榨脫水的理論基礎是壓榨沖量。即壓榨沖量=紙幅在壓區內承受的壓強×紙幅在壓區內停留的時間=壓強×=線壓力/工作車速。

        上述式子揭示了紙機壓榨部的參數與壓榨脫水量之間的關系。受限于紙幅在壓區所能承受的壓強,只有加大壓區寬度才能延長紙幅在壓區的停留時間,提高脫水效果。與擰濕毛巾脫水相似,扭力大而且時間長才能多出水。由于輥式壓榨壓區寬度僅有40~70mm,而靴式壓榨提高到250m~300mm,大大延長了紙幅在壓區停留的時間,增大了壓榨沖量,提升了脫水效果。

        世界是上最早的靴壓是上世紀80年代美國Beloit敞開式靴壓。1984年VOITH推出封閉式靴壓輥;1996年推出配置分區可控中高輥的NipcoFlex靴壓。VOITH靴壓于上世紀90年代投入使用。Valmet靴壓于1983年進行技術研發,1990年和1996年分別安裝于板紙機和文化紙機。我國南平紙業是較早使用Valmet靴壓的公司之一。國內自1998年開始在高速大型文化紙機上使用靴壓。2016年我國已有250多套靴壓用于各種紙機,近幾年國內已使用靴壓數量越來越多。尤其是新上的大型紙機,靴壓是必配的關鍵部件。

        在世界上最先進的造紙生產線引入國內以來,我國造紙機械行業奮力拼搏,負重前進,已有相當大的競爭力。隨著造紙機最關鍵三大件流漿箱、靴式壓榨和壓光機的技術突破,我國高速大型紙機已初露真容,指日可待。

        二、 國內靴式壓榨發展情況

        多年來,各大專院校、科研院所的專家教授以及使用國外靴

        式壓榨的專業人員已發表了若干有關靴式壓榨的論述文章,對于廣大造紙機械行業的有關人員起到了良好的啟蒙作用。但要把靴式壓榨變成中國人自己的產品并得到國內外造紙企業的認可,則是“路漫漫其修遠兮,必將上下而求索”。

        國內有關企業自本世紀初即開始研發靴式壓榨,做了大量的有益探索,并取得初步成效。我公司對靴式壓榨也是早有關注。在各級領導和造紙行業朋友的鼓勵關懷下,泰鼎公司研發的配置分區可控中高輥的用于玉田順發5660/1000紙機四輥三壓的靴式壓榨于2019年上半年投產。

        靴壓與紙機運行情況大大優于原來的期望值。該紙機在施膠機等進行改造和并優化調整后,正常車速950~970m/min,線壓1000kN/m以上,用全國廢紙漿生產70g/m2低定量箱板紙,質量良好。

        在此,我們向敢于吃螃蟹、大力支持國產靴壓的河北玉田順發紙業致敬,并表示深深的謝意。該機也是與許昌中亞三方共同合作的成功案例。玉田順發這臺紙機生產線的特點是:紙機全國產,原料全國廢,產品低定量,質量優良,供不應求。該機采用了泰鼎靴式壓榨和壓光機,壓榨部、施膠機和卷紙機的液壓控制系統也均由泰鼎提供,整機自動化水平有一定提高。

        三、國產靴式壓榨成功投產的意義

        玉田順發紙機的成功,標志著我國5660幅寬,車速1000m/min的紙機完成了破繭化蝶,這個坎算是過去了。2021年安徽蕭縣林平首先推出6660/1000包裝紙機,泰鼎獲得該機靴式壓榨和壓光機定單。該機投產后很快達到設計要求,出壓榨部紙幅干度52%以上,烘干蒸汽消耗明顯降低。泰鼎已獲得40余臺靴壓定單,其中6660紙機靴壓近10臺。已投入運行的靴壓經過與紙機的磨合、調整,均運行正常。

        1. 與高速大型紙機配套的國產流漿箱、施膠機已逐漸突破,靴壓的成功掃除了我國大型高速紙機的最大障礙。

        2.靴式壓榨的優點大家已耳熟能詳。尤其是大幅降低蒸汽消耗,降低能源成本是當下造紙企業的迫切需要。國家要求紙廠煤改氣,使用靴壓勢在必然。

        3.使用靴式壓榨明顯改善了紙機運行質量,利于提高車速,提升成紙品質。

        4.由于國產靴式壓榨價廉物美,可大幅減少進口靴壓的設備投資并降低紙機和廠房的成本。

        四、靴壓研發的思考

        身著綠色軍裝的世界著名科學家、國家杰出貢獻科學家、兩彈一星元勛錢學森在人民大會堂的頒獎會上曾經說,我們所做的只是把前人的研究成果付諸實施,用于實踐而已。

        靴式壓榨是液體靜壓支承原理和液體動壓支承原理的特殊應用。我們應感謝牛頓、雷諾、柏努利等科學家給我們提供了銳利的理論武器。美國Beloit首先用動壓支承原理發明了可控中高輥,其功能類似于游泳輥。用靴套代替金屬輥殼,動壓支承板圓弧內凹變成靴板,即組成了靴壓輥。而靜壓支承原理用于分區可控中高輥,徹底解決了任何幅寬、任何車速、任何線壓的壓光機紙幅厚度控制的問題。作為靴壓輥的配對輥,可以不受線壓力大小的限制,完全滿足大幅寬、高線壓的承載要求。對于液體動靜壓支承的充分透徹的學習理解,融匯貫通,是設計研究靴壓的基礎。否則只能是照貓畫虎,瞎子摸象,不得要領。

        靴式壓榨的液壓控制系統是非常復雜的液壓控制裝置。其油箱容積達到20多立方米。管路復雜,占地面積大。其控制功能主要有:靴板的動靜壓潤滑、靴壓輥冷卻、潤滑;靴板加壓控制。配對分區可控輥的靜壓支承控制與冷卻?傊,液壓控制是靴式壓榨的靈魂與核心技術。對于液壓控制系統的深入學習研究,靈活運用,是做好現代機械設備的重要條件。

        大型靴壓輥和配對輥支承梁承受125t/m的巨大載荷,其強度、剛度和安全性至關重要。為確保安全可靠,只好在12000t壓力機上采用熱模鍛,雖然費用較高,但用戶放心滿意。

        靴板是靴式壓榨的關鍵件,其曲面設計與加工精度直接影響脫水效果與靴套安全。我們利用數控龍門刨銑磨床,對數控系統進行改造并增加拋光研磨裝置,很好在達到了設計要求。

        靴式壓榨的分區可控中高輥輥殼屬于大型精密殼體零件,對靴壓的運行精度與穩定性具有決定性的作用,精度要求很高。我們與機床廠聯合研制的深孔鏜珩機床,內孔加工范圍Φ1250×10000mm。玉田順發內孔Φ1200×6200mm的輥殼加工后達到了圓度0.020mm,錐度<0.05mm,粗糙度0.3μm的高精度。輥殼外圓噴涂陶瓷精磨裝配后,外圓跳動0.025~0.04mm,精度達到國際先進水平。

        靴式壓榨的傳動齒輪箱也是一個關鍵部件,對靴壓的正常運行影響很大。我公司在全面對比各種現有產品的傳動結構的基礎上自主研發生產了系列化齒輪箱,使用效果良好。

        工欲善其事必先利其器。我公司已配備適于加工10m以上幅寬壓光機、超級壓光機和靴式壓榨的各種數控機床與專機。三十年磨一劍,公司帶出了一支優秀的研發設計團隊,磨練出一批技藝精湛的加工、安裝調試工匠,新建了幾萬平方的新廠區,初步形成了專門研發生產在線壓光機、超級壓光機和靴式壓榨的加工基地,以滿足國內外造紙行業的需要。

        五、結束語

        雄關漫道真如鐵,而今邁步從頭越。中國的大紙機工程正勃然興起,與世界先進水平的差距在快速縮小。下面以清華大學黃靖遠、重慶大學龔劍霞、哈爾濱工業大學賈延林主編的《機械設計學》中的一段話作為結束語,也是對我們今后的警示和鞭策。

        “……有人想用通過鑒定的方式來證明產品設計的成功,有人想通過獲取各種展會的獎項來證明其成功。實質上真正的檢驗是市場。

        市場檢驗是徹底的、全面的。設計上的任何一種缺陷都將在市場上暴露無遺。

        市場檢驗是公正的,消費者不會犧牲自己的利益而說昧心的假話。

        市場的檢驗是殘酷的,產品的任何缺陷和不足都有可能被市場拒絕,以至造成企業的破產。

        ……因此只有老老實實地提高產品的質量和從技術上提高產品的競爭力,才有可能通過市場的考驗!       

         

        參考文獻

        [1]衛海明:靴型壓榨技術在國內紙廠的應用綜述,

        中華紙業 20167月,第14期。

        [2]黃靖遠、龔劍霞、賈延林,機械設計學,第2版。

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