1.2.1 Описание технологического процесса производства картона

На участке приготовления волокнистой массы осуществляется роспуск, размол и составление композиции волокнистой массы, включая процесс ее транспортировки. Задачей роспуска является получение требуемого фракционного состава волокнистой массы из целлюлозы, макулатуры, оборотного брака и отходов.

Целлюлоза и макулатурная масса, подготовленные на технологических потоках завода макулатурной массы подаются из гидроразбивателей, где осуществляется их роспуск, в соответствующие машинные бассейны покровного слоя, подслоя, среднего слоя, нижнего слоя. Общая технологическая схема картонного производства предоставлена на рис. 1.2.1.

Сортирование волокнистой массы в постоянной части машины

Потоки I и II вакуум-формующего цилиндра

Из машинного бассейна покровного слоя емкостью 65 м³ беленая целлюлоза массными насосами и подается в кольцевой трубопровод, давление в котором регулируется клапаном. Далее из кольцевого трубопровода через задвижки переключения потоков масса подается на первые смесительные насосы с концентрацией 3,0 - 3,5 %. После первых смесительных насосов масса поступает на вихревые конические очистители I ступени марки DR2-D, на которых за счет центробежной силы удаляются тяжелые частицы размером 0,05 мм, удельный вес которых выше, чем удельный вес целлюлозной массы. Регулирование количества отходов (около 2 - 4 % от объема) производится за счет постоянного перепада давления на входе и на выходе центриклинеров. Визуально за выходом отходов в сборный канал можно наблюдать через прозрачную трубку, одетую на форсунку.

Разбавление массы перед центробежными очистителями происходит за счет воды из сборников подсеточной воды. Из сборников вода насосами подается в сборник отходов после I ступени центриклинеров, для разбавления отходов, которые в свою очередь насосами через клапана, регулирующие уровень в сборнике отходов, подается на II ступень вихревых конических очистителей типа DR1-S2 с концентрацией менее 1 %. Отходы от очистителей II ступени сбрасываются в канализацию, а очищенная масса возвращается во всасывающие патрубки первых смесительных насосов. Очищенная масса от вихревых конических очистителей I ступени поступает на вторые смесительные насосы. Вторые смесительные насосы подают массу на вертикальные сортировки (узлоловители закрытого типа) марки SP-1000 с перфорированным ситом (диаметр отверстий 2,2 мм), очищенная масса из которых поступает в потокораспределители первого и второго вакуум-формеров. Отходы от узлоловителей поступают на вибрационные сортировки фирмы "Финк", отсортированная масса с которых возвращается во вторые смесительные насосы через клапана, поддерживающие уровень в ваннах под вибрационными сортировками. Отходы от вибросортировок собираются в емкость отходов и отвозятся на свалку.

Потоки III, IV, V, VI, VII и VIII вакуум-формующих цилиндров

Потоки III, IV, V, VI, VII, VIII вакуум-формующих цилиндров отличаются от описанных выше потоков I и II вакуум-формеров отсутствием вихревых конических очистителей I и II степени.

Масса из машинных бассейнов подслоя, среднего слоя и нижнего слоя поступает на массные насосы и далее в кольцевые трубопроводы давление в котором регулируется клапанами. Из кольцевого трубопровода масса с концентрацией 3,0 - 3,5 % через задвижки подается в смесительные насосы, где происходит ее разбавление до концентрации от 0,25 до 0,9 %. Вода на разбавление поступает во всасывающие патрубки смесительных насосов из сборников оборотной воды.

Смесительными насосами масса подается на узлоловители закрытого типа марки SP-1200, имеющие ситовой барабан со шлицевыми отверстиями шириной 0,45 мм.

Очищенная масса от узлоловителей поступает в потокораспределители III, IV, V, VI, VII, VIII формующих цилиндров. Отходы от узлоловителей поступают на вибрационные сортировки фирмы "Финк". Очищенная масса от вибрационных сортировок возвращается во всасывающие патрубки смесительных насосов через клапана, которые поддерживают заданный уровень в ваннах под вибрационными сортировками. Отходы от вибросортировок собираются в емкость отходов и отвозятся на свалку.

В зависимости от вида вырабатываемой продукции подача массы (потоков покровного слоя, подслоя, среднего и нижнего слоев) на конкретные вакуум-формующие цилиндры может существенно отличаться с помощью задвижек переключения потоков.

Варианты распределения представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Распределение массы по вакуум-формерам.

Подача химикатов

Глинозем сернокислый марки "А" концентрацией 40 - 60 г/л подается во всасывающий патрубок насоса машинного бассейна каждого элементарного слоя картона и (или) перед вторым смесительным насосом каждого вакуум-формера. Расходом 18 - 40 кг/т. Предназначен для нейтрализации анионных загрязнений и для проклейки в массе.

Клеевая эмульсия ASA "Райсофоб" концентрацией 1,6 - 1,8 % подается перед первым смесительным насосом I и II вакуум-формера и перед вторым смесительным насосом III, IV, V, VI, VII, VIII вакуум-формеров с расходом 1,8 кг/т. Предназначен для нейтральной проклейки.

Мел подается перед вторым смесительным насосом I и II вакуум-формера для всех марок картона, кроме марки ОБ с расходом 7,2 кг/т слоя. Предназначен как наполнитель в покровном слое для экономии волокна и для повышения гладкости картона.

Крахмал катионный, картофельный "Райсомюл-135" концентрацией 20 - 25 г/л подается во всасывающий патрубок второго смесительного насоса каждого вакуум-формера с расходом 8,5 кг/т слоя. Предназначен для увеличения механических показателей: жесткости, межслоевой прочности.

Крахмал катионный, зерновой "Райсомюл-215" концентрацией 15 - 18 г/л подается спрысками между вакуум-формерами с расходом 9 кг/т слоя. Предназначен для увеличения межслоевой прочности и энергии связей по Скотт-Бонду.

Крахмал катионный, картофельный "Райсомюл-406" концентрацией 50 - 60 г/л подается на клеильный пресс с расходом 9,8 кг/т слоя. Предназначен для снижения пылимости, увеличения гладкости и жесткости картона.

Полиакриламид "Праестол-851" концентрацией 1,3 - 1,4 г/л подается после вертикальных сортировок всех вакуум-формеров с расходом 0,2 - 0,3 кг/т слоя. Предназначен для удержания мелкого волокна, улучшения обезвоживания, улучшения формования листа.

Оптический отбеливатель марки Белофор ОБ концентрацией 1,0 - 1,5 г/л подается в машинный бассейн покровного слоя с расходом 0,9 кг/т слоя. Предназначен для достижения заданной белизны покровного слоя.

Краситель Картазол-Шварц (черный) концентрацией 20 - 25 г/л подается в массный трубопровод перед вторым смесительным насосом VIII вакуум-формера с расходом 0,2 кг/т слоя. Предназначен для подкраски нижнего слоя коробочного картона.

Формование картона

Подача массы на формующие цилиндры осуществляется через напускные устройства. К напускному устройству масса подводится через поперечный конический потокораспределитель (диффузор). Формирование элементарного слоя картона осуществляется на участке поверхности формующего цилиндра, ограниченного верхней регулируемой и нижней неподвижной губами.

Прошедшая через вертикальную сортировку волокнистая масса поступает в конический трубный распределитель напускного устройства, где изменяет направление потока и распределяется в поперечном направлении по ширине картоноделательной машины.

Из конического трубного распределителя масса попадает в ступенчатый диффузор, в котором равномерно распределяется по всей ширине формирования полотна картона и изменяет режим течения с ламинарного на микротурбулентный. Это способствует разрыхлению сгустков. Пропускная способность диффузора находится в пределах от 4400 до 12700 л/мин.

Из ступенчатого диффузора волокнистая масса поступает в подающий канал напускного устройства. В зазоре подающего канала волокнистая масса достигает необходимой для листообразования скорости потока.

Далее волокнистая масса подается в пространство, ограниченное верхней губой напускного устройства и сеткой вакуум-формующего цилиндра.

В пространстве под верхней губой на сеточном цилиндре начинается процесс образования элементарного слоя картона. Процесс формирования и обезвоживания производится при помощи вакуума создаваемого отсасывающей камерой, установленного внутри формующего цилиндра.

Сформированный элементарный слой картона соединяется с движущимся съемным сукном и поступает под отжимной вал. Отжим служит для обезвоживания образовавшегося полотна картона, передачи на съемное сукно элементарных слоев и соединения их в единое картонное полотно.

У образовавшегося на сеточном цилиндре элементарного слоя обрезают (отсасывают) кромки, ширина которых лежит в пределах 3 - 6 мм. Обрез кромок в этом месте является важной операцией, так как способствует безобрывной работе всей машины. Обрез кромок проводят с помощью вакуумных сопел.

Формирование и соединение слоев картона осуществляется в следующей последовательности: от VIII к I вакуум-формеру. Вначале идет формирование и обезвоживание элементарного слоя последнего вакуум-формера нижнего слоя, который прикрепляется к съемному сукну; затем идет образование элементарных слоев среднего слоя, которые соединяются последовательно с нижним; далее элементарные слои подслоя последовательно соединяются со средним слоем; и наконец покровный слой соединяется с подслоем.

Подаваемое на вакуум-формер количество волокнистой массы должно быть рассчитано, исходя из производительности потоков и условия, что массу 1м² элементарного слоя можно изменять в пределах от 30 до 110 г/м².

Массовая доля волокна в напускном устройстве поддерживается постоянно по абсолютно сухому веществу с помощью изменения производительности смесительного устройства. При увеличении производительности насоса массовая доля волокна снижается при неизменном положении массной задвижки.

Прессование картона

После сеточной части картонное полотно поступает в прессовую часть. Проходя между валами, полотно механически обезвоживается за счет создания определенного давления между ними. Здесь картон уплотняется, становится более прочным. Прессование играет важную роль в соединении элементарных слоев при выработки многослойных видов картона. От сухости картонного полотна во многом зависит повышение производительности сушильной части, снижение расхода пара, а следовательно, и экономичность работы картоноделательной машины. Необходимо стремиться к максимальному увеличению сухости картонного полотна еще в мокрой части машины, чтобы картонное полотно поступало на сушки при минимально возможном влагосодержании. При этом, однако, следует избегать чрезмерного прессования картонного полотна, так как дополнительный расход энергии на работу приводов прессовых валов не компенсируется экономией в расходе пара и повышением производительности сушильной части.

Кроме того, высокое давление прессование значительно снижает толщину картона, что ведет к снижению показателя жесткости картона. Поэтому необходимо установить оптимальные условия прессования при умеренном снижении жесткости картона.

Сушка картона

После прессовой части мокрое картонное полотно поступает в сушильную часть картоноделательной машины, где происходит дальнейшее обезвоживание картонного полотна до влажности 5-8 %. При сушке не только обезвоживается картонное полотно, но одновременно происходит дальнейшее уплотнение и сближение волокон. В результате повышается механическая прочность и гладкость картона.

Движущееся картонное полотно прижимается к нагретой поверхности сушильных цилиндров при помощи сушильных сеток, улучшающих теплопередачу и предотвращающих коробление и скручивание картона при сушке.

Сушка картона производится постепенно. Температура цилиндров в начале сушки не должна превышать 50 - 60 ⁰С. В последующих группах температура цилиндров повышается, достигая в середине сушильной части 130 - 135 ⁰С. Клеильный пресс установлен между VI и VII приводными группами. Картон поступает на клеильный пресс при сухости 80 - 85 %. Спрысками он непрерывно орошается с обеих сторон клеем, нагретым до температуры 40 - 60 ⁰С и проходит через валы пресса.

После клеильного пресса картонное полотно, во избежании образования складок, равномерно расправляется по ширине при помощи разгонного вала и поступает в досушивающую часть с раздельным пароснабжением верхних и нижних цилиндров. Раздельное пароснабжение позволяет создать различную температуру в верхних и нижних цилиндрах и тем самым выровнять влажность поверхностного и нижнего слоев картона. Неравномерная влажность слоев ведет к увеличению скручиваемости картона.

В досушивающей части картон необходимо высушить до сухости 92 - 95 и выровнять влажность его поверхностного и нижнего слоев.

Температура цилиндров после клеильного пресса должна увеличиваться постепенно. В конце сушильной части необходимо снизить температуру сушильных цилиндров. Окончательно картон охлаждается на двух холодильных цилиндрах, где, кроме того, наружные слои увлажняются на 1 - 2 % за счет влаги, сконцентрированной на поверхности цилиндров. Увлажнение наружных слоев картона способствует повышению его гладкости при каландрировании и предупреждает появления морщин на картоне перед каландром, поскольку после сушки картон недостаточно эластичен.

Каландрирование и намотка картона в рулоны

Картонное полотно после сушки и охлаждения имеет шероховатую поверхность, поэтому после холодильных цилиндров оно проходит машинный каландр. В результате каландрирования поверхность картона приобретает необходимые гладкость, лоск, сомкнутость. После каландра картон направляется на накат, которым он наматывается в рулон.

Отделка картона

С наката картоноделательной машины тамбуры с намотанными на них картоном мостовым краном подается к меловальной установки фирмы "Ягенберг" или к продольно-резательному станку С5-304. После меловальной установки тамбуры с картоном также подаются на продольно-резательный станок, на котором картонное полотно наматывается в рулоны диаметром 1100 мм. Ширина (формат) рулонов определяется требованиями заказчика и может составлять от 525 до 2100 мм с двумя обрезными кромками или 2150 мм с одной обрезной кромкой.

С продольно-резательного станка рулоны картона поступают на транспортно-упаковачную линию ТГ-1, на которой рулоны взвешиваются, маркируются и упаковываются. Перед упаковкой в гильзу каждого картона с обеих сторон забиваются пластмассовые пробки. Взвешивание и маркировка рулонов ручные. Упаковка картона осуществляется на рулоноупаковочном станке УР-06. На упакованные рулоны наклеиваются этикетки, и рулоны направляются по системе транспортеров в склад готовой продукции.