ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ПЕРЕМЕННЫЕ ФАКТОРЫ ПРОЦЕССОВ
ФОРМОВАНИЯ И ОБЕЗВОЖИВАНИЯ БУМАЖНОГО ПОЛОТНА - ЧАСТЬ 5
Работами многих исследователей установлено, что
отсасывающее действие регистровых валиков на быстроходных
бумагоделательных машинах возрастает с увеличением скорости машины
пропорционально квадрату ее скорости. По этой причине с увеличением
скорости сетки наблюдается повышение съема бумаги с 1 м2 площади
сеточного стола и лишь небольшое (на 1—1,5 м) увеличение длины сеточного
стола у машин, вырабатывающих газетную бумагу при скорости 760 м/мин, по
сравнению с машинами, выпускающими такой вид бумаги при скорости 350—380
м/мин. Произведенные замеры показали, что в среднем регистровый валик
забрасывает обратно на сетку примерно 3,3,% воды, проходящей вокруг
него; 23,9 % удаляется валиком (регистровая вода) и 72,8 % воды проходит
под сеткой, удерживаясь последней, к следующему регистровому валику.
Приведенные цифры нельзя, однако, считать абсолютными: они будут
изменяться в зависимости от изменения диаметра регистрового валика,
величины промежутков между ними, скорости машины, композиции бумажной
массы и от других факторов. При этом количество воды, удаляемой
регистровым валиком, прямо пропорционально его диаметру.
Из изложенного выше видно, что установка гидропланок взамен регистровых
валиков является универсальным средством регулирования степени
обезвоживания бумажной массы на сеточном столе бумагоделательной машины:
замена одного регистрового валика одной гидропланкой приводит к
замедлению процесса обезвоживания, а установка вместо одного
регистрового валика нескольких гидропланок интенсифицирует этот процесс.
Желобчатый валик, устанавливаемый в начале сеточного стола для
замедления процесса обезвоживания на этом участке, по интенсивности
обезвоживания действия является промежуточным между обычным регистровым
валиком и гидропланкой.
Действие поперечной тряски на волокна
осуществляется двумя регулируемыми параметрами: числом колебаний в
минуту (частотой) и амплитудой колебаний. Обычно число колебаний
регулируют в пределах от 100 до 600 двойных колебаний в минуту, а
амплитуду — в пределах
3—6 мм.
Основные общие правила регулирования работы трясочного устройства
сводятся к следующему:
1. Число колебаний тряски необходимо увеличить с увеличением скорости
машины и с повышением садкости массы.
С увеличением скорости машины время прохождения волокнами зоны тряски
сеточного стола сокращается. Это требует повышения числа колебаний
тряски для эффективного поворота волокон путем более частых во времени
на них воздействий.
Тряска сеточного стола несколько замедляет процесс обезвоживания
бумажного полотна. Это замедление обезвоживания повышением числа
колебаний тряски допустимо при садкой и недопустимо при жирной массе, и
без того трудно обезвоживающейся. Кроме того, садкая масса, особенно
длинноволокнистая, имеет склонность к хлопьеобразованию и для его
предотвращения в осаждающемся потоке волокон создают микротурбулентности
путем увеличения числа колебаний тряски.
2. Амплитуду тряски следует увеличивать с увеличением длины волокон, из
которых изготовляется бумага.
Длинные волокна повернуть труднее, нежели короткие. Для этого требуется
большее плечо воздействия на волокна. Именно поэтому при выработке
бумаги из относительно длинных волокон увеличивают амплитуду тряски
иногда даже до 10— 12 мм с одновременным уменьшением при этом числа
колебаний до 100—200 в минуту. Вообще величину числа колебаний и
амплитуды устанавливают практически в процессе работы.
При этом с увеличением амплитуды уменьшается число
колебаний.
Процесс обезвоживания бумажной массы под вакуумом над
отсасывающими ящиками существенно отличается от процесса удаления воды в
регистровой части сеточного стола и прежде всего тем, что на
отсасывающих ящиках довольно еще жидкая суспензия волокон превращается
во влажное бумажное полотно с уплотнением образовавшегося на сетке слоя
волокон и с изменением его фильтрующих свойств. При этом волокна
древесной массы, несмотря на относительно высокую степень помола,
образуют рыхлый, легко пропускающий воду слой, тогда как волокна
целлюлозы той же степени помола образуют плотный слой, затрудняющий
через него фильтрацию воды.
При обезвоживании слоя волокон на отсасывающих ящиках наблюдают два
периода: начальный период (до сухости 6,5—7,5%), в котором процесс
удаления воды происходит в основном за счет сжатия волокнистого слоя и
второй период (до сухости 10—12%, иногда 14%), в течение которого
обезвоживание происходит за счет кинетической энергии просасываемого
воздушного потока. При выработке тонкой бумаги из массы жирного помола
(например, конденсаторной или основы копировальной) сухость бумажного
полотна после отсасывающих ящиков составляет обычно не более 6—8 % и о
начале второго периода обезвоживания можно судить лишь с момента
исчезновения блестящего зеркала массы над поверхностью отсасывающих
ящиков.
Изменение сухости бумажного полотна в первый и второй периоды
обезвоживания характеризует выражение:
С1 = С2еkt,
(24)
где С1 и С2 — начальная и конечная сухости
полотна бумаги над ящиками, кг/кг; е — основание натуральных логарифмов;
t — время обезвоживания от сухости С1 до
сухости С2, с; k — коэффициент обезвоживания, зависящий от периода
обезвоживания и свойств бумажной массы.
Скорость обезвоживания на отсасывающих ящиках
возрастает с уменьшением толщины листа, увеличением температуры бумажной
массы (уменьшением вязкости воды) и повышением степени разрежения в
ящиках. При этом, однако, лучше увеличивать число ящиков при меньшей их
ширине, чем повышать разрежение в них.
Как правило, разрежение в ящиках постепенно повышают от ящика к ящику,
но в первую очередь следует руководствоваться соображениями
технологического характера. Слишком высокое разрежение приводит к
чрезмерному процессу через сетку мелких волокон и частиц минерального
наполнителя, а также к повышенной маркировке (отпечатка) на поверхности
бумаги плетения машинной сетки; при этом возрастает
расход энергии на привод сетки. Кроме того, с
повышением разрежения возрастает воздухопроницаемость бумаги, что
приводит к необходимости при выработке конденсаторной бумаги несколько
снижать вакуум в последних отсасывающих ящиках во избежание ухудшения
диэлектрических свойств бумаги.