Производство картона.
Литература.
1. С.Ф.Примаков и др. Технология бумаги и картона. 1996г.
2. А.С.Смолин., Г.З.Аксельрод. Технология формования бумаги и картона. 1984.
3. С.Ф.Примаков. Производство картона. 1984.
4. С.А.Пузырев и др. Технология обработки и переработки бумаги и картона. 1985.
5. И.Н.Ковернинский и др. Комплексная химическая переработка древесины, 2003 г.
6. Б.В. Акулов, С.Г. Ермаков. Производство бумаги и картона, 2010 г.
Л.1
Полуфабрикаты, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ КАРТОНА.
МАКУЛАТУРА.
Расширение объемов использования макулатуры является одним из важнейших направлений развития бум. пром-ти. Стоимость макулатуры значит. ниже стоимости др. волокнистых п/ф, ее использование позволяет экономить эл. энергию, древесину. Каждые 100т. макулатуры сохраняют 300-400 м3 древесины.
В США цена на использованную гофротару в 10-20 раз меньше стоимости первичных п/ф, что стимулирует ее использование. У нас средняя себестоимость макулатурной массы на уровне ДМ, что является ненормальным.
На долю макулатуры приходится ок. 60% общего объема волокнистых материалов, используемых для изготовления картона.
Потребление макулатуры в странах ЕЭС составляет 46-48% от объема производства бум. и картона. В нашей стране слабая заготовительная сеть. Необходимы для хранения макулатуры отапливаемые помещения, заготовительные организации должны быть обеспечены автотранспортом, подъемно-разгрузочными механизмами
ПРИМЕНЯЮТ макулатуру в основном для производства картона (коробочного, кровельного, облицовочного и др.), а также для получения упаковочной, санитарно-гигиенической видов бумаги, небольшое количество – для получения писче – печатных видов бумаги. В европейских странах в композиции гофрокартона используется до 88% макулатуры, в упаковочной бумаге – до 50%, в санитарно-гигиенических видах бумаги-40%, в писче-печатных видах-ок. 4%.
Т.к. макулатура обладает пониженными бумагообразующими показателями, ее целесообразно использовать в продукции, которая не образует макулатуру, т.е. она выводится из оборота. Это картон-облицовочный, билетный, кровельный, бумага-санитарно-бытовая, обойная, этикеточная, афишная, билетная, а также ДСП, ДВП.
ИСТОЧНИКАМИ образования макулатуры являются:
1.Предприятия, перерабатывающие бумагу и картон в детали и изделия.
2.Предприятия, учреждения, организации и население, у которых макулатура находится в виде использованной бумажной продукции.
Наиболее качественная макулатура образуется при переработке бумаги и картона. При печатании газет, изготовлении книг, тетрадей, блокнотов получаются однородные обрезки, не загрязненные типографской краской. Такая макулатура строго учитыватся и может подаваться непосредственно потребителям (бумажным и картонным фабрикам), минуя заготовительные базы вторичного сырья.
Бумажная продукция в виде газет, книжно-журнальных изделий и др. имеет более низкое качество и поэтому перед отправкой на бумажные фабрики подвергается очистке от мусора, сортированию и упаковке.
Некоторые виды бумаги и картона, превращаясь в изделия, теряют свою волокнистую структуру (фибра, пергамент). Значительное количество бумаги и картона подвергается покрытию или пропитке химическими веществами (битумированная, парафинированная, обойная, кабельная, телефонная, кровельный,
облицовочный картон и др.), поэтому не могут использоваться как макулатура или используются с предварительной термообработкой.
Т.о. к основным источникам макулатуры относится бумага: газетная, печатные, писчие виды, мешочная и оберточная, коробочный и тарный картон.
СОРТИРОВКА МАКУЛАТУРЫИ ЕЕ ХРАНЕНИЕ
Макулатура поступает на механизированный пункт, где подвергается обеспыливанию, сортировке по сортам, упаковке в кипы весом 170-220 кг, затем отправляется на ЦБ предприятия.
Обеспыливание и освобождение от мусора производится в барабанном отпылителе. Из отпылителя макулатура поступает на транспортер, одновременно отсортировывается до 7 сортов макулатуры, посторонние включения (целлофан, мусор), оставшиеся на сортировочном транспортере, ссыпаются в бункер отходов. Рассортированная макулатура подается в гидравлические прессы, кипы взвешиваются, маркируются и отправляются на склад
Однородная макулатура, не требующая отпыловки и сортировки, поступает на упаковку по отдельному транспортеру.
Кипы сортированной макулатуры поступают на предприятия, где подвергаются проверке по составу, сортности и влажности в соответствии с требованиями ГОСТА.
Макулатура хранится в складах в основном в штабелях.
На некоторых предприятиях хранят макулатуру в жидком виде, что приводит к улучшению механических показателей массы..
МАРКИ МАКУЛАТУРЫ
ГОСТ 10700-97 предусматривает три группы качества и 13марок макулатуры.
Группа- А – высокого качества, включает марки МС-1,МС-2,3,4. Это отходы производства бумаги (кроме газетной), а также невлагопрочные мешки.
Группа Б – среднего качества – МС – 5,6,7. Это отходы потребления картона и бумаги (кроме электроизоляционного, кровельного, обувного), а также использованная продукция полиграфического производства (кроме газет), изданная на белой бумаге (без переплётов, обложек).
Группа В – низкого качества от МС-8 до МС –13. Это отходы производства и потребления газетной бумаги, гильзы, втулки, бумага и картон с покрытием и т. д
Л2
ПЕРЕРАБОТКА МАКУЛАТУРЫ
В зависимости от использования в производстве она подвергается механической и термической переработке или облагораживанию (освободению от чернил и типографской краски).
Процесс механической переработки макулатуры заключается в роспуске и разделении на волокна, сортировании макулатурной массы, сгущении и аккумулировании ее. Роспуск осуществляют в вертикальных или горизонтальных гидроразбивателях. Клееную макулатуру распускают в горячей воде при 50-800С, для этого в ванну гидроразбивателя подают пар. Для удаления крупных включений перед началом работы в ванну опускают проволочный канат, на который навиваются веревки, проволока, куски тряпья и т.п. Образовавшийся жгут удаляется лебедкой.
Для тяжелых включений предусмотрен сборник отходов, в который они попадают под действием центробежной силы.
Эффективный роспуск длится: при роспуске бумаги из СФИ целлюлозы-5 мин, крафт-бумаги-10мин, сильно клееной бумаги-25 мин. Удельный расход энергии от 25 до 110 Квт ч/т в зависимости от вида материала.
После роспуска в гидроразбивателе массу очищают от тяжелых включений и легких примесей. Для удаления тяжелых включений применяют циклоны, очистители массы высокой концентрации, центриклинеры, магнитные сепараторы и др. (Циклоны, центриклинеры изучали-СФИ).
ОЧИСТИТЕЛЬ МАССЫВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
С=2-4%, п=1500 об/мин. Вращающаяся крыльчатка создает вращение массы. Коническая форма камеры способствует увеличению скорости массы. Спрыск создает давление, которое не дает массе осесть вниз. Тяжелые включения оседают в грязесборник и периодически удаляются.
МАГНИТНЫЕ СЕПАРАТОРЫобычно устанавливают на массопроводах. Они бывают различных типов, но принцип улавливания МЕ включений у всех одинаков.
МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР
|
Сепараторы СЭ-для горизонтальных участков трубопроводов, СЭВ-для вертикальных участков трубопроводов.
МЕ включения пристают к магнитному барабану, барабан вручную поворачивается на 1 оборот, включения снимаются шабером и удаляются.
После очистки производится дополнительный роспуск макулатуры в аппаратах гидродинамического действия (энтштипперах, супратонаторах и т.д.) для устранения пучков, комочков.
Макулатурную массу, освобожденную от тяжелых включений, подвергают тонкому сортированию в одну или несколько ступеней для удаления узелков, пучков волокон в селектифайерах, центрискринах, классифайнерах.
Отходы макулатурной массы обычно сортируют на плоских вибрационных сортировках.
СХЕМА ПЕРЕРАБОТКИ МАКУЛАТУРЫ.
После гидроразбивателя М поступает в очиститель массы высокой концентрации, затем в сортирующий гидроразбиватель (турбосепаратор), в нем осуществляется вторая ступень роспуска и дополнительная очистка массы. Тяжелые включения за счет центробежных сил отбрасываются к стенкам и скапливаются в грязевике. Легкие подаются на вибросортировку, где происходит отделение волокна.
1- гидроразбиватель, 2- очиститель массы высокой концентрации, 3- турбосепаратор, 4- вибрационная сортировка, 5- расходный бассейн.
ПЕРЕРАБОТКА ВЛАГОПРОЧНОЙ И БИТУМИРОВАННОЙ
МАКУЛАТУРЫ.
При переработке битумированной макулатуры обычно используют комбинацию химического и механического методов обработки. Применение полифосфатов в количестве 0,5-1,0% к абс. сухой бумаге приводит к гидролизу влагопрочных добавок.
Бумагу, содержащую мочевмино- и меламиноформальдегидные смолы перерабатывают при РН 3-5, Т-60-90о. Влагопрочная бумага, содержащая полиамидные смолы, перерабатывается при РН 10, Т-50-60оС.
Степень помола макулатурной массы при гор. Обработке составляет 45о ШР, при холодной - несколько ниже.
Различные виды картонной тары для цемента, химикатов получают пропитанными или покрытыми битумом, парафином и т.д. Данные материалы при получении картона загрязняют аппаратуру, одежду машины, ухудшают качество продукта.
При переработке такой макулатуры применяют термический, химический, термомеханический методы обработки.
ТЕРМИЧЕСКИЙ метод основан на плавлении битума и распределении его в массе. Массу при конц. 3-5% нагревают в котлах паром до 130-140оС.
ХИМИЧЕСКИЙ метод предусматривает введение в макулатурную массу органических растворителей, щелочных, эмульгирующих, адсорбирующих веществ. Данный метод позволяет удалять битум или превращать его в состояние, не загрязняющее оборудование. Хорошие результаты дает применение смеси NaOH с ксилолом и каолина в качестве адсорбента.
ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЙ заключается в нагреве макулатурной массы до 140-145оС при конц. 30-40% и диспергировании битума в массе в дисковой мельнице или каком-либо другом оборудовании.
Для сохранения высокого качества продукции содержание макулатуры с битумом и подобными материалами в общем потоке не должно превышать 10-15%.
ОБЛАГОРАЖИВАНИЕ МАКУЛАТУРЫ.
В целях использования макулатуры вместо ДМ, Ц из нее удаляют печатную краску и чернила до требуемой степени белизны.
Процесс облагораживания состоит из отпыловки и сортировки (с удалением посторонних включений), роспуска, обработки химикатами, диспергирования и эмульгирования частиц типографской краски, покровного слоя под действием химикатов, сортирования и промывки от включений, отбелки, сортирования, промывки и рафинирования.
Для удаления краски применяют р-р щелочи, силикаты и др. в-ва. Обработка щелочами приводит к омылению связующих в-в краски и образованию растворимых в воде соединений. Одним из распространенных способов является обработка в гидроразбивателе р-ром NaOH, р-ром фосфорнокислого Na (Na3PO4) и керосином (для связывания частиц сажи). Затем масса подается в варочные резервуары, где обрабатывается 2 часа при Т-90-100 оС, сортируется, сгущается, промывается. Промытая масса имеет белизну 55-60%, выход – 60-70% от количества исходной макулатуры. Потери объясняются удалением древ. Массы, типограф. Краски, клея, наполнителя.
Отбелка осуществляется в три ступени до белизны 75-80%
Силикаты обладают хорошими омыляющими и диспергирующими свойствами, в отличие от щелочи не вызывают пожелтение массы, но стоимость процесса несколько выше. Хорошие результаты дает применение силиката Na с каустической содой.
ФЛОТАЦИОННЫЙ СПОСОБ.
Данный способ экономически выгоден, обеспечивает оптимальный выход волокнистого материала, поэтому получил широкое распространение.
При способе флотации целесообразно применять газетную, журнальную и др. виды макулатуры, почти не содержащие инородные включения. Использование смешанной макулатуры ведет к дополнительным затратам на технологическое оборудование.
В среднем печатная макулатура содержит 2 % краски, которая состоит из носителя (пигмента) и связующего.
Наибольшие трудности связаны с удалением связующих в-в (латексов, смол).
С ФИЗИЧЕСКОЙ т. зрения основной предпосылкой флотации является различная степень смачиваемости разделяемых материалов. Смачиваемость в свою очередь зависит от поверхностного натяжения, чем меньше его величина, тем лучше смачиваемость. Воздушные пузырьки, образующиеся при нагнетании воздуха в массу, удерживают мелкодисперсные частицы с помощью флотационных добавок и всплывают.
С ХИМИЧЕСКОЙ т. зрения флотационные в-ва (мыло, соли щелочных Ме и др.) способствуют пенообразованию на границе раздела фаз, обволакивают своими гидрофобными молекулами трудносмачиваемые частицы, вследствие чего они хорошо удерживаются воздушными пузырьками. Всплывают только частицы краски, т.к. они хуже смачиваются, чем волокна ДМ и Ц. Белизна получаемой массы составляет 60-80% в зависимости от вида исходного материала.
СХЕМА ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ.
Макулатура загружается в гидроразбиватель, где обрабатывается 30 мин. при конц. 6% и Т-40оС с химикатами. Затем набухает в б-не в теч. 2-х часов при С-6%. Разбавляется до 4% и проходит через очиститель массы высокой концентрации на флотационную установку. После первой ступени флотации и сортирования масса сгущается до С – 4% и перекачивается в б-н.
Отходы от флотации удаляются после обезвоживания. Сгущение отходов осуществляется в шнековой центрифуге.
СХЕМА ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ
Химикаты
Об. вода
на дальнейшую
переработку
1– гидроразбиватель, 2 – бассейн, 3 – очиститель высокой концентрации, 4 – флотационная машина, 5 – сортировка, 6 – сгуститель, 7 – сборный бассейн,
8 – шнековая центрифуга
СУХОЙ РОСПУСК МАКУЛАТУРЫ
Измельчение макулатуры в сухом виде позволяет отделять посторонние минеральные и металлические включения.
Практически не перерабатывается макулатура парафинированная, битумированная, ламинированная, содержащие 60-70% целлюлозы.
Исследования показывают, что при измельчении в молотковых дробилках бумажных молочных пакетов происходит полное отделение волокон от полиэтиленовой пленки.
Измельченная сухая макулатура может быть подвергнута гранулированию и брикетированию.
Л 3
ПРОЧИЕ ПОЛУФАБРИКАТЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ КАРТОНА.
Для производства картона используют также цел-зу (листв. и хв.) ПЦ, РЯПИЧНУЮ ПОЛУМАССУ, ДМ, минеральные и химические волокна (базальт, стекло, лавсан, п-этилен).
(Пр-во ДМ, ТММ, ХТММ, Ц, ПЦ давали).
ПОЛУЧЕНИЕ ТРЯПИЧНОЙ ПОЛУМАССЫ.
ВОЛОКНА хлопка, льна, пеньки, джута и др. придают бумаге и картону повышенную впитываемость, наибольшую химическую чистоту, высокую механическую прочность и долговечность.
Тряпье поставляется на переработку в кипах, подвергается отпыловке, сортируется, рубится, подвергается окончательной отпыловке, варится, промывается, размалывается, очищается, отбеливается, снова промывается, обезвоживается, взвешивается, подается на склад. Тряпье высших сортов может подвергаться облагораживанию.
СОРТИРУЮТ ТРЯПЬЕ ПО РОДУ ВОЛОКНА (льняное, х\б, пеньковое, смешанное и т.д.), характеру выработки (полотно, дерюга и т.д.), окраске (окрашенное, неокрашенное), загрязненности, изношенности и т.д.
РУБКА тряпья на кусочки размером 50х50мм производится в тряпкорубке (барабанной или гильотинной). После измельчения тряпье подвергается окончательной отпыловке на отпылителе.
Отбираемая из отпылителей рубительных машин пыль проходит циклоны и собирается в пылевых камерах. В пыли содержится от 20 до 50% волокна, которое м. быть использовано для выработки низкосортной бумаги после отделения неволокнистых включений.
Варка тряпья осуществляется в шаровых или цилиндрических вращающихся котлах емк. от 4 до14 м3. В неподвижных цилиндрических котлах емк.18-20м3.
Давление в котлах 0,4-0,5 Мпа, загрузка 100 – 200 кг/м3 в зависимости от вида трятья, ГМ – 2,5 – 4,0, время варки 4 – 12 часов.
В режиме варки производят две пятиминутные сдувки – 1-ю – через 15 минут, 2-ю через 45 минут после пуска котла для удаления воздуха. Оборот котла включает загрузку, заварку, варку, отбор щелока и выгрузку.
При варке используют следующие реагенты:
САО – щелочь, хорошо разрушающая красители, дает хорошую белизну, также применяют NаОН для сильно загрязненного материала и Nа2СО3 – для относительно чистого тряпья.
РАЗМОЛ и промывку тряпья свежей водой до нейтральной реакции осуществляют в ролле. При размоле осуществляют только рубку волокон до длины 3-4 мм, поэтому конц. массы в Ролле низкая –3 –4 %, удельное давление на кромку ножей повышенное, что достигается уменьшением числа ножей на планке. Продолжительность промывки и размола зависит от вида тряпья и составляет 1,5–4 ч
Размолотую массу очищают на центриклинерах.
ОТБЕЛКА массы может осуществляться перекисью водорода в варочных котлах, гипохлоритом, двуокисью хлора может производиться в отбельных роллах.
Для стабилизации белизны применяют кисловку.
ОБЕЗВОЖИВАНИЕ полумассы осуществляют в сцежах, пресспатах, на папмашинах.
При обезвоживании в сцежах после двухдневного стекания содержание воды в полумассе составляет 75 – 80%. Сухость полумассы, снимаемой с папмашины в листах, достигает 30%.
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА БУМАГООБРАЗУЮЩИЕ СВОЙСТВА ВТОРИЧНЫХ ВОЛОКОН
При многократной переработке вол-х п/ф, бумагообразующие свойства волокон ухудшаются. При этом необратимые изменения происходят в результате естественного старения вол-н, в процессе химического воздействия на них при проклейке и внесении связующих веществ, обработке различными смолами, роспуске, размоле, изготовлении бумаги, каландрировании и нанесении печатных красок. Но самые большие изменения происходят в результате многократной переработки волокон после увлажнения и сушки.
Все эти воздействия вызывают в волокне необратимые качественные изменения, которые при повторении цикла переработки накапливаются.
При хранении бумага и картон подвергаются воздействию тепла и влаги, что приводит к гидролизу целлюлозы. Если принять условно эталонный срок хранения бумаги при Т – 25оС и влажности 50% за 100 лет, то при Т – 35 оС и влажности 70% этот срок составит 14 лет, а при Т – 15оС и относительной влажности 10% он увеличится до 2000 лет.
С увеличением продолжительности хранения макулатуры в процессе неоднократного высушивания и увлажнения, снижается способность волокна к набуханию, что ухудшает качество массы.
Воздействие света и тепла значительно снижают показатель сопротивления излому, другие пок-ли прочности снижаются незначительно. Также сопротивление излому значительно снижается в кислой среде с добавлением сернокислого АЛ, серной или соляной к-т.
Качество продукции, изготовленной из макулатурной массы, ухудшается с увеличением числа циклов ее использования. При высушивании целлюлозы степень набухания ее в воде резко снижается. Это явление имеет в практике название необратимого ороговения. Поэтому причиной снижения механических свойств бумаги и картона являются процессы увлажнения и сушки бумажной массы.
Л 4
ПРОИЗВОДСТВО КАРТОНА
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ИСТОРИИ ПРОИЗВОДСТВА КАРТОНА, ПОДГОТОВКА КАРТОННОЙ МАССЫК ОТЛИВУ.
КАРТОН представляет собой бумажную продукцию массой более 250 г/м2, толщиной 0,5 мм и более. Это определение условно, т.к. некоторые виды бумаги имеют массу более 250г, а электроизоляц. Картон – 110 – 120г.
Начало картонного производства относится к ХVIв, когда для переплетного дела стали использовать обложки из склееных листов бумаги.
Первая цилиндровая машина была изобретена в 1825г.
В соответствии с классификатором ОК 005-93 картон делится на следующие 7 групп:
1. Картон тароупаковочный (для плоских слоев гофрированного картона, бумага для гофрирования, картон для потребительской тары –хромовый, коробочный, прочий – спичечный, основа для склеенного картона, водонепроницаемый, для упаковки мебели).
ГОФРИРОВАННЫЙ картон является основным видом тарного картона, бывает двухслойным (1 гладкий и 1 гофрированный слой), трехслойным (2 гладких и 1 гофрированный слой), пятислойным (3гладких, 2гофрированных слоя), семислойным (4гладких, 3гофрированных слоя).
Одна тонна гофрированного картона заменяет около 15 кубометров круглого леса, трудоемкость изготовления картонных ящиков в 2,5-3 раза меньше, чем деревянных, себестоимость ниже приблиз. в 3 раза.
СПЛОШНОЙ СКЛЕЕНЫЙ картон изготовляют, склеивая 2 – 6 и более слоев картона-основы. Получают прочный картон, который используется для изготовления тары для дальних перевозок различных изделий.
КОРОБОЧНЫЙ картон имеет покровный слой, который получают из беленой целлюлозы и наносят на нем рисунки\, надписи
2. Картон для легкой и полиграфической промышленности (переплетный, специального назначения – билетный, чемоданный и др., для текстильной промышленности – заменитель фибры, жаккардовый и др., обувной, стелечный).
3. Картон технический различного назначения (электрокартон,
для радиопромышленности, прокладочный, литьевой и др.) 4. Картон строительный (кровельный, теплоизоляционный, облицовочный и др.)
5. Картон фильтровальный (для жидкостей, воздуха, для фильтрующих элементов масляных и воздушных фильтров, для фильтрации технологических сред)
6. Картон для автомобильной промышленности (обивочный водостойкий, термошумоизоляционный и др.)
7. Картоны прочие (чертежный, глянцевый, офсетный и др.)
ПОДГОТОВКА КАРТОННОЙ МАССЫК ОТЛИВУ.
Волокнистые п/ф для изготовления картона размалывают в роллах, конических и дисковых мельницах, которые конструктивно не отличаются от аппаратов, применяемых в бумажном производстве. При использовании макулатуры ее размол необходимо производить отдельно от других волокнистых компонентов, т.к. макулатура имеет степень помола, отличающуюся от степени помола ДМ или Ц.
Для проклейки картона применяют канифольный и животный клей, крахмал и др. проклеивающие в-ва.
Картон, к которому не предъявляются высокие требования по белизне, проклеивают битумом, каучуком, асфальтом, пековым клеем и др.в-вами.
Водостойкий картон (обувной, прокладочный) пропитывают в массе каучуковыми, битумными и др. эмульсиями. Условия проклейки картона лучше, чем бумаги, т.к. он имеет высокую массу м2, что повышает удержание клея, сложно проклеивать многослойный картон из слоев с различными волокнами и разной степенью помола.
Поэтому для получения многослойного картона с хорошей проклейкой необходимо, чтобы степень помола в разных слоях была близкой по восприимчивости к проклейке.
При проклейке многослойного картона, клей и глинозем вводят в отдельные емкости с массой для каждого слоя.
В качестве наполнителя используют в основном каолин и тальк, для крашения используют органические красители.
.
Л5
КЛАССИФИКАЦИЯ КДМ.
Для формования картона применяют плоскосеточные, круглосеточные (цилиндровые), двухсеточные, комбинированные КДМ.
Многоцилиндровые машины имеют ряд преимуществ перед плоскосеточными:
- обезвоживающее действие плоской сетки значительно интенсивнее, чем сеточного цилиндра, вследствие чего в оборотной воде содержится больше волокна и наполнителя;
- конструкция сеточного цилиндра значительно проще;
- степень использования площади сетки у сеточного цилиндра составляет 0,6 - 0,7; у плоскосеточной машины - 0,4 - 0,45;
- сеточный цилиндр занимает мало места;
Однако, сухость слоя, снимаемого сукном с сеточного цилиндра, составляет 8 - 9%, сухость слоя после гауч-пресса 18- 22 %, а также сеточный цилиндр непригоден для работы машины на высокой скорости.
Для производства многослойного картона используют комбинированные цилиндровые машины, включающие сеточные столы. На них вырабатывают картон с высоким качеством наружного слоя, внутренний и промежуточные слои вырабатываются на сеточных цилиндрах из менее ценного волокнистого сырья.
Двухсеточные формующие устройства позволяют резко увеличить производительность КДМ, качество продукции.
ПРОИЗВОДСТВО КАРТОНА НА ПЛОСКОСЕТОЧНЫХ
МАШИНАХ
Плоскосеточные КДМ применяют для выработки тарного, кровельного картона. Они имеют скорость до 750 м/мин. Сеточная часть иногда оборудована двумя напорными ящиками, второй предназначен для дополнительного налива массы на сетку (покровного слоя). Покровный слой наносится из целлюлозы нормального выхода, что приводит к улучшению печатных свойств и механической прочности картона. Основа выпускается из целлюлозы высокого выхода
На плоскосеточных машинах картон выпускается обычно массой до 250 г/м2.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА КДМ.
Практически та же, что и у БДМ, но есть некоторые отличия. Сеточная часть может быть оборудована двумя напорными ящиками с воздушной подушкой, имеет бо′льшую длину (20-22 м), мощное вакуумное хозяйство.
В формующей части устанавливают мокрые отсасывающие ящики и гидропланки, обычные отсасывающие ящики (10-12 шт.)
Первый пресс современных машин – часто трехвальный, второй – обычно желобчатый или с подкладной сеткой. Для интенсификации процесса обезвоживания последний пресс иногда устанавливают после подогревательной группы сушильных цилиндров. В подогреваемой секции картон нагревается до 65—75оС, что способствует улучшению обезвоживания на 3 прессе.
Общее количество сушильных цилиндров 90 - 100. В конце сушильной части устанавливают 2 холодильных цилиндра. Иногда устанавливают 2 машинных каландра, между которыми может быть досушивающая секция из 4 картоносушильных цилиндров. Эта секция работает без сукон.
После сушки картон имеет влажность 4-8 %, его увлажняют в специальных аппаратах до 10 - 14 % и ославляю для отлежки в течение 1-3 суток в помещении с относительной влажностью не менее 75-80%.
После выравнивания влажности по толщине листа, картон каландрируются. Листовой картон каландрируют на двухвальных каландрах. Картон уплотняется, выравнивается толщина, за счет разности скоростей валов (один приводной) приобретает лоск. Линейное давление при каландрировании 200 - 1500 кг/см, скорость - 50 - 115 м/мин.
В зависимости от требуемой отделки картон многократно пропускают через несколько последовательно установленных каландров (от 1 до 5). После отделки картон сортируют, упаковывают.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА МНОГОЦИЛИНДРОВОЙ КДМ С
ПРЯМЫМ ДВИЖЕНИЕМ СУКНА
1- сеточные цилиндры, 2 - экстракторный пресс, 3 - предварительные прессы, 4 - первый главный пресс, 5 - сукномойка, 6 - съемное сукно, 7 - вспомогательное сукно, 8 - картон.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА МНОГОЦИЛИНДРОВОЙ КДМ С ОБРАТНЫМ ДВИЖЕНИЕМ СЪЕМНОГО СУКНА
1 - сеточные цилиндры, 2 - поворотный пресс, 3 - предварительные прессы,
4 - главный пресс (он же гауч), 5 - сукномойка, 6 - съемное сукно,
7 - вспомогательное сукно, 8 - картон.
Л6
ПРОИЗВОДСТВО КАРТОНА НА КРУГЛОСЕТОЧНЫХ
МАШИНАХ
На многоцилиндровой машине вырабатывается картон массой от 200 до 600 г/м2. Формование полотна осуществляется при избыточном количестве суспензии в ванне цилиндра. Цилиндром отбирается только такое количество массы, которое может быть обезвожено соответственно ее сопротивлению фильтрации. Формование полотна осуществляется в короткий промежуток времени, вследствие высокой скорости цилиндра относительно потока массы некоторая часть образовавшегося слоя смывается с поверхности цилиндра, что приводит к неравномерности массы 1 м2 полотна.
Схема формования элементарного слоя картона на цилиндрах погружного типа папочных машин: а — прямоточная ванна с переливом; б — противоточная ванна без перелива; 1 — смесительный насос; 2 — ванна; 3 — потокораспределитель; 4 — формующий цилиндр; 5 — съемный валик; 6 — съемное сукно; Н — разность уровней массы в ванне и оборотной воды внутри цилиндра
Движение массы в ванне (по принципу противотока) отличается сильной турбулентностью. Вблизи от поверхности сетки образуется граничный слой массы, вращающийся в том же направлении, что и цилиндр. Толщина этого слоя зависит от концентрации массы, ее способности к обезвоживанию, от скорости машины. В точке выхода цилиндра из массы слой изменяет направление движения на противоположное, смешиваемся с поступающей массой.
Между двумя потоками массы образуются граничные слои, способствующие образованию вихрей. В результате концентрация и скорость движения массы по ширине машины колеблются, что не позволяет получать полотно равномерной толщины.
У сеточного цилиндра, работающего по принципу прямотока, также часть массы возвращается в ванну против направления движении цилиндра. Такое движение способствует образованию вторичных потоков, которые отрицательно влияют на качество формования.
Скорость движения цилиндра ограничивается центробежной силой, возникающей на его поверхности с увеличением окружной скорости. При определенной частоте вращения вода выбрасывается через сетку в волокнистый слой, повышая его влажность, что приводит к разрушению полотна.
Интенсивное обезвоживание полотна с 0,5 - 0,6 до 9 - 12 % происходи на участке от выхода цилиндра из массы до съема полотна с помощью сукна. Максимальная скорость цилиндровой машины, работающей без разрежения, 60-65 м/мин. Установка в цилиндре отсасывающей камеры с разрежением 1 кПа позволяет увеличить скорость машины до 100-130 м/мин
ВАКУУМ-ФОРМУЮЩИЙ ЦИЛИНДР
Машины с вакуум формующими цилиндрами развивают скорость до 300 м/мин. У машин такой конструкции отсутствует ванна. К ним относятся Ротоформер, Ультраформер, Эшер – Висс, Стивенформер и др.
Стивенформер
1 - потокораспределитель
2 - напорный ящик
3 – перфорированные валики
4 нижняя губа
5 - верхняя губа
6 - отсасывающая камера
По устройству и принципу действия ВФЦ мало отличается от гауч-вала плоскосеточных машин. Внутри цилиндра устанавливается несколько отсасывающих камер, вакуум от 2 до 14 кПа создается при помощи вакуум - насосов или воздуходувок, ВФ цилиндры, как правило, снабжаются индивидуальным приводом вследствие значительного трения уплотнений отсасывающих камер о поверхность цилиндра.
Сетка очищается спрысками, установленными внутри и снаружи цилиндра. Снятие полотна с сеточного цилиндра производится сжатым воздухом. При высоких скоростях машины используют съемные валики. Линейное давление валов составляет 5-10 кг/см.
Эффективность водоотдачи полотна повышается при использовании устройства для отсоса воды, которое удаляет воду из сукна. Оно размещается между валиком и съемным сукном.
Достигаемая сухость полотна 10-15 %.
При производстве высококачественного картона иногда для предохранения его поверхности от дробления на первом прессе применяют верхнее сукно. Съемные сукна имеют длину 80 м и более, применяются часто с подкладной сеткой. Промывка сукна осуществляется аналогично промывке прессовых сукон.
ПАПМАШИНА
На папочной машине вырабатывают матричный, чемоданный, электроизоляционный, обувной, переплетный и др. виды картона массой 600 – 4000 г/м2, толщиной до 5 мм. Такие виды картона получают из сильно размолотой СФА ц – зы и макулатуры. Степень помола массы составляет 55 – 60 0 ШР. Объемный вес получаемого картона 0,9 – 1,25 г/см3.
Формование полотна осуществляется на цилиндре, затем полотно поступает в пресс и наматывается на форматный вал. После наматывания необходимого числа слоев картон разрезается ножом. Сухость полотна после форматного вала достигает 28 – 33 % Для повышения производительности папочные машины изготовляют с двумя формующими цилиндрами. В этом случае сукно снимает 2 слоя с сеточных цилиндров, которые вместе наматываются на форматный вал. Толщина слоя, наматываемого на форматный вал, становится в 2 раза больше. Используется также плоскосеточная машина (рис.)
1 – напорный ящик;2 – грудной вал; 3 – ограничитель формата; 4 – регист. валики; 5 – отсасывающие ящики; 6 – нижний вал гауч – пресса; 7 – форматный вал.
В некоторых конструкциях применяют сетчатый цилиндр, надеваемый на нижний прессовый вал, сухость полотна после форматного вала достигает 42 – 45 %.
При ручном съеме листов картона скорость машины ограничивается 25 – 30 м/мин, система автоматического съема позволяет увеличить скорость машины до 50 – 80 м/мин.
Картон, содержащий 67 – 70 % влаги, укладывается вручную в штабели, между отдельными листами прокладывается сукно, сетка или Ме пластины для предотвращения склеивания и спрессовывания листов. Стопы картона подаются вагонетками на обезвоживание в гидравлические прессы. Давление в процессе прессования непрерывно нарастает и может достигать 20 – 35 МПа. Сухость картона достигает 40 – 50 %, обеспечивается плоскостность листов и прочность соединения слоев.
Вальцевые прессы применяют в производстве тонкого картона массой 600 – 1400 г/м2, т.к. при получении высококачественного картона с высокой массой 1 м2 большое сопротивление обезвоживанию приводит к его растрескиванию.
Сушка картона осуществляется в основном в ленточных сушилках. Листы картона, укладываемые на сеточную ленту, пропускаются через сушилку, где обдуваются с двух сторон горячим воздухом.
Л7