Дипломная работа: Размольно-подготовительный отдел фабрики по производству бумаги

Угол конуса мельницы также влияет на характер размола, а именно: уменьшение угла конуса приводит к усилению режущего действия ножей мельницы, а увеличение угла — к уменьшению этого действия.

На характер размола массы влияет также расположение ножей на конусе мельницы. При групповом расположении ножей мельница работает с меньшим режущим действием, чем при их одиночном расположении через равные промежутки.

Конические мельницы Жордана в СССР выпускаются таких же типоразмеров с углом конуса 22°, а также с базальтовой гар­нитурой (марки МКБ).

Как видно из таблицы, мельницы марки МКН в зависимости от их назначения и требований производства могут выпускаться в двух вариантах по мощности электродвигателя, а следовательно, и скорости вращения ротора.

Конические мельницы Шартля — Миами фирмы Блек-Клоусон (США) выпускаются 11 типоразмеров с различными углами кону­сов и мощностью двигателя от 25 до 588 кет.

Широкое применение находят также конические мельницы Жор­дана Мессон-Миджет (Англия) и скоростные мельницы Джонса (США).     

Скоростная мельница Джонса отличается малым габаритом, малым весом и компактностью. Она имеет конус дли­ной 500 мм и диаметром 350/200 мм, снабжена роликовыми под­шипниками и двигателем мощностью 55 или ПО кет (число оборо­тов 900  или   1200 в  минуту).  Она  очень экономична  по расходу энергии и позволяет точно контролировать качество массы (имеется указатель зазора между ножами ротора и конуса). Под­бирая соответствующую гарнитуру и электродвигатель, можно под­вергать массу в этой мельнице как режущему, так и гидратирующему действию. Применяется скоростная мельница Джонса для размола тряпичной полумассы и целлюлозы при производстве вы­сокосортных, конденсаторных и других видов бумаги .

 Гидрофайнер. Гидрофайнеры представляют собой скоростные конические мельницы с цельнометаллической литой гарнитурой, предназначенные для расчеса, рафинирования и гидратации массы без существенного укорочения волокна. Они отличаются малым га­баритом, очень компактны и обладают вместе с тем сравнительно высокой производительностью.

Рис. 3. Скоростная мельница Джонса

Наиболее распространен у нас гидрофайнер первой величины типа «Дилтс» завода Тампелла (рис. 4). Ротор диаметром 235/387 мм и длиной 673 мм насажен на стальной вал, снаружи имеет ножевую рубашку из хромистой стали, на которой выфрезерованы ножи трех размеров по длине толщиной от 10 до 14 мм в количестве 48 шт. (24+12+12).

Чугунный корпус статора, как и ротор, снабжен съемной ноже­вой рубашкой из хромистой стали с выфрезерованными зигзаго­образными ножами двух размеров (58 шт.) и толщиной 10—12 мм.

Подшипники ротора сферические, перемещающиеся вместе с ва­лом при его передвижении вдоль оси. На валу ротора со стороны

входа массы установлена крыльчатка для гона массы. Присадка ротора производится перемещением его в осевом направлении, как и у мельниц Жордана, при помощи ручного маховичка. Некоторые современные конструкции гидрофайнеров снабжены электрическим, пневматическим или гидравлическим присадочным устройством, управляемым со щита.

Рис. 4.   Гидрофайнер:

а — общий   вид;   б —разрез;   / — ротор;   2— статор;   3 — присадочное  устройство;   4 — муфта 5 — крыльчатка

Ротор гидрофайнера приводится во вращение от электродвига­теля мощностью 150 кет (число оборотов 1450 в минуту) без про­межуточного редуктора. При этом окружная скорость по среднему диаметру ротора составляет около 24 м/сек.

Благодаря установке на валу крыльчатки гидрофайнер может работать при концентрации массы до 6%. Такая концентрация массы, как известно, лучше способствует гидратирующему дей­ствию размола, чем более низкая, при которой обычно работают конические мельницы. Поэтому при двухступенчатой схеме размола на гйдрофайнерах и мельницах Жордана целесообразно иметь со­ответствующие концентрации массы на  каждой ступени размола.

Гидрофайнеры завода Тампелла выпускаются трех величин с мощностью двигателя 65, 150 и 260 кет. Гидрофайнеры Блек-Клоусон (США) выпускаются разных типоразмеров с мощностью двигателя от 37 до 300 кет и снабжаются автоматическим приса­дочным устройством «Дюотролл» (электродвигатель), управляю­щим присадкой ротора по заданной программе и поддерживающим нагрузку аппарата постоянной.

Большое применение получили у нас также гидрофайнеры Юль-хафайнер, выпускаемые в Финляндии, и Эшер-Висс, выпускаемые в Австрии.

В СССР гидрофайнеры выпускаются шести величин с мощно­стью двигателя от 55 до 600 кет и пропускной способностью от 5 до 150 т массы в сутки. Все гидрофайнеры имеют угол конуса 22° и могут работать в зависимости от назначения при разном числе оборотов ротора и разной мощности двигателя. (Подробная харак­теристика отечественных гидрофайнеров марки МКЛ приведена в «Справочнике бумажника», т. II, 1965 г.) Они с успехом приме­няются при двухступенчатой схеме размола в комбинации с мель­ницами Жордана при выработке многих видов бумаги из целлю­лозы и в особенности крафт-мешочной, электроизоляционных и других видов бумаги из сульфитной целлюлозы и древесной массы. В последнем случае размол целлюлозы можно проводить на одних гйдрофайнерах. При выработке бумаги с высоким содержанием древесной массы, например газетной или типографской № 2 и 3, не требуется размол целлюлозы до высокой степени помола. Цел­люлозу нужно только освободить от пучков (рафинировать), расче­сать и слегка гидратировать. Более экономично такой размол осу­ществляется на гйдрофайнерах.

При размоле бумажной массы в гйдрофайнерах степень помола массы растет незначительно, поэтому масса легко обезвоживается на сетке бумагоделательной машины. Наряду с этим улучшаются механические свойства бумаги, особенно сопротивление раздира­нию, надрыву и излому, так как волокно хорошо фибриллируется и гидратируется при размоле без значительного укорочения и при­обретает пластичность.

2.2. Схемы установок и работа конических мельниц.

Конические мельницы могут быть использованы для домалывания и рафиниро­вания массы в дополнение к роллам, а также в качестве самостоя­тельных размалывающих аппаратов непрерывного действия. В за­висимости от назначения схемы их установок могут быть различными. В первом случае конические мельницы могут уста­навливаться либо в ролльном отделе между массным и машинным бассейнами, либо после машинного бассейна непосредственно перед бумагоделательной машиной. Вторая установка предпочтительнее, так как позволяет быстрее исправлять недостатки качества массы, поступающей из ролльного отдела, и лучше приспосабливать ее к требованиям производства. Конической мельницей в этом случае управляет сеточник. Коническую мельницу для рафинирования и регулирования помола массы устанавливают сравнительно неболь­шой производительности с таким расчетом, чтобы она была полно­стью загружена, иначе аппарат будет работать неэкономично.

При использовании конических мельниц в качестве самостоя­тельных размалывающих аппаратов непрерывного действия при­меняются циклические и непрерывные схемы размола. Первая из них приме­няется при сравнительно небольшой производительности установки и мо­жет быть использована при размоле до высокой степени помола массы. Она может с успехом применяться при выработке широкого ассортимен­та бумаги на одной и той же бумагоде­лательной машине, так как позволяет менять    характер    размола    волокна.

Количество размолотой массы, поступающей в метальный бас­сейн, устанавливается с таким расчетом, чтобы обеспечить беспере­бойную работу бумагоделательной машины. Эффект обработки массы в этой системе зависит от степени присадки ротора мель­ницы и величины потока размолотой массы, возвращающейся в мельницу (т. е. от коэффициента рециркуляции). Чем больше за­гружена мельница и чем меньше от нее отводится размолотой массы в бассейн готовой массы, тем выше эффект ее обработки (больше увеличивается степень помола по Шоппер-Риглеру).

Таким образом, в обеих схемах непрерывного размола массы в конических мельницах эффективность обработки массы регули­руется присадкой размалывающих органов мельниц, а также отбо­ром размолотой массы (или производительностью мельницы). Сле­довательно, между эффектом обработки массы и производительно­стью конической мельницы существует обратная зависимость, производительность мельниц зависит от вида волокна и требуе­мой степени помола массы.

Принципиальная разница между двумя вышеуказанными схе­мами непрерывного размола массы заключается в том, что при размоле массы по второй схеме с рециркуляцией процесс обра­ботки волокна прерывается на время циркуляции массы в бачке (при этом волокно лучше набухает). Кроме того, размол массы протекает при меньшем гидравлическом давлении в мельнице. В схеме с рециркуляцией напор массы не превышает обычно 2—3 м вод. ст., тогда как при подаче массы в мельницу насосом этот на­пор может достигать гораздо больших значений. Повышение гид­равлического давления внутри мельницы при сильном дросселиро­вании массы задвижкой на выходном массопроводе приводит к воз­растанию потребления мощности мельницей, и этот повышенный расход энергии на размол не компенсируется пропорциональным возрастанием эффекта обработки массы.

Таким образом, в отношении расхода энергии на размол эта схема, по-видимому, имеет некоторые преимущества перед схемой с дросселированием массы на выходе из последней мельницы. Тем не менее вторая схема проще и имеет более широкое применение на бумажных и картонных предприятиях, нежели первая. Как по­казала практика, схема включения мельниц с дросселированием массы на выходном трубопроводе работает достаточно эффективно при сравнительно большой пропускной способности мельниц и, сле­довательно, при малом дросселировании массы, когда гидравличе­ское давление массы внутри мельницы не очень велико.

2.3.Мельница Мордена

Мельница Мордена является разновидностью конической мель­ницы с регулируемым рециркуляционным потоком массы внутри самой мельницы. Она очень компактна, производительна и позво­ляет вести достаточно

5. Рис. 5. Мельница Мордена «Стокмейкер»:

1 — общий вид и разрез мельницы; 2 — ротор; 3 — статор; 4 — рециркуляцион­ный клапан; 5 — присадочный маховичок;

6 — крыльчатка

эффективно как рафинирование, так и раз­мол с укорочением волокна.

Современная мельница Мордена (рис. 5) представляет собой размалывающий аппарат непрерывного действия. Мельница со­стоит из вращающегося полого ротора, соединенного непосред­ственно с электродвигателем эластичной муфтой, и неподвижного статора (кожуха), соединенного с маховичком присадочного меха­низма.

Ротор и статор неразъемные и изготовлены из отдельных отливок хромистой стали или фосфористой бронзы (при работе в слабокислой среде). Ножи на роторе установлены на таком же расстоянии друг от друга, как и на ролльном барабане, а на ста­торе— с меньшими промежутками.

Масса подается насосом внутрь полого ротора под давлением около 1,75 кгс/см2 и при помощи крыльчатки, насаженной на конце вала, прогоняется между ножами ротора и статора в направлении от широкого конца мельницы к узкому, при этом давление массы повышается до 3,5—4,2 кгс/см2. Из выпускной камеры массу при помощи клапанов можно направить на выход или снова в прием­ную камеру, а затем обратно в мельницу. В первом случае мель­ница будет работать с однократным пропуском массы, во втором — с многократным (с рециркуляцией). Величину рециркуляционного потока массы, а следовательно, и степень обработки волокна и производительность мельницы при помощи указанных клапанов можно регулировать в широких пределах.

До 1952 г. мельницы Мордена выпускались с двигателем мощностью 11О кВт для размола сульфитной целлю­лозы и 150 кВт для размола сульфатной целлюлозы. Число оборо­тов ротора 750—900 в минуту, вес мельницы 2—3 г, число ножей на роторе 40 и на статоре 63. Окружная скорость ротора на широ­ком конце аппарата 17,5—21 м/сек. Максимальная пропускная способность аппарата 100 г в сутки. Коэффициент полезного дей­ствия мельницы 60—65%.

Конические мельницы Мордена работают при концентрации массы 2—5% и применяются при выработке широкого ассорти­мента бумаги: писчей, для печати, крафт-мешочной, папиросной, пергамина и др. Устанавливают их в качестве самостоятель­ных размалывающих аппаратов непрерывного действия как в раз­мольно-подготовительном отделе, так и непосредственно перед бумагоделательной машиной. При необходимости получить массу высокой степенью помола в одном потоке устанавливают последо­вательно две и более мельницы.

2.4. Дисковые рафинеры

Дисковые рафинеры — размалывающие аппараты непрерывного действия. В настоящее время они находят широкое применение в производстве бумаги, картона, полуцеллюлозы и древесноволок­нистых плит. Все шире начинают применяться для непрерывного размола бумажной массы и в ряде случаев вытесняют конические мельницы. Особенно широкое распространение они получили в Ка­наде, США, в Скандинавских странах и в Японии. В СССР они установлены в основном на новых предприятиях.

Дисковые рафинеры применяются в первой и даже во второй ступени размола целлюлозы, где они вытесняют гидрофайнеры. Они хорошо рафинируют и фибриллируют волокно без укорочения, повышая прочностные свойства бумаги, особенно сопротивление раздиранию и излому, и ее растяжимость при низкой степени по­мола массы. Такая масса хорошо обезвоживается на сетке бумаго­делательной машины. Дисковые рафинеры имеют большую мощ­ность и производительность, требуют меньшие площадь для их раз­мещения и капитальные затраты на установку, проще и дешевле в обслуживании, расходуют меньше энергии на размол и экономич­нее в работе, чем конические мельницы.

В последующих стадиях размола наряду с коническими мель­ницами Жордана с успехом применяются трехдисковые рафинеры фирмы Спроут-Вальдрон.

Дисковые рафинеры с базальтовой гарнитурой особенно при­годны для размола коротковолокнистой целлюлозы из лиственных пород древесины и однолетних растений — соломы, багассы, трост­ника и др. Кроме того, они в последнее время получили применение для размола волокнистых материалов при высокой концентрации массы, 20—30%.

Дисковые рафинеры выпускаются с двумя и тремя дисками. У первых могут вращаться один или оба диска (в разных направ­лениях), у вторых вращается лишь один средний диск. Мельницы с двумя дисками выпускаются фирмами Сутерленд (только с одним вращающимся диском), Бауера, Спроут-Вальдрон. В СССР изго­товляются рафинеры марок МФ и ФД. Мельницы с тремя дисками выпускаются фирмами Спроут-Вальдрон и Бертрам.

Двухдисковые мельницы обычно изготовляются с литой гарни­турой иногда с базальтовой, трехдисковые — как с литой, так и с наборной гарнитурой. В бумажном и картонном производстве применяются обычно двухдисковые рафинеры с одним вращаю­щимся диском и трехдисковые, работающие при концентрации массы 3—5%. Двухдисковые рафинеры, у которых оба диска вра­щаются  в   разные  стороны,  применяются  главным  образом  для размола щепы и других волокнистых отходов в производстве древесноволокнистых плит и работают при концентрации от 8— 10% до 12-15%.

Размалывающая гарнитура обычно выполняется в виде шести сменных сегментов, закрепляемых на внутренней поверхности дис­ков. Сегменты выполняются из чугуна или стали. Расположение и форма канавок на сегментах выбираются в зависимости от вида и характера обработки волокнистого материала. Обычно канавки располагаются кольцевыми рядами с разным углом наклона в каж­дом ряду к радиусу диска, а глубина канавок уменьшается от центра к периферии. По мере износа кромки канавок затупляются и глубина канавок уменьшается, что отражается на характере размола и производительности рафинера. Чтобы поддержать по­стоянным состояние режущих кромок, иногда практикуют через определенные интервалы времени изменение направления враще­ния дисков. При сильном износе канавки углубляют проточкой или заменяют сегменты.

Эффект обработки волокна в дисковых рафинерах зависит от типа размалывающей гарнитуры, концентрации массы, вида волок­нистого материала, зазора между дисками и количества проходя­щей массы. Последнее зависит от величины зазора между разма­лывающими органами и давления массы на входе в мельницу. Поэтому при увеличении давления массы на входе и при увели­чении зазора между дисками пропускная способность мельницы возрастает, а эффект обработки снижается.

Обычно дисковые рафинеры устанавливают параллельно в одну или две ступени, причем избыток массы из общего сборника раз­молотой массы направляют обратно по переливному рециркуля­ционному массопроводу в приемный бассейн. Изменяя количество рециркулируемой массы, можно значительно повысить эффект об­работки бумажной массы.

Последовательная установка дисковых рафинеров обычно не практикуется, так как она затрудняет регулирование давления массы у рафинеров, расположенных в одной цепочке.

Обычно дисковые рафинеры работают при величине зазора между дисками 0,1—0,2 мм, давлении массы на входе около 2 кгс/см2 и при достаточно высокой нагрузке двигателя.

Рафинер Сутерленда. Рафинер Сутерленда имеет два диска, из которых один неподвижен, а другой вращается от элек­тродвигателя через эластичную муфту. Масса подается под напо­ром по трубе и через центральное отверстие в неподвижном диске проходит в зазор между дисками рафинера. Далее под влиянием центробежной силы и напора масса продвигается к периферии, подвергаясь обработке между размалывающими поверхностями дисков.

Диски рафинера толщиной 50 мм литые, сменные с выфрезеро-ванными на них параллельными канавками, глубина которых сни­жается от центра к периферии. Общий срок службы дисков 10 лет, а время между проточками канавок 6—8 месяцев. Присадка раз­малывающих органов производится перемещением в осевом на­правлении неподвижного диска при помощи гидравлического поршня.

Процесс размола массы в рафинере Сутерленда регулируют изменением его пропускной способности (изменяя давление массы на входе и выходе из рафинера при постоянном зазоре между дис­ками) и оптимальной потребляемой мощности, обеспечивающих надлежащую обработку волокнистого материала, а также изме­нением величины рециркулируемого потока, возвращаемого на ра­финер. При понижении давления массы до 0,2 кгс/см2 электродвигатель мельницы автоматически отключается во избежание повреж­дения дисков .

Рис. 6. Дисковый рафинер Сутерленда:

1 — неподвижный  диск;  2— вращающийся  диск;  3 — вход массы;  4 — гидравлический

цилиндр для присадки неподвижного диска; 5 — манометр; 6 — указатель перемещения

диска; 7—регулирование воды на поршень

Рафинеры работают при концентрации массы 3—4,5% и при­меняются для размола бумажной массы при выработке всевоз­можных видов бумаги (в том числе мешочной, оберточной, салфе­точной, книжной, писчей, шелковки, а также крафт-картона). Кроме того, эти рафинеры используются для рафинирования цел­люлозы и полуцеллюлозы после варки. Рафинеры Сутерленда вы­пускаются четырех величин с дисками диаметром от 864 до 1372 мм и мощностью двигателя от ПО до 750 кет.

Двухдисковые рафинеры с двумя вращающимися дисками. Ра­финер этого типа  состоит из двух цельнометаллических дисков со сменными секторами, на поверхности которых выфрезерованы канавки. Оба диска вращаются в разные стороны от двух электродвигателей. Волокнистый материал подается специальным питателем через боковое отверстие в одном из дисков. Присадка дисков осуществляется осевым перемещением одного из дисков при помощи ручного маховичка со стороны, противоположной входу массы.

Рафинеры этого типа применяются для рафинирования волок­нистых отходов при выработке грубых оберточных видов бумаги и картона, а также для размола щепы в производстве древесно­волокнистых плит. Размол щепы производится при высокой кон­центрации— 12—15%.

3. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Выбор композиции вырабатываемой продукции и основного агрегата 

Бумага должна обладать хорошим восприятием печатных красок, иметь прочную поверхность и не должна пылить.

Просвет бумага должен быть равномерным и соответствовать  образцу,  согласованному  между  потребителем  и  изготовителем.

Разнооттеночность в одной партии бумаги не допускается.

Обрез кромок бумаги должен быть чистым и ровным.

Намотка бумаги должна быть равномерной и плотной по всей ширине рулона.

В бумаге не допускаются складки, морщины, залощенные и матовые полосы, пятна, в том числе просвечивающие, надрывы и отверстия, видимые на просвет невооруженным глазом.

В рулонной бумаге допускаются малозаметные морщины и другие дефекты, кроме надрывов и отверстий, которые не могут быть обнаружены в процессе перемотки, если показатель этих внутрирулонных дефектов, определенный по ГОСТ 13525.5—68, не превышает 1,0%.

Число склеек в рулоне   не должно превышать  двух, для
бумаги марки В и поставляемой на экспорт — одной, а для бумаги
с государственным Знаком качества — одной на  10 рулонов для
бумаги форматом до 90 см включительно, и одной на 5 рулонов
для бумаги форматом свыше 90 см.

Концы полотна бумаги в местах обрывов должны быть прочно склеены по всей ширине рулона без склеивания смежных  слоев.

По показателям качества бумага первого сорта должна соответствовать нормам, указанным в таблице.

Таблица 1

Страницы: 1, 2, 3, 4