2023-11-01    來源：    作者：諸葛寶鈞  瀏覽次數(shù)：5109

造紙靴式壓榨與國產化

                     

                   淄博泰鼎機械科技有限公司   諸葛寶鈞

一、 造紙靴式壓榨的發(fā)展簡史

壓榨部是造紙機生產線最關鍵的部分之一。除了紙張的勻度、

橫幅定量差等少數(shù)指標，其余的與造紙機有關的指標幾乎都與壓榨部有關。而作為壓榨部的主要功能壓榨脫水的理論基礎是壓榨沖量。即壓榨沖量=紙幅在壓區(qū)內承受的壓強×紙幅在壓區(qū)內停留的時間=壓強×=線壓力/工作車速。

上述式子揭示了紙機壓榨部的參數(shù)與壓榨脫水量之間的關系。受限于紙幅在壓區(qū)所能承受的壓強，只有加大壓區(qū)寬度才能延長紙幅在壓區(qū)的停留時間，提高脫水效果。與擰濕毛巾脫水相似，扭力大而且時間長才能多出水。由于輥式壓榨壓區(qū)寬度僅有40～70mm，而靴式壓榨提高到250m～300mm，大大延長了紙幅在壓區(qū)停留的時間，增大了壓榨沖量，提升了脫水效果。

世界是上最早的靴壓是上世紀80年代美國Beloit敞開式靴壓。1984年VOITH推出封閉式靴壓輥；1996年推出配置分區(qū)可控中高輥的NipcoFlex靴壓。VOITH靴壓于上世紀90年代投入使用。Valmet靴壓于1983年進行技術研發(fā)，1990年和1996年分別安裝于板紙機和文化紙機。我國南平紙業(yè)是較早使用Valmet靴壓的公司之一。國內自1998年開始在高速大型文化紙機上使用靴壓。2016年我國已有250多套靴壓用于各種紙機，近幾年國內已使用靴壓數(shù)量越來越多。尤其是新上的大型紙機，靴壓是必配的關鍵部件。

在世界上最先進的造紙生產線引入國內以來，我國造紙機械行業(yè)奮力拼搏，負重前進，已有相當大的競爭力。隨著造紙機最關鍵三大件流漿箱、靴式壓榨和壓光機的技術突破，我國高速大型紙機已初露真容，指日可待。

二、 國內靴式壓榨發(fā)展情況

多年來，各大專院校、科研院所的專家教授以及使用國外靴

式壓榨的專業(yè)人員已發(fā)表了若干有關靴式壓榨的論述文章，對于廣大造紙機械行業(yè)的有關人員起到了良好的啟蒙作用。但要把靴式壓榨變成中國人自己的產品并得到國內外造紙企業(yè)的認可，則是“路漫漫其修遠兮，必將上下而求索”。

國內有關企業(yè)自本世紀初即開始研發(fā)靴式壓榨，做了大量的有益探索，并取得初步成效。我公司對靴式壓榨也是早有關注。在各級領導和造紙行業(yè)朋友的鼓勵關懷下，泰鼎公司研發(fā)的配置分區(qū)可控中高輥的用于玉田順發(fā)5660/1000紙機四輥三壓的靴式壓榨于2019年上半年投產。

靴壓與紙機運行情況大大優(yōu)于原來的期望值。該紙機在施膠機等進行改造和并優(yōu)化調整后，正常車速950～970m/min，線壓1000kN/m以上，用全國廢紙漿生產70g/m²低定量箱板紙，質量良好。

在此，我們向敢于吃螃蟹、大力支持國產靴壓的河北玉田順發(fā)紙業(yè)致敬，并表示深深的謝意。該機也是與許昌中亞三方共同合作的成功案例。玉田順發(fā)這臺紙機生產線的特點是：紙機全國產，原料全國廢，產品低定量，質量優(yōu)良，供不應求。該機采用了泰鼎靴式壓榨和壓光機，壓榨部、施膠機和卷紙機的液壓控制系統(tǒng)也均由泰鼎提供，整機自動化水平有一定提高。

三、國產靴式壓榨成功投產的意義

玉田順發(fā)紙機的成功，標志著我國5660幅寬，車速1000m/min的紙機完成了破繭化蝶，這個坎算是過去了。2021年安徽蕭縣林平首先推出6660/1000包裝紙機，泰鼎獲得該機靴式壓榨和壓光機定單。該機投產后很快達到設計要求，出壓榨部紙幅干度52%以上，烘干蒸汽消耗明顯降低。泰鼎已獲得40余臺靴壓定單，其中6660紙機靴壓近10臺。已投入運行的靴壓經過與紙機的磨合、調整，均運行正常。

1. 與高速大型紙機配套的國產流漿箱、施膠機已逐漸突破，靴壓的成功掃除了我國大型高速紙機的最大障礙。

2．靴式壓榨的優(yōu)點大家已耳熟能詳。尤其是大幅降低蒸汽消耗，降低能源成本是當下造紙企業(yè)的迫切需要。國家要求紙廠煤改氣，使用靴壓勢在必然。

3．使用靴式壓榨明顯改善了紙機運行質量，利于提高車速，提升成紙品質。

4．由于國產靴式壓榨價廉物美，可大幅減少進口靴壓的設備投資并降低紙機和廠房的成本。

四、靴壓研發(fā)的思考

身著綠色軍裝的世界著名科學家、國家杰出貢獻科學家、兩彈一星元勛錢學森在人民大會堂的頒獎會上曾經說，我們所做的只是把前人的研究成果付諸實施，用于實踐而已。

靴式壓榨是液體靜壓支承原理和液體動壓支承原理的特殊應用。我們應感謝牛頓、雷諾、柏努利等科學家給我們提供了銳利的理論武器。美國Beloit首先用動壓支承原理發(fā)明了可控中高輥，其功能類似于游泳輥。用靴套代替金屬輥殼，動壓支承板圓弧內凹變成靴板，即組成了靴壓輥。而靜壓支承原理用于分區(qū)可控中高輥，徹底解決了任何幅寬、任何車速、任何線壓的壓光機紙幅厚度控制的問題。作為靴壓輥的配對輥，可以不受線壓力大小的限制，完全滿足大幅寬、高線壓的承載要求。對于液體動靜壓支承的充分透徹的學習理解，融匯貫通，是設計研究靴壓的基礎。否則只能是照貓畫虎，瞎子摸象，不得要領。

靴式壓榨的液壓控制系統(tǒng)是非常復雜的液壓控制裝置。其油箱容積達到20多立方米。管路復雜，占地面積大。其控制功能主要有：靴板的動靜壓潤滑、靴壓輥冷卻、潤滑；靴板加壓控制。配對分區(qū)可控輥的靜壓支承控制與冷卻。總之，液壓控制是靴式壓榨的靈魂與核心技術。對于液壓控制系統(tǒng)的深入學習研究，靈活運用，是做好現(xiàn)代機械設備的重要條件。

大型靴壓輥和配對輥支承梁承受125t/m的巨大載荷，其強度、剛度和安全性至關重要。為確保安全可靠，只好在12000t壓力機上采用熱模鍛，雖然費用較高，但用戶放心滿意。

靴板是靴式壓榨的關鍵件，其曲面設計與加工精度直接影響脫水效果與靴套安全。我們利用數(shù)控龍門刨銑磨床，對數(shù)控系統(tǒng)進行改造并增加拋光研磨裝置，很好在達到了設計要求。

靴式壓榨的分區(qū)可控中高輥輥殼屬于大型精密殼體零件，對靴壓的運行精度與穩(wěn)定性具有決定性的作用，精度要求很高。我們與機床廠聯(lián)合研制的深孔鏜珩機床，內孔加工范圍Φ1250×10000mm。玉田順發(fā)內孔Φ1200×6200mm的輥殼加工后達到了圓度0.020mm，錐度＜0.05mm，粗糙度0.3μm的高精度。輥殼外圓噴涂陶瓷精磨裝配后，外圓跳動0.025～0.04mm，精度達到國際先進水平。

靴式壓榨的傳動齒輪箱也是一個關鍵部件，對靴壓的正常運行影響很大。我公司在全面對比各種現(xiàn)有產品的傳動結構的基礎上自主研發(fā)生產了系列化齒輪箱，使用效果良好。

工欲善其事必先利其器。我公司已配備適于加工10m以上幅寬壓光機、超級壓光機和靴式壓榨的各種數(shù)控機床與專機。三十年磨一劍，公司帶出了一支優(yōu)秀的研發(fā)設計團隊，磨練出一批技藝精湛的加工、安裝調試工匠，新建了幾萬平方的新廠區(qū)，初步形成了專門研發(fā)生產在線壓光機、超級壓光機和靴式壓榨的加工基地，以滿足國內外造紙行業(yè)的需要。

五、結束語

雄關漫道真如鐵，而今邁步從頭越。中國的大紙機工程正勃然興起，與世界先進水平的差距在快速縮小。下面以清華大學黃靖遠、重慶大學龔劍霞、哈爾濱工業(yè)大學賈延林主編的《機械設計學》中的一段話作為結束語，也是對我們今后的警示和鞭策。

“……有人想用通過鑒定的方式來證明產品設計的成功，有人想通過獲取各種展會的獎項來證明其成功。實質上真正的檢驗是市場。

市場檢驗是徹底的、全面的。設計上的任何一種缺陷都將在市場上暴露無遺。

市場檢驗是公正的，消費者不會犧牲自己的利益而說昧心的假話。

市場的檢驗是殘酷的，產品的任何缺陷和不足都有可能被市場拒絕，以至造成企業(yè)的破產。

……因此只有老老實實地提高產品的質量和從技術上提高產品的競爭力，才有可能通過市場的考驗�！�       

 

參考文獻

[1]衛(wèi)海明：靴型壓榨技術在國內紙廠的應用綜述，

中華紙業(yè) 2016年7月，第14期。

[2]黃靖遠、龔劍霞、賈延林，機械設計學，第2版。

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• 2019年9月中華紙業(yè)第18期月刊論文報道
• 關于2019年度國家科技獎擬提名項目公告
• 2023年度淄博泰鼎機械科技有限公司社會責任報告
• 2023年淄博泰鼎機械科技有限公司溫室氣體排放報告
• 山東泰山造紙廠1760/700十二輥超級壓光機
• 山東臨沂翰森紙業(yè)有限公司12輥超級壓光機