关于中小型文化纸机改善纸张质量提高效率的探索

作者：张倩

摘要：中小型文化纸机，因其配置水平低，造成其产品质量低、生产效率低，生存空间越来越小。为继续发挥中小纸机的作用，本文借鉴大型文化纸机的技术和经验，从加强清洁生产、加强制浆造纸的过程控制和优化造纸化学品的应用等方面介绍了提高产品质量和生产效率以充分利用中小纸机的价值。

关键词：中小型文化纸机；纸张质量；清洁生产；过程控制；造纸化学品

中图分类号：TS761.1    文献标识码：A    DOI:10.11980/j．issn．0254-508X．2015.11.014

The Measures for Small and Medium-sized Culture Paper

Machines to Improve the Paper Quality

WEI Zhi-bin*   ZHANG Rui-jie

( Shandong Sun Paper Indusry Join Sock Co.  ,  Ltd.  ,  Jining ,  Sharzdong Provirzce ,  272100 )

( * E-mail: bzwy1976@ 163. com)

Abstract: With implementation of the increasingly strict environmental protection policies in China, effectively improving product quality isthe only choice of the small and medium-sized culture paper machines to avoid the elimination fate. Small and medium culture paper rll;i-chines should leam the technology and experiences from the large culture paper machines. Through strengthening the cleaner productic)ri .iitithe process,  controlling and optimizing the use of

 paper making chemicals ,  the product quality could be improved continuously,  so as to crc-ate the survival conditions for the small and medium-sized culture paper machines.

Key words: small and medium-sized culture paper machine; paper quality; cleaner production; process control; paper making chemicals

    随着我国大型文化纸机的不断引进，造纸技术得到了迅速发展。有效地借鉴大型文化纸机的技术、经验和理念，对改善中小型纸机的配置水平、加强清洁生产、加强造纸过程控制和优化造纸化学品的应用等有重要意义，可提高中小纸机产品质量和生产效率。

1加强清洁生产

    中小型文化纸机生产的产品档次一般定位在中、低档，所以生产人员都习以为常，对提高质量不重视，对影响纸张质量的清洁生产更没有概念。如中小型纸机生产的纸张尘埃多、尘埃种类多，尤其是在刷车周期的后期问题更是突出。这些尘埃除少数是浆料尤其是自制浆带来的外，大多数还是生产过程中清洁生产没有做好带来的，所以做好纸机系统（通常文化纸机所说的纸机系统包括打浆和纸机两部分）的清洁生产至关重要。

1.1加强自制浆尘埃控制

    自制浆主要有化学草浆、化学阔叶木浆、化学机械阔叶木浆等，而这些与中小型纸机配套的自制浆车间一般规模较小、技术落后，很难生产出与大型纸浆厂媲美的产品，尤其是产品存在尘埃超标的问题。

    自制浆尘埃主要包括：①纤维性尘埃黄筋、杂色纤维、色纸点、腐浆点、泡沫点等；②非纤维性尘埃煤灰、炭粒、油污点、松香点、淀粉点、泥土等；③金属性尘埃铁锈、铜末；④如果是废纸脱墨浆，还可能存在油墨点、轻质杂质点、色纸点等。

    要做好浆料生产过程中尘埃点的控制，首先需要加强原料把关：①草类原料，可以采用湿法备料，洗去泥沙杂质，同时全员行动，在上料过程中采用人工简单除杂，将绳索、塑料片等除去；②木材原料，需要加强削片前的树皮处理和其他杂质处理，采用剥皮机除去树皮，如果是木片则可以通过湿法备料除去泥沙和通过人工简单挑选除去绳索、塑料片等杂质。其

次需要控制浆料的树脂：自制阔叶木化学浆，如果树脂含量高需要严格控制，不然整个浆料系统的设备将被树脂污染，最终产生树脂障碍——褐色的树脂沉积到一定量后可能会被流动的浆料冲刷下来，造成褐色树脂尘埃，问题严重的话将导致整个浆料系统瘫痪，这时需要找专门的清洗机构使用专门的清洗设备来进行全面清洗。使用小叶硬杂木作为原料的化学制浆更应注意控制树脂问题。

1.2浆池内衬不锈钢板

    中小型纸机的浆池也是造成纸面尘埃多的主要原因之一，除极个别浆池内衬不锈钢板外其他多为水泥浆池。水泥浆池经浆料常年累月的冲刷，光滑的表面变得粗糙，沙子和壁上的沉积物掉落，造成纸张尘埃多。最有效的解决办法就是在水泥浆池的内壁衬上一层薄的不锈钢板，防止沙子的掉落，同时表面光滑也可以减少沉积物的形成。

1.3加强杀菌防腐

    杀菌防腐是控制浆料和白水系统微生物含量的前提，杀菌防腐工作做好了，浆料和白水系统的微生物能得到有效控制。中小型文化纸机因产量低，不可能像大型文化纸机那样投入大量的杀菌防腐成本来做好杀菌防腐工作，但要加强重点部位的杀菌防腐控制。

    首先，加强流送系统的杀菌防腐控制。流送系统是每台纸机的核心部位，如果杀菌防腐控制不好，腐浆直接上网，纸面立即出现腐浆点，影响纸张质量。可以把针对浆料的杀菌防腐剂添加在配浆池，控制好配浆及流送系统的杀菌防腐。

    其次，加强白水系统的杀菌防腐控制。机外白水槽又是白水系统的核心部位，如果它的杀菌防腐控制不好，整个白水系统的杀菌防腐将会很糟糕，因为车间所有浆量的稀释白水基本都来自机外白水槽。可以把针对白水的杀菌防腐剂添加在机外白水槽，控制好白水系统的杀菌防腐，同时也能协助配浆池浆料中添加的针对浆料的杀菌防腐剂一起对流送系统进行杀菌防腐控制。

    还有，加强白水循环利用也是提高杀菌防腐效果的一种措施。像大型纸机一样，白水通过多圆盘回收循环利用，这样可以有效地提高浆料和白水系统的杀菌防腐剂浓度，提高杀菌防腐效果。当然，使用自制浆湿浆的小型文化纸机微生物控制难度更大，因为湿浆带人大量的白水，最终白水使用有余造成大量白水外排，浆料和白水系统的杀菌防腐剂浓度低，杀菌防腐效果会更差。针对这种情况最有效的措施之一就是尽量使用挤干的自制浆或尽量提高自制浆的浓度，减少带入纸机系统的白水量。

14加强系统清洗

1.4.1插空式清洗系统

    中小型文化纸机因改产灵活，生产的纸种有时量少、品种多、色相差别较大，并且中小型纸机采用间歇式配浆，没有色相扫描系统，故改产色相差别较大的纸种时一般需要将白水系统的白水排空，并清刷相关浆池，然后补充清水和使用清水打浆。这时，可以利用改纸的机会清洗流送系统，尤其是机外白水槽、高位箱、稳浆箱和流浆箱等设备，将设备上的腐浆

（见图1）和不同色相的浆清洗掉。这种刷洗方式虽然需要浪费一定的时间和白水，但对预防流送系统的腐浆造成纸病效果最佳。当然对色相差别不大和间歇停机较少的中小型文化纸机，可以根据流送系统腐浆的多少情况适时对流送系统进行小刷，协助杀菌防腐剂预防腐浆的产生。

1.4.2提高刷车质量

    以往中小型文化纸机的刷车尤其是小型文化纸机的刷车并非是为了刷洗浆料和白水系统而停机，而主要是为了更换纸机织物（成形网、压榨毛布和干燥部干网）或更换纸机设备而停机的刷车，造成刷车质量差，系统腐浆等沉积物并未得到彻底有效清除，所以有的纸机在刷车后开机时纸面尘埃点多，造成回抄量大或非一等品量大，而大型文化纸机清洁生产理念较强，很少出现类似问题，故中小型纸机需要提高刷车质量，加强清洁生产。

    如山东太阳纸业股份有限公司（以下简称太阳纸业）造纸公司的4台小型文化纸机在并人文化用纸事业部后，执行刷车三部曲——刷车前预演、刷车期间专人监督清洗质量（浆池和白水池是否刷洗干净、辅料储存罐和管道是否彻底清洗、网部和压榨部是否彻底清洗、干燥部气罩内灰尘（见图2）是否清理干净、脏的干网（见图3）是否清洗干净等）、刷车后召开刷车总结会，彻底根除过去刷车不彻底的陋习。目前，文化用纸事业部小型纸机也能生产金太阳品牌的高档文化用纸，改变过去小型纸机只能生产天阳低档文化用纸的现状，纸机效益稳步提升，产品供不应求。

2加强过程控制

2.1提高磨浆质量

    中小型纸机的磨浆普遍采用小型磨浆机，多台串联。但这种磨浆方式对浆料的磨浆效果并不理想，不但能耗高而且因浆料多次通过磨浆机磨区而造成纤维切断多，导致成纸强度偏低。目前，大型文化纸机的磨浆几乎都是采用国外进口的大型磨浆机，能耗降低、磨浆质量提高，纸张强度得到有效改善。所以，要提高磨浆质量，中小型纸机很有必要采用进口大型

磨浆机集中磨浆，然后分流到各纸机去造纸，改变传统的磨浆方式。

2.2稳定配浆

    中小型纸机的自动化程度低，部分浆泵前没有浓度调节计，浆料浓度不稳定，使得纸张定量也不稳定；同时，针叶木浆和阔叶木浆在配浆时不是通过流量计计量而是通过标记在池子内壁的记号来控制配浆量，导致针叶木浆和阔叶木浆的配比不稳定，使得纸张强度不稳定。针对针叶木浆和阔叶木浆分开碎浆和磨浆的中小型纸机，建议在去配浆池的各提浆泵前使

用浓度调节计和流量计，按工艺配比要求稳定配浆；而部分小型纸机为了节约建设资金，将流程简化，采用针叶木浆和阔叶木浆混合碎浆和磨浆，针对这种流程只需要在配浆前添加浓度调节计而不需要再增添流量计就能解决稳定配浆问题。

2.3稳定成纸灰分

    成纸灰分不稳定将造成成纸物理指标不稳定。相同条件下成纸灰分高则可能造成成纸厚度、裂断长、撕裂指数、内结合强度、耐折度、表面强度等物理指标降低，以及平滑度、不透明度等物理指标升高。中小型文化纸机没有在线质量控制系统，不能随时了解成纸灰分的变化，同一个班、同一纸种的灰分可能相差2. 0%以上。

    根据现场生产实际情况，发现引起成纸灰分波动的主要原因有3个：①碳酸钙或滑石粉添加量不稳定；②碳酸钙或滑石粉的浓度不稳定；③损纸配比调整大。要解决此类问题，首先要稳定控制碳酸钙或滑石粉的添加量。在上料罐某一位置添加溢流装置，保持液位稳定，解决上料泵流量不稳定的问题。其次要稳定碳酸钙或滑石粉的浓度。对于使用固体碳酸钙或滑石粉作为填料的纸机，只要保持稀释浓度稳定即可；而使用外购液体碳酸钙作为填料的纸机，则需要加强来料浓度检测；对于外购浓度较高的碳酸钙，除了要加强来料浓度检测外还需加强稀释水控制。把握好损纸配比与成纸灰分的关系也相当重要。损纸配比稳定是保证成纸灰分稳定的基础，但损纸配比不稳定时，要根据理论和经验来合理调节碳酸钙或滑石粉的流量以稳定成纸灰分，这就需要安排有工作经验的员工来配浆。

2.4稳定上浆量

    中小型纸机因上浆流量不稳定造成成纸定量波动，尤其是小型纸机生产高定量纸种的时候，横向或纵向定量差很大。

    流送系统引起定量波动主要有以下原因：①上浆泵流量不稳定；②高位箱和稳浆箱溢流过小；③气垫式流浆箱压缩空气压力不稳定；④流浆箱唇板变形。针对上述原因可以分别采取如下措施：①稳定上浆泵的流量。上浆泵不能采用普通离心泵而要使用双吸离心泵。双吸离心泵作为离心泵的一种，与普通离心泵相比具有叶轮结构对称、没有轴向力、运行较平稳的特点，能有效解决普通离心泵流量规律性波动的问题。②保持高位箱和稳浆箱溢流正常。高位箱和稳浆箱溢流量小，导致进入后续工段的浆料量不稳定，造成成纸定量波动。太阳纸业小型文化纸机纸机(1760 mm)过去一直出现网部水线来回窜动的现象，造成纵向定量不稳定，后来将冲浆泵由普通离心泵更换为双吸离心泵后问题解决，断纸次数也减少了30%。③流浆箱为气垫式流浆箱的需要稳定压缩空气压力。中小型纸机与大型纸机不一样，大型纸机的压缩空气气源分为仪表用气和工艺用气，分开控制，保证了仪表用气的稳定，但中小型纸机因产能小、投资省，并没有将仪表用气和工艺用气分开，这就可能在纸机断纸引纸时工艺用气量大造成主管气压降低，导致流浆箱压力不稳定，所以采用气垫式流浆箱的纸机需要考虑如何保持压缩空气压力稳定的问题。④更换变形的流浆箱唇板，稳定横幅定量。流浆箱唇板的变形导致横幅上浆量不均匀，引起横幅定量差大，需要更换新的唇板，调节过程中需要按“三点调节法”合理调节，保护唇板。

2.5  流浆箱唇板合理调节

    中小型纸机流浆箱唇板开度的微量调节多数通过人工根据水线长短不一进行局部调节，但因操作人员缺乏理论依据，多数凭自己的经验进行调节，容易造成唇板永久变形，导致流浆箱唇板更换频繁，维护费用高，同时也容易造成纸张横幅定量、厚度、水分、灰分差较大，影响成纸质量。这也是中小型纸机成纸质量难以提高的主要原因之一。

    中小型纸机唇板微量调节要求采用“三点调节法”局部调节唇板开度，并且只允许作为微量调节。根据生产实践，相邻部位唇板开度的差别不应大于0.2 mm，否则因唇板弯曲过大容易造成唇板永久变形。如果要对唇板某个点进行较大调节时，要求同时调节相邻两个点的开度，避免相邻部位的开度差别过大引起唇板永久变形。唇板平直、没有变形是保证纸张横幅定量、厚度、水分、灰分均匀的基础。

2.6  网部使用整饰辊或顶网

    中小型纸机因投资省流浆箱不带稀释水和漂片，成纸匀度普遍较差、两面差大，但可以通过网部改造来改善成纸匀度。首先，小型文化纸机可以在网部安装整饰辊改善纸张的匀度。目前文化用纸的定量越来越高，太阳纸业74纸机目前生产的胶版印刷纸定量最高为300 g/ll12，成纸匀度成为关键指标，如果控制不好将导致印刷发花等问题，影响使用。而有效的解决方式就是在网部安装整饰辊（见图4）。小型纸机在使用整饰辊后纸张的匀度提高30%左右，尤其是胶版印刷纸匀度提高更为明显。其次，中型文化纸机可以在网部安装顶网改善纸张的两面性。目前车速在1300 m/min以下的高速文化纸机基本都是底网加顶网的纸机。但过去中型文化纸机为了节省投资可能省去了顶网，没有顶网的中型长网文化纸机生产的纸

张两面差较大，尤其是色相两面差更是明显。太阳纸业的3520 mm纸机，过去没有顶网，生产文化用纸时色相两面差大．客户不愿使用该纸机生产的纸张，后来通过技术改造在长网上添加一个顶网，纸张两面性明显改善，改造后生产的文化用纸供不应求。

2.7压榨部使用靴式压榨

    过去传统的中型文化纸机压榨部都采用传统的四辊三压区而没有靴式压榨。随着大型文化纸机靴式压榨技术的成功应用，中型文化纸机逐步进行技术改造，将传统四辊三压区中的顶辊改成靴压辊，改造后脱水效果明显改善，进干燥部的纸张干度由43%以下提高到49%左右，压榨部断纸明显减少，干燥部的蒸汽单耗明显降低，干燥部前几个烘缸的粘缸现象明显减轻，车速有提高的空间。

2.8加强干燥部干网洗涤

    为了减少纸面的接头痕，小型纸机使用的干网普遍使用无端干网，但在无端干网更换过程中需要将干网内所有的导辊卸下、将干网从一端穿入后再装上，加之小型文化纸机环境卫生差，导致刚上机的干网油泥斑斑，同时干燥部正常运行时气罩灰尘大(见图2)、导辊头上甩油脂，诸多外部原因造成干网很脏（见图3），纸张生产出来后纸面尘埃脏点多。中型文

化纸机上述现象稍好。所以中小型文化纸机要加强干网清洗，可以利用异常停机或刷车的时间人工清洗干网，很脏的地方还要使用清洗剂辅助清洗，但清洗后需要立即烘干，否则烘缸会生锈，不但起不到好的效果反而会造成干网更脏（铁锈粘到干网上）。

2.9加强施胶机控制

    施胶机施胶效果很大程度上影响到纸张的表面强度等。施胶机施胶效果包括施胶量的大小、施胶的整幅均匀性等，同样条件下施胶量大则表面强度大、挺度大，施胶均匀则施胶对纸张水分和定量影响小，但如何控制和优化施胶效果是关键。

    过去小型文化纸机的施胶机几乎都是采用槽式施胶机，纸幅穿过两施胶辊间槽内的施胶液进行施胶，表面胶从施胶机一端进料，从另一端回流多余的料，而当施胶淀粉的浓度超过某一浓度时，施胶机槽内的胶料就像沸腾了一样到处乱溅，限制了表面施胶淀粉浓度的提高，导致纸张表面强度低。针对此问题可以对小型文化纸机的施胶机进行技术改造，将施胶机的

进料方式改为在纸张两侧、施胶辊中间进料、两端回流多余的料，改造后表面施胶淀粉浓度由过去的8. 00-10左右提高到14. 00-10左右，纸张的表面施胶量会明显提高，表面强度相应提高。

2. 10加强压光机控制

    小型文化纸机的压光机过去基本上都是采用硬压光，局部压力不能微调，厚度横幅差大。随着大型文化纸机软压光技术应用的成熟，软压光开始应用到车速稍快、幅宽稍宽的中小型文化纸机上，纸张横幅厚度差明显变小，但软压光辊中高需要控制恰当，否则会造成纸幅两边的厚度偏大或偏小。

3优化造纸化学品的使用

3.1优化助留助滤剂的使用

    中小型文化纸机几乎都使用助留助滤剂，但小型文化纸机因车速低一般仅采用一元助留助滤系统，主要是阳离子聚丙烯酰胺( CPAM)；中型文化纸机可能采用双元助留助滤剂系统，主要是阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和阴离子聚丙烯酰胺(APAM)或膨润土、硅溶胶。

    首先，PAM使用过程中需要做好制备和过滤工作。制备时PAM浓度不宜过高，否则不溶解或未充分溶解的颗粒多；在线添加时如果没有过滤器则会造成纸面亮点多或孔洞多，影响纸张质量，所以如果用量能满足要求，在PAM制备时则应尽量延长制备时间，并且在上料储存罐也装上剪切力不大、转速适当的搅拌进一步改善溶解效果。PAM在线添加时需要使用过滤器，并定期清洗过滤器。同时，PAM制备时建议使用适量的杀菌防腐剂，防止使用过程中出现腐烂变质的现象（见图5和图6）。

  其次，中小型文化纸机尤其是小型文化纸机在使用PAM作为助留助滤剂时最好控制添加量，而不能为了提高助留助滤效果而大量使用PAM，否则会因压力筛的剪切力小而堵塞压力筛和造成成纸匀度差。

3.2优化浆内阳离子淀粉的使用

    浆内阳离子淀粉能提高纸张内结合强度和改善上网浆料的助留助滤效果，加在浓浆内主要是提高纸张的内结合强度，加在稀浆内主要是改善上网浆料的助留助滤效果。小型纸机生产的纸以低定量纸张为主，除成纸灰分较高之外，一般在印刷过程中不会出现起卷分层的现象，内结合强度基本能满足要求，所以这样的纸机不需要在浓浆中使用阳离子淀粉；对于

纸机车速在500 m/min以下的纸机仅使用助留助滤剂就能满足助留要求。不使用浆内阳离子淀粉，故从降低成纸成本角度考虑中小型文化纸机可以不用或少用浆内阳离子淀粉。但对于生产定量80 g/m2以上的文化用纸，如果生产过程中打浆度不高和成纸灰分较高，建议在浓浆中添加适量的浆内阳离子淀粉（80 - 100 g/m2的纸种建议用量8 - 10 kg/t纸，高于100 g/m2的纸种建议用量10 - 12 kg/t纸），以防止内结合强度不高而导致印刷过程中起卷分层硌坏橡皮布。浆内使用阳离子淀粉时，在线添加时浓度需要稀释到1. 0%以下并做好过滤措施，同时需要做好浆料和白水系统的杀菌防腐，否则可能造成纸孔洞多和系统微生物繁殖快的现象。

3.3优化染料、颜料的使用

    中小型纸机几乎都使用染料、颜料，但染料、颜料若制备不好会造成成纸纸面有染料、颜料色斑点，影响产品质量。液体染料、颜料制备时需要做好两点：①制备过程中稀释水需要使用冷凝水，水温控制在600C以下较好，因硬度高的清水可能在稀释过程中与染料、颜料产生絮状沉淀；②原液应先过滤再稀释制备，制备过程中溶解时间适当延长（有益染料、

颜料溶解），在线添加时建议使用过滤器（100目以上过滤网，并定期清洗），多次过滤是防止成纸有染料、颜料色斑点的前提。过去，人们普遍认为染料、颜料原液自身就是液体不会有沉淀，实际上再好的国外染料、颜料供应商生产的染料、颜料都出现过沉淀现象，而且有的相当严重。而固体颜料的制备和添加更复杂，国产的固体颜料更应该注意。建议使用液体

的染料和颜料，因为固体颜料需要熬制，有的细小颗粒很难溶解，稍不慎可能造成成批的纸产品因颜料色斑点超标而降低产品等级或产生废品。

3.4优化AKD的使用

    过去中小型文化纸机采用酸性施胶方式，使用松香胶作为浆内施胶剂和使用滑石粉作为填料，但在大型文化纸机使用AKD或ASA作为浆内施胶剂和廉价碳酸钙作为填料的中性施胶方式取得成功后，目前中小型文化纸机大多数都改成了中性施胶方式，不再使用硫酸铝调节pH值，改用AKD施胶和碳酸钙加填。但AKD作为施胶剂存在水解的风险，尤其是小型文化纸机流程简单，流浆箱回流的浆料直接排到了机外白水槽，加速了白水循环中残留的AKD的水解，导致浆料和白水系统AKD水解产物多（见图7），纸张尘埃点多。有效的解决办法为：首先将大部分浆内AKD转移到表面施胶；其次将AKD加入点由原来的机外白水槽冲浆泵白水入口处改到上浆管，并适当减小流浆箱浆料的回流量；还有就是在机外白水槽添加适量的消泡剂。

3.5优化表面施胶工艺

    表面施胶是提高纸张表面强度的有效途径。表面施胶最廉价的原料就是淀粉，如果纸张表面强度要求不是特别高则可以考虑使用淀粉酶转化玉米原淀粉，如果对表面施胶有特殊要求则可以使用相应的表面施胶剂，比如AKD和AKD增效剂混合液、丙烯酸酯类表面施胶剂、PVA、PAM、CMC等。

    太阳纸业小型文化纸机表面施胶主要使用酶转化玉米原淀粉，并添加AKD和AKD增效剂混合液进行表面施胶，但表面胶系统泡沫特别大，水解产物特别多（见图8），纸张表面强度普遍不高。优化后把AKD和AKD增效剂混合液由表面胶储存罐改到施胶机上料罐，把回流胶料改到表面胶储存罐的提料泵入口，AKD的水解问题得到有效解决，纸张表面强度得以提高。

4结语

    目前中小型文化纸机在我国造纸行业中仍占有一席之地，但因环保政策变严，大多数中小型文化纸机不得不使用商品浆替代自制浆，廉价麦草浆等自制浆失去了以往的优势，加之中小型文化纸机的产品质量确实不容乐观、产品价格低，企业经济效益很差，所以要生存只能通过改善产品质量、提升产品档次和提高产品售价。本文通过总结大型和中小型文化纸机多年的生产经验，从加强清洁生产、加强制浆造纸的过程控制、优化造纸化学品的应用等方面着手，减少成纸尘埃点，提高成纸强度．改善成纸定量、水分、厚度、灰分差、平滑度差、色差等物理指标来提高中小型文化纸机的产品质量和生产效率，使中小型文化纸机能在生存中求发展、在发展中求生存。