浆料悬浮液在夹网成形器上主要经历3个成形过程:即辊成形,可加载脱水板成形和多叶脱水靴形板成形。
成形辊是无静止脱水元件, 浆料在网两侧无扰动地迅速脱水沉积, 浆料的留着率高。但因没有湍动发生 , 在成形上存在不足。由于是初始脱水阶段 , 脱水量不能太大, 否则会导致纸页的密封化, 影响下一步脱水,但也不能太小,若到达加载脱水板时湿纸页干度不够,会导致不良的成形,甚至会破碎。
可加载脱水板成形区对纸页成形贡献很大,利用脱水板在网部产生间歇压力脉动, 使处于悬浮状的浆料相对于网发生不断加速和减速的变化而产生剪切力,避免发生纤维絮聚,改善纸页结构, 提高成形质量。
多叶脱水靴形板是装有陶瓷刮刀并有一定真空的弧形板件,与可加载脱水板相比,固定刮刀产生的脱水压力脉动和剪切力都较低, 但其强度足够抑制处于流动状态的中间层浆料的絮聚趋势, 改善纸页成形结构。
影响成形的因素有流浆箱的运行性能、浆网速比、脱水板形状、安装距离及成形辊包裹角度等。
成形辊是无静止脱水元件, 浆料在网两侧无扰动地迅速脱水沉积, 浆料的留着率高。但因没有湍动发生 , 在成形上存在不足。由于是初始脱水阶段 , 脱水量不能太大, 否则会导致纸页的密封化, 影响下一步脱水,但也不能太小,若到达加载脱水板时湿纸页干度不够,会导致不良的成形,甚至会破碎。
可加载脱水板成形区对纸页成形贡献很大,利用脱水板在网部产生间歇压力脉动, 使处于悬浮状的浆料相对于网发生不断加速和减速的变化而产生剪切力,避免发生纤维絮聚,改善纸页结构, 提高成形质量。
多叶脱水靴形板是装有陶瓷刮刀并有一定真空的弧形板件,与可加载脱水板相比,固定刮刀产生的脱水压力脉动和剪切力都较低, 但其强度足够抑制处于流动状态的中间层浆料的絮聚趋势, 改善纸页成形结构。
影响成形的因素有流浆箱的运行性能、浆网速比、脱水板形状、安装距离及成形辊包裹角度等。
流浆箱运行性能
流浆箱主要通过湍动和拉伸应力来影响纸浆的絮聚,进而影响纸页成形。湍动主要在管束内和管束出口产生,此外在喷浆嘴内壁和喷浆嘴飘片及飘片的尖端会产生附加的湍动作用,湍动能够在浆料中产生剪切作用。拉伸应力主要在喷浆嘴处,当纤维悬浮液被加速时产生 并起到对纤维絮聚体进行拉伸的作用。
喷浆嘴的收缩比对TMP浆的成形有重要影响,但对含化学浆的浆料影响不大。增加湍动可以提高浆料的分散程度,湍动规模决定絮聚的尺寸,在湍流的衰减区域内,絮聚的平均尺寸会逐渐增加,增加湍动强度,浆料的平均絮聚尺寸会减小。
当湍流的规模尺寸和纤维絮聚体的尺寸相当时能够分散破坏絮聚体, 使其尺寸变小。湍流规模尺寸小于纤维絮聚体对将纤维絮聚体分散为单根纤维是必要。因此,为保证定量均匀分布,应尽量避免过大尺寸的湍流。现代的水力流浆箱通常设计为带有阶梯扩散器的管束湍动发生器,阶梯扩散器的大小决定湍流的尺寸。
喷浆嘴收缩比和堰板开度对成邪拿殴蟊龌嵬凡有重要影响,喷浆嘴收缩比的变化可控制喷浆嘴产生的拉伸应力,这种拉伸应力对湍流强度有直接影响。堰板开度大小影响流浆箱流量、浆浓和喷浆嘴收缩比。开度大,收缩比小,浆浓低,流量大;开度小,收缩比大,浆浓高,流量小。流浆箱的运行性能对成形的影响复杂而重要,这些因素的控制要在实践中逐渐摸索。
流浆箱主要通过湍动和拉伸应力来影响纸浆的絮聚,进而影响纸页成形。湍动主要在管束内和管束出口产生,此外在喷浆嘴内壁和喷浆嘴飘片及飘片的尖端会产生附加的湍动作用,湍动能够在浆料中产生剪切作用。拉伸应力主要在喷浆嘴处,当纤维悬浮液被加速时产生 并起到对纤维絮聚体进行拉伸的作用。
喷浆嘴的收缩比对TMP浆的成形有重要影响,但对含化学浆的浆料影响不大。增加湍动可以提高浆料的分散程度,湍动规模决定絮聚的尺寸,在湍流的衰减区域内,絮聚的平均尺寸会逐渐增加,增加湍动强度,浆料的平均絮聚尺寸会减小。
当湍流的规模尺寸和纤维絮聚体的尺寸相当时能够分散破坏絮聚体, 使其尺寸变小。湍流规模尺寸小于纤维絮聚体对将纤维絮聚体分散为单根纤维是必要。因此,为保证定量均匀分布,应尽量避免过大尺寸的湍流。现代的水力流浆箱通常设计为带有阶梯扩散器的管束湍动发生器,阶梯扩散器的大小决定湍流的尺寸。
喷浆嘴收缩比和堰板开度对成邪拿殴蟊龌嵬凡有重要影响,喷浆嘴收缩比的变化可控制喷浆嘴产生的拉伸应力,这种拉伸应力对湍流强度有直接影响。堰板开度大小影响流浆箱流量、浆浓和喷浆嘴收缩比。开度大,收缩比小,浆浓低,流量大;开度小,收缩比大,浆浓高,流量小。流浆箱的运行性能对成形的影响复杂而重要,这些因素的控制要在实践中逐渐摸索。
浆网速比
浆网速比主要影响网部纤维的定向排列,反映在纸页各向异性的变化上。在夹网成形过程中可通过控制浆网速度差产生的定向剪切力来实现对纤维定向排列的控制。增加浆网速比,纤维定向排列程度提高,纸页的各向异性提高,纸页匀度好。
不同浆种对纸机浆网速度差产生的纸页各向异性的反应程度不同,浆网速度差对针叶木浆纸页各向异性的影响程度大于阔叶木浆,在夹网辊脱水过程中,浆网速度差对含有针叶木KP浆的浆料的纸页成形影响显著。
浆网速比主要影响网部纤维的定向排列,反映在纸页各向异性的变化上。在夹网成形过程中可通过控制浆网速度差产生的定向剪切力来实现对纤维定向排列的控制。增加浆网速比,纤维定向排列程度提高,纸页的各向异性提高,纸页匀度好。
不同浆种对纸机浆网速度差产生的纸页各向异性的反应程度不同,浆网速度差对针叶木浆纸页各向异性的影响程度大于阔叶木浆,在夹网辊脱水过程中,浆网速度差对含有针叶木KP浆的浆料的纸页成形影响显著。
脱水板形状和安装距离
脱水板对提高纸页成形的作用并不是绝对的,而是处于一种动态的平衡状态,对于不同尺寸的成形其作用结果也不同,在脱水板产生的脉动压力脱水时,产生的拉伸应力能够破坏大的纤维絮聚体使其变小,改善大尺寸的纸页成形。另一方面脉动压力脱水产生的剪切应力会破坏已形成的纤维沉积层,这又会对纸页的小尺寸成形产生负面影响。
当脉动压力过大或脱水板脱水比例过大时,甚至对于大尺寸的成邪拿殴蟊龌嵬凡会产生负面影响。脱水板形状分为平面(带一定角度)、斜面和曲面脱水板箱。平面和斜面脱水板箱只与网子接触,起支撑和刮掉已脱出水的作用,而曲面脱水板箱以一定压力作用在网面上,使网子发生弯曲产生脉动压力进行脱水。
脱水板间的安装距离很重要,安装距离过大,会使成形区变长,增加投资成本,还会降低连续的脉动压力作用效果。距离过小,可能会导致相邻脱水板间脉动压力的相互干扰,降低每个脱水板片在脉动压力区产生的浆网之间剪切力大小。
研究发现,脱水板间可能产生的脉动压力干扰对纸页成形的负面影响并不显著。因此,根据生产实践,在不影响成形的前提下,应适当缩短脱水板间距离,使成形区更紧凑,节省投资。
脱水板对提高纸页成形的作用并不是绝对的,而是处于一种动态的平衡状态,对于不同尺寸的成形其作用结果也不同,在脱水板产生的脉动压力脱水时,产生的拉伸应力能够破坏大的纤维絮聚体使其变小,改善大尺寸的纸页成形。另一方面脉动压力脱水产生的剪切应力会破坏已形成的纤维沉积层,这又会对纸页的小尺寸成形产生负面影响。
当脉动压力过大或脱水板脱水比例过大时,甚至对于大尺寸的成邪拿殴蟊龌嵬凡会产生负面影响。脱水板形状分为平面(带一定角度)、斜面和曲面脱水板箱。平面和斜面脱水板箱只与网子接触,起支撑和刮掉已脱出水的作用,而曲面脱水板箱以一定压力作用在网面上,使网子发生弯曲产生脉动压力进行脱水。
脱水板间的安装距离很重要,安装距离过大,会使成形区变长,增加投资成本,还会降低连续的脉动压力作用效果。距离过小,可能会导致相邻脱水板间脉动压力的相互干扰,降低每个脱水板片在脉动压力区产生的浆网之间剪切力大小。
研究发现,脱水板间可能产生的脉动压力干扰对纸页成形的负面影响并不显著。因此,根据生产实践,在不影响成形的前提下,应适当缩短脱水板间距离,使成形区更紧凑,节省投资。
成形辊包裹角度
成形辊包裹角度是通过控制成形辊脱水能力和辊脱水板间的脱水比例来影响纸页成形的。
增大辊包裹角度意味着增大成形辊的脱水能力。对于较低浆浓和较大流量的上网浆来说,较大的成形辊包裹角度对纸页成形有积极的影响。
研究发现,改变包裹角度纸页匀度变化并不明显,主要是纸页的物理指标发生较大变化,包裹角度大,纸页的抗张和抗压强度明显好于小包裹角度情况下的强度。
成形辊包裹角度是通过控制成形辊脱水能力和辊脱水板间的脱水比例来影响纸页成形的。
增大辊包裹角度意味着增大成形辊的脱水能力。对于较低浆浓和较大流量的上网浆来说,较大的成形辊包裹角度对纸页成形有积极的影响。
研究发现,改变包裹角度纸页匀度变化并不明显,主要是纸页的物理指标发生较大变化,包裹角度大,纸页的抗张和抗压强度明显好于小包裹角度情况下的强度。