造紙機歷史沿革

1798年法國人N.L.羅伯爾首次提出造紙機的構(gòu)思,并取得政府的專利權(quán),但他并未制成機器。英國人S.&H.福德里尼爾兄弟購得這項專利權(quán)后,交由B.唐金改進設(shè)計并試制，1803年成功地制作出第一臺能抄紙的長網(wǎng)造紙機，又稱福德里尼爾紙機。圓網(wǎng)成形器是英國人J.迪金森于1809年發(fā)明的。1820年T.B.克蘭普頓首先用火加熱鐵板圓筒烘紙，直到1872年杰克遜發(fā)明了用虹吸管排除冷凝水的蒸汽加熱烘缸。1828年寒丁發(fā)明了壓輥。1863年賀立歐克 (Holyoke)紙廠發(fā)明了五輥超級壓光機。前后用了近百年的時間逐步完善了圓網(wǎng)和長網(wǎng)紙機的機型?，F(xiàn)代所有造紙機基本上屬于這兩個機型的范疇。

將符合造紙要求的紙漿水懸浮體經(jīng)濾網(wǎng)脫水成形、機械擠壓脫水和干燥等過程而抄制成紙的機器。造紙機包括完成以上工藝過程的成形、壓榨、烘干 3個主要部分,并配有必要的整飾、卷取及傳動裝置,以及供漿、漿料及白水循環(huán)、真空、通風排氣、損紙?zhí)幚砗蜐櫥?、自控等輔助系統(tǒng)。造紙機的規(guī)格常以其所抄造的成紙幅寬（簡稱抄寬）、銅網(wǎng)幅寬和優(yōu)選的工作車速來表示。現(xiàn)代大型造紙機的抄寬可達11m，工作車速達1000m/min以上,日產(chǎn)紙量達數(shù)百噸,整臺機械的重量達千噸以上，長達百余米。在一般發(fā)展中國家以及一些特種紙的生產(chǎn)中使用較多的為小型造紙機,其抄寬1～3m，工作車速每分鐘幾十米至200米。

習慣上按所采用的紙頁成形器類型將紙機分成長網(wǎng)、圓網(wǎng)、夾網(wǎng)及長圓網(wǎng)混合等機型；也有依其主要產(chǎn)品品種而分成文化用紙紙機(包括新聞紙）、板紙機（包括包裝用紙）、衛(wèi)生紙機、特殊紙紙機；或按產(chǎn)紙厚薄分為薄型紙機、紙板機和常規(guī)紙機。

根據(jù)抄造工藝的需要,紙機結(jié)構(gòu)形式多樣,一般均由流送、成形、壓榨、烘干、整飾、卷取及傳動等部件和輔助系統(tǒng)等配套設(shè)備組成。

造紙機成形部

由流漿箱、胸輥、成形網(wǎng)、吸水箱及伏輥等組成。流漿箱布漿器將流送系統(tǒng)送來的成漿均勻地噴送到成形網(wǎng)上，漿速與網(wǎng)速應(yīng)相匹配?？刂茲{速與網(wǎng)速是選用流漿箱箱型的主要因素。全封閉水力式流漿箱是以調(diào)節(jié)沖漿泵的送漿壓力來調(diào)整漿速，適用于高速紙機；氣墊式流漿箱是以調(diào)節(jié)氣墊壓力來調(diào)速，而開敞式高位流漿箱則以調(diào)整箱內(nèi)漿位高度來調(diào)速，適用于中速紙機；開敞式隔倉流漿箱則適用于低速紙機。成形網(wǎng)為無端環(huán)狀網(wǎng)，在胸輥與伏輥之間，形成一個水平的或略帶傾斜度的平直網(wǎng)面，作為紙漿脫水的工作段，習慣稱它為網(wǎng)案,因而稱為長網(wǎng)。若將無端成形網(wǎng)置于圓形網(wǎng)籠上,成為弧形的脫水成形的工作段，稱為圓網(wǎng)。若用鉆有孔眼的鋼制網(wǎng)鼓,從軸端抽吸真空,以加速成形網(wǎng)網(wǎng)面上的紙漿脫水則稱為真空圓網(wǎng)或真空成形網(wǎng)。若紙漿是在兩張長網(wǎng)相夾持下，兩網(wǎng)同時進行脫水成形則稱為夾網(wǎng)成形器(圖2 )。這些成形器采用了不同形式的脫水元件，使網(wǎng)上的紙漿加速脫水。元件分有靜止、轉(zhuǎn)動和兩者兼用等 3類。靜止元件如脫水板、弧面真空箱等，轉(zhuǎn)動元件如案輥、真空成形輥等。除用單一形式成形器組成長網(wǎng)紙機、圓網(wǎng)紙機、夾網(wǎng)紙機外，還有用多長網(wǎng)、多圓網(wǎng)、多夾網(wǎng)和多種形式長圓網(wǎng)混合式成形器組合的成形部。

造紙機壓榨部

對成形后的濕紙頁以加壓的方式進一步脫水。它由輥面硬和軟的兩個輥子，如石輥和膠輥相配組成一組壓榨。壓榨部由同形式或不同形式的壓榨組組成，其中在習慣上還包括真空吸移裝置。壓榨時，以適當規(guī)格的毛布承托紙頁，它可以勻布加壓壓力并帶走部分被壓榨擠壓出來的水分，并可增強加壓的壓力，提高壓榨脫水能力。低速紙機多采用20～60kN/m的線壓力，高速紙機采用高達210kN/m線壓力,當采用高沖量壓榨時，如濕抄機壓榨可高達350kN/m線壓力;將包膠輥制成真空壓輥、溝紋壓輥、襯網(wǎng)壓輥、盲孔壓輥等，以更有效地將壓榨水帶離壓區(qū)，這些都是50年代以來采用提高壓榨脫水效率的新技術(shù)。之后又采用復(fù)式壓榨結(jié)構(gòu)形成封閉引紙。它由二組或三組壓榨合并組成，由真空吸移輥將濕紙從成形網(wǎng)上剝離，用毛布承托送入復(fù)合壓榨，以后紙頁在各壓輥間傳遞，從而消除了過去紙頁在壓榨之間受著自重等因素的牽引作用造成斷頭的現(xiàn)象。80年代以來，出現(xiàn)了寬壓區(qū)壓榨技術(shù)，強韌的橡膠帶或膠輥，在強力受壓時變形,從而有著高達750kN/m線壓力和較寬的接觸面，有著明顯延長的脫水時間而大大提高了壓榨脫水能力，在高速紙機上效果更為突出。出壓榨的紙頁干度可以從過去的30～37%提高到43～45%，有的甚至達到50%。紙頁接觸光滑的硬輥面的次數(shù)或是粗糙膠面的次數(shù)以及各面的脫水量的多少，都會影響紙頁的表面質(zhì)量。處理合理則可以明顯減少紙頁兩面平滑度的差異，反之也可以造成兩面平滑度差異增大。

造紙機干燥部

由齒輪傳動或由毛布帶動若干個烘缸為一組，若干組烘缸構(gòu)成干燥部。各組烘缸的線速度可以分別調(diào)整，保持各組烘缸之間微量速差以補償紙頁在干燥過程中的收縮。出干燥部的紙頁干度一般在92～94%左右。在干燥部末端，一般配有冷缸，使水氣能在冷缸面上凝聚。冷凝水可以濕潤紙頁表面以利于在整飾中得到較佳的表面平滑度。烘缸直徑以1.5m的效果最好。單面光紙可以通過采用高硬度、高光潔度缸面的大直徑烘缸而得到較高的單面光澤度,大直徑烘缸直徑一般采用3～7.5m。

造紙機表面整飾部

用多工序處理以取得良好的表面質(zhì)量。大多數(shù)紙在紙機后都經(jīng)過機械壓光機壓光，使紙面平整一致。機械壓光機由若干個冷鑄鐵輥制成，以各輥子的自重或另加壓將紙面壓平。若需要更高表面平滑度則要用超級壓光機壓光。它一般由紙粕輥和冷鑄鐵輥相間排列組成。根據(jù)使用要求不同，一些品種要經(jīng)表面施膠來改進表面質(zhì)量；有的要經(jīng)過表面涂布，以改進外觀質(zhì)量或印刷質(zhì)量。表面施膠、涂布可以用成紙在紙機外通過施膠機及涂布機進行加工，也可以將施膠機及涂布設(shè)備組合在紙機內(nèi)進行機內(nèi)加工。

造紙機傳動系統(tǒng)

將紙機各部位聯(lián)接同步運轉(zhuǎn)，使機械電氣構(gòu)成一體。由機械減速裝置、調(diào)速穩(wěn)速裝置、分部傳動裝置等構(gòu)成，均采用電力為動力源。

造紙機白水系統(tǒng)

是對紙機成形部脫水的回收、處理和回用系統(tǒng)。包括白水的收集、輸送、過濾或沉淀、氣浮等設(shè)備，以分離回收纖維及填料復(fù)用，以及將清凈的白水在造紙工藝過程中循環(huán)利用的整個系統(tǒng)。

造紙機輔助系統(tǒng)

由與紙機配套的電氣系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、車間給排汽系統(tǒng)、損紙?zhí)幚怼嚎s空氣系統(tǒng)、供汽供水排水系統(tǒng)等所組成。

設(shè)備或系統(tǒng)在使用過程中，因某種原因喪失了規(guī)定功能或降低了效能而造成停機時，稱為設(shè)備故障。造紙機的停機故障主要有兩類：生產(chǎn)性固有故障和設(shè)備性故障。

（一）生產(chǎn)性固有故障停機特性與規(guī)律

這類停機主要是以保證產(chǎn)品質(zhì)量和滿足生產(chǎn)工藝要求進行的工作，尤其生產(chǎn)高檔文化紙更為突出，產(chǎn)生停機的主要原因：一是刷洗工作，濕部濾水和脫水元件（或材料）在使用一定時間后其功能下降，脫、濾水達不到初始效果，需要定期清洗。二是更換主要工藝裝備，比如銅網(wǎng)、毛布達到使用壽命后，需要定期更換；壓榨膠輥、石輥受紙和刮刀接觸磨損，輥面中高發(fā)生變化，會影響產(chǎn)品質(zhì)量，也需定期修復(fù)。

（二）設(shè)備性故障停機特點與分析

由于造紙機生產(chǎn)過程的特殊性和復(fù)雜性，設(shè)備性故障有以下特點：

1、設(shè)備故障點多，經(jīng)常發(fā)生設(shè)備故障停機；

2、某些零部件使用壽命短，更換備件的頻率較高；

3、故障周期和所占用的維修時間差距較大，難以管理。造紙機產(chǎn)生設(shè)備性故障的原因是多方面的。造成設(shè)備性故障的主要原因有：

1、磨損：原因一，長期與銅網(wǎng)、毛布或紙漿、成型紙接觸磨損的零部件和設(shè)備，如漿泵、碎漿機、除砂器、真空箱面板、壓榨輥、壓光輥等；原因二，零部件之間相對頻繁運動的部位，如刮刀、進汽頭、氣缸、真空伏輥、真空泵等。

2、潤滑：機械轉(zhuǎn)動離不開軸承，以轉(zhuǎn)動輥為主的造紙機，輥的種類和數(shù)量繁多，各種型號的軸承有數(shù)百個，所以潤滑管理工作相當重要，尤其受水、高溫、重載的影響，潤滑油（脂）容易流失、蒸發(fā)、老化，以致破壞潤滑效果，造成軸承損壞和軸頭磨損。因此，定期檢查加油是必不可少的。

3、疲勞：重載和連續(xù)運行的機械容易發(fā)生疲勞破壞。在造紙機上，由于某些部位受機械結(jié)構(gòu)和運行原理的制約，零部件（如網(wǎng)案搖振彈簧板、電磁離合器吸盤、聯(lián)軸器防超載銷釘?shù)龋┰O(shè)計強度不能太大，以免發(fā)生損壞。解決的方法，可以采取維修技改等措施。

傳動齒輪箱滲漏：

紙機在安裝運行一段時間后，齒輪箱各個嚙合點出現(xiàn)不同程度的滲漏，在紙機基礎(chǔ)板處形成聚集油區(qū)，出現(xiàn)這種情況分析總結(jié)出以下幾點原因造成的：

（1）由于烘缸的質(zhì)量重心非均勻分布（烘缸單缸重5頓左右），加上烘缸為蒸汽加熱，在設(shè)備運行中，高壓蒸汽在烘缸中形成冷凝水，在高速運轉(zhuǎn)時造成冷凝水排水不利，在烘缸內(nèi)形成一個離心力，烘缸要釋放這個力中只能向烘缸兩端竄動，引起齒輪嚙合處產(chǎn)生的一定頻率的震動。通?，F(xiàn)代多缸紙機由55-80個缸組成，在運行中一起產(chǎn)生如此震動，導(dǎo)致各嚙合位置滲漏，此原因為滲漏的主要產(chǎn)生原因；

（2）由于烘缸為飽和蒸汽加熱，蒸汽溫度為120℃-130℃。金屬機架在密閉汽罩內(nèi)自吸熱可達150℃,熱脹冷縮讓個別部位配合位置間隙過大（如烘缸與齒輪箱結(jié)合點），形成滲漏；

（3）齒輪箱各個零件嚙合面間涂抹密封劑，長時間的高溫震動，導(dǎo)致密封失效，而滲漏；

（4）齒輪箱是鑄件，生產(chǎn)過程中要經(jīng)過時效處理。如果時效時間短，齒輪箱的內(nèi)應(yīng)力未全部消除，安裝好的齒輪箱在運行中會繼續(xù)變形，進而導(dǎo)致滲漏；

（5）在安裝或檢修過程中，軸承壓蓋、齒輪壓蓋、齒輪半軸的的材料不同，在運行中受熱膨脹的系數(shù)也就不同，因此在安裝時要求膨脹間隙大于一定標準。在齒輪箱的實際運行和安裝過程中，由于檢修安裝工藝不當，膨脹間隙小于標準值就會造成齒輪箱在運行中承受了齒輪箱內(nèi)部件強大的膨脹力產(chǎn)生變形，而形成滲漏；

（6）為了保證齒輪箱結(jié)合面的密封作用，對每個螺栓的冷緊、熱緊螺栓伸長量也都有明確的規(guī)定。但是在實際檢修工作中，如果沒有按照要求緊固螺栓，都會造成結(jié)合面變形形成滲漏。

高分子復(fù)合材料現(xiàn)場修復(fù)優(yōu)勢及可行性分析

現(xiàn)場修復(fù)是興起的一種檢修模式，其原理是在不拆卸損壞設(shè)備或部件的前提下，采用高分子復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)在現(xiàn)場進行修復(fù)。修復(fù)用的復(fù)合材料高分子滲透形成的分子間的作用力使其與修復(fù)部件形成優(yōu)異的附著力，滿足設(shè)備在運行中承受各種復(fù)合力的要求。此類修復(fù)材料以福世藍高分子復(fù)合材料性能最為可靠。

現(xiàn)場修復(fù)精度通過幾個環(huán)節(jié)保證：修復(fù)位置牢固可靠，金屬表面清潔、干燥。

。夾網(wǎng)造紙機主要結(jié)構(gòu)特征是：流漿箱放在網(wǎng)部的上端（直立式）并有對稱安裝呈楔形的兩張長網(wǎng)（普通長網(wǎng)造紙機只有一張長網(wǎng)），這就叫夾網(wǎng)成形器。該成形器可以靈活地控制，使兩張網(wǎng)或慢慢打開，或逐漸匯攏，調(diào)整生產(chǎn)紙種的定量。從壓榨部起以后的干燥部、壓光部、卷取部等結(jié)構(gòu)均與一般長網(wǎng)造紙機基本相同。夾網(wǎng)造紙機的設(shè)計，成紙的縱橫向差和兩面性都比較小，故質(zhì)量較好。能夠生產(chǎn)定量為8-350克/米2各種文化及生活用紙，如印刷紙、涂布原紙、餐巾紙、衛(wèi)生紙等。

Fourdrinier machine

由濕部(包括流漿箱、成形器、壓榨部)和干部(干燥、壓光、卷取)組成。根據(jù)成形器和干燥烘缸的數(shù)量，可分為單長網(wǎng)、雙長網(wǎng)、多長網(wǎng)、長網(wǎng)多缸、楊克式等機型；按車速又可分低速的和高速的。生產(chǎn)新聞紙等大宗產(chǎn)品的造紙機多屬高速造紙機，其產(chǎn)量大，車速已超過1200m/min，幅寬達10m。2100433B