造紙機械是包括原料準備、制漿、造紙、直到制成卷筒或平張成品,以及加工紙和紙板的機械。造紙脫水器材是在造紙脫水中用到的必不可少的元件。
紙(zhi)是(shi)中國古代(dai)四大(da)發明之一。早(zao)在公元105年,蔡倫就(jiu)總結(jie)了西漢以來用(yong)麻(ma)質纖維造(zao)紙(zhi)的(de)經驗,改進了造(zao)紙(zhi)術(shu),采用(yong)樹皮、麻(ma)頭、破(po)布、舊漁網為原料造(zao)紙(zhi)。
造紙術后來傳入歐洲。到18世紀初出現了荷蘭式打漿機,改變了搗捶成漿的工藝,這是造紙過程走向機械化的重要一步;1798年法國人羅貝特取得手搖無端網造紙機的專利,后經英國人福郡尼爾兄弟資助,1803年英國技師唐金經改進制成能連續形成紙張的長網造紙機,并于1805年成功造出紙張;1809年英國人迪金森試制成功圓網造紙機。
在備(bei)料制漿方(fang)面,1839年(nian)(nian)德國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)皮(pi)特開始用(yong)蒸煮鍋蒸煮破(po)舊棉布制漿;1843年(nian)(nian)德國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)克勒爾(er)發(fa)明(ming)(ming)剝離(li)木(mu)(mu)材(cai)纖維的(de)磨木(mu)(mu)法制漿,并經弗爾(er)特爾(er)費(fei)時(shi)十年(nian)(nian)改進而獲得(de)成功;1851年(nian)(nian)英國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)伯(bo)格斯(si)和美國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)瓦特發(fa)明(ming)(ming)燒堿(jian)法木(mu)(mu)材(cai)制漿;1857年(nian)(nian)美國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)蒂(di)爾(er)曼發(fa)明(ming)(ming)亞硫酸(suan)鹽木(mu)(mu)材(cai)制漿技術;1884年(nian)(nian)德國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)化學家達爾(er)又發(fa)明(ming)(ming)硫酸(suan)鹽木(mu)(mu)材(cai)制漿技術。這些發(fa)明(ming)(ming)開辟了以木(mu)(mu)材(cai)作為(wei)造紙主要原料的(de)道(dao)路,到(dao)了20世紀初期(qi),造紙機械(xie)已成為(wei)大型高產(chan)的(de)產(chan)業機械(xie)。
二十世紀50年代以后,造紙機械又有許多發展和創新。如在備料制漿設備方面,出現了立式連續蒸煮器、置換洗滌器、熱磨機、新型壓力篩和除渣器等;在造紙機方面出現了新型流漿箱、夾網、復合壓榨、聚脂成型網等。
60年代以(yi)后(hou),直流電動(dong)機(ji)的(de)(de)可控硅穩速(su)調速(su)系統開始廣泛應(ying)用于造紙(zhi)機(ji),電子技(ji)術(shu)用于檢測、控制和記錄造紙(zhi)過程的(de)(de)參數(shu),如(ru)機(ji)器的(de)(de)速(su)度(du)(du),物料的(de)(de)濃度(du)(du)、溫度(du)(du)、流量,紙(zhi)幅的(de)(de)干度(du)(du)、定量、厚度(du)(du)、緊度(du)(du)和強度(du)(du)等。到了80年代,大型的(de)(de)立式連續(xu)蒸煮器能日產紙(zhi)漿1350噸;造紙(zhi)機(ji)的(de)(de)門幅可達10米,車速(su)在1000米/分以(yi)上,日產量超(chao)過500噸。
按制漿造(zao)紙(zhi)(zhi)的工藝流程,造(zao)紙(zhi)(zhi)機(ji)械(xie)可以分為備料(liao)制漿設備、造(zao)紙(zhi)(zhi)機(ji)和整(zheng)飾(shi)加工機(ji)械(xie)三大(da)類。
備(bei)(bei)料(liao)設(she)備(bei)(bei)是(shi)造紙原(yuan)料(liao)在蒸煮(zhu)或磨漿(jiang)(jiang)前(qian),按(an)蒸煮(zhu)或磨漿(jiang)(jiang)工(gong)藝要求進(jin)行預(yu)處理和加工(gong)的(de)設(she)備(bei)(bei),分為(wei)非木(mu)材纖維(wei)備(bei)(bei)料(liao)設(she)備(bei)(bei)和木(mu)材纖維(wei)備(bei)(bei)料(liao)設(she)備(bei)(bei)。前(qian)者有切草機、切葦(wei)機和甘(gan)蔗(zhe)除髓(sui)機等(deng),后者有剝皮機、削片機等(deng)。
制漿(jiang)設備(bei)(bei)是(shi)將植物(wu)原(yuan)料分離(li)成(cheng)纖維(wei)過程所用的設備(bei)(bei)。制漿(jiang)方法(fa)可分為(wei)化(hua)(hua)學法(fa)、機(ji)械法(fa)和化(hua)(hua)學機(ji)械法(fa),相應制漿(jiang)設備(bei)(bei)包括蒸煮器、磨(mo)木機(ji)、熱(re)磨(mo)機(ji)、洗漿(jiang)機(ji)、漂漿(jiang)機(ji)打(da)漿(jiang)機(ji)和廢液回收設備(bei)(bei)等。
削(xue)片(pian)機是(shi)將(jiang)生產(chan)(chan)木(mu)漿(jiang)(jiang)所需的(de)(de)原(yuan)木(mu)削(xue)成一定規格的(de)(de)木(mu)片(pian)的(de)(de)機器,分(fen)為(wei)(wei)盤式(shi)(shi)和鼓式(shi)(shi)兩類;蒸(zheng)煮(zhu)器是(shi)將(jiang)造紙(zhi)(zhi)原(yuan)料中的(de)(de)木(mu)素(su)溶于蒸(zheng)煮(zhu)液,使造紙(zhi)(zhi)原(yuan)料分(fen)離為(wei)(wei)纖維(wei)的(de)(de)設備(bei),分(fen)為(wei)(wei)間歇式(shi)(shi)和連續(xu)式(shi)(shi)兩類;磨(mo)木(mu)機是(shi)生產(chan)(chan)磨(mo)木(mu)漿(jiang)(jiang)的(de)(de)設備(bei),按(an)生產(chan)(chan)方式(shi)(shi)可分(fen)為(wei)(wei)間歇式(shi)(shi)和連續(xu)式(shi)(shi)兩類,按(an)原(yuan)木(mu)的(de)(de)加壓(ya)方式(shi)(shi)又可分(fen)為(wei)(wei)水力加壓(ya)式(shi)(shi)和機械(xie)加壓(ya)式(shi)(shi)兩類.
將木(mu)材切片經蒸汽預熱(re)(re)后(hou),再在高(gao)壓狀態磨(mo)解的(de)漿料稱為熱(re)(re)木(mu)片磨(mo)木(mu)漿,制造(zao)熱(re)(re)木(mu)片磨(mo)木(mu)漿的(de)機(ji)(ji)器就是熱(re)(re)磨(mo)機(ji)(ji),熱(re)(re)磨(mo)機(ji)(ji)耗電(dian)量(liang)很大,所(suo)以充分利(li)用磨(mo)漿過程中的(de)熱(re)(re)能是熱(re)(re)磨(mo)機(ji)(ji)的(de)關鍵問(wen)題;洗漿機(ji)(ji)是將蒸煮后(hou)的(de)紙(zhi)漿與黑液分離(li)的(de)機(ji)(ji)械設備,按(an)黑液提(ti)取率分,有高(gao)濃度和低(di)濃度提(ti)取兩(liang)大類。
紙漿漂(piao)(piao)白(bai)的(de)目的(de)是除去蒸煮后漿料(liao)(liao)內(nei)殘留的(de)木質素和色(se)素,提高(gao)漿料(liao)(liao)的(de)純度,使(shi)紙漿具有潔(jie)白(bai)的(de)色(se)澤。漂(piao)(piao)漿機是普遍應用的(de)一種漂(piao)(piao)白(bai)設(she)備,它由(you)漂(piao)(piao)漿池螺(luo)(luo)旋推進(jin)(jin)器、洗(xi)鼓等部件組成。漿料(liao)(liao)和漂(piao)(piao)白(bai)劑放在池中并不斷加入洗(xi)滌水(shui),借助螺(luo)(luo)旋推進(jin)(jin)器的(de)作用在池中循環(huan)流(liu)動(dong),完成混(hun)合(he)和化學反(fan)應的(de)過程。帶有漂(piao)(piao)白(bai)生成物和殘余(yu)漂(piao)(piao)液的(de)水(shui)通
過洗鼓內(nei)腔(qiang)排出,使得到(dao)潔白的紙(zhi)漿。
造紙(zhi)(zhi)機(ji)是(shi)使紙(zhi)(zhi)漿形(xing)成紙(zhi)(zhi)幅的(de)(de)分部(bu)(bu)聯動的(de)(de)全套設備(bei),包括流漿箱、網(wang)部(bu)(bu)、壓(ya)榨部(bu)(bu)、烘干部(bu)(bu)、壓(ya)光機(ji)、卷紙(zhi)(zhi)機(ji),以(yi)及(ji)傳動部(bu)(bu)等(deng)主機(ji)和汽、水、真空、潤滑、熱回(hui)收等(deng)輔助系統。形(xing)成濕紙(zhi)(zhi)幅的(de)(de)網(wang)部(bu)(bu)是(shi)造紙(zhi)(zhi)機(ji)的(de)(de)核心,所以(yi)造紙(zhi)(zhi)機(ji)按網(wang)部(bu)(bu)的(de)(de)結(jie)構又可分為長網(wang)造紙(zhi)(zhi)機(ji),夾網(wang)造紙(zhi)(zhi)機(ji)和圓網(wang)造紙(zhi)(zhi)機(ji)。
流漿(jiang)箱(xiang)是把適當濃(nong)度(du)的(de)漿(jiang)料通(tong)過布漿(jiang)器、整流裝置、堰池、堰板(ban)噴(pen)(pen)口等部件均勻穩(wen)定(ding)地(di)送到(dao)網(wang)(wang)上(shang)的(de)設備,又(you)稱網(wang)(wang)前箱(xiang);漿(jiang)料從(cong)流漿(jiang)箱(xiang)噴(pen)(pen)射到(dao)銅(tong)網(wang)(wang)上(shang)之(zhi)后(hou),在網(wang)(wang)部上(shang)形(xing)成濕紙(zhi)頁(ye)并進行脫(tuo)(tuo)水;之(zhi)后(hou)是壓(ya)榨,即用機(ji)械方(fang)法(fa)擠出由(you)網(wang)(wang)部出來的(de)濕紙(zhi)頁(ye)的(de)水分,提高紙(zhi)頁(ye)的(de)干度(du),同時(shi)改(gai)善紙(zhi)頁(ye)的(de)表面(mian)性質,消除網(wang)(wang)痕(hen)和(he)增加平滑度(du)、緊度(du)和(he)強度(du);然后(hou)進入烘干部,使經過壓(ya)榨后(hou)的(de)濕紙(zhi)頁(ye)進一步脫(tuo)(tuo)水,使紙(zhi)頁(ye)收縮,纖維結合緊密(mi)和(he)增加強度(du)。
由烘干部出(chu)來的紙(zhi)頁(ye)(ye)經壓(ya)(ya)光(guang)機(ji)壓(ya)(ya)光(guang)后,可(ke)以(yi)提高紙(zhi)頁(ye)(ye)的平滑度(du)、光(guang)澤度(du)和緊度(du),使紙(zhi)頁(ye)(ye)全幅(fu)厚度(du)一致,并減少透(tou)氣度(du);最后由卷(juan)紙(zhi)機(ji)將紙(zhi)幅(fu)卷(juan)成紙(zhi)卷(juan),即完成了造紙(zhi)的主要過(guo)程。為適應(ying)以(yi)后不(bu)同(tong)的需要,在造紙(zhi)車間卷(juan)紙(zhi)機(ji)后還設有超級壓(ya)(ya)光(guang)機(ji)、復卷(juan)機(ji)、切紙(zhi)機(ji)等(deng)。
造紙工(gong)業(ye)會消耗大(da)(da)量(liang)的原料、水、電和(he)化工(gong)藥品,并產(chan)生大(da)(da)量(liang)的廢水和(he)廢渣。因此造紙機械的未來將向使用(yong)適應廣(guang)泛的造紙原料,減(jian)少造紙過程的材料和(he)能源消耗、減(jian)少環境污(wu)染等方(fang)面發展。