РАЗМОЛ БУМАЖНОЙ МАССЫ

Дисковые рафинеры с одним неподвижным и одним вращающимся диском (однодисковые рафинеры)

К группе однодисковых рафинеров принадлежит рафинер Сутерленда. Вращающийся диск этого рафинера закреплен на приводном валу. Неподвижный диск может перемещаться в осе­вом направлении и насажен на полый вал, через который внутрь рафинера поступает масса, попадая в зону размола через цент­ральное отверстие в неподвижном диске, как это показано на рис. 73. Собственно размалывающее устройство состоит из сталь­ных или бронзовых сегментов. В некоторых случаях используются и базальтовые сегменты. Направление канавок в сегментах, обра­зующих размалывающую поверхность рафинера, зависит от рода массы и требований, предъявляемых к размолу. Глубина канавок убывает в направлении от центра диска к периферии. Масса, про­ходящая в этом же направлении, под действием возрастающей центробежной силы повышает свою скорость. Поскольку при этом сечение канавок непрерывно уменьшается, постепенно воз-

Растает давление, а следовательно, трение и мятие волокон. При повторном пропуске массы или при переработке волокон с нару­шенной оболочкой с поверхности этих волокон отщепляются пучки фибрилл. Присадка неподвижного диска, осевое передвижение которого изменяет зазор между размалывающими поверхно­стями, осуществляется при помощи гидравлического привода. За­зор можно регулировать с точностью до 0,025 мм. Изменение дав­ления при присадке диска контролируется манометром. Скорость прохождения массы через мельницу регулируется как изменением просвета между дисками, так и дросселированием задвижки на стороне выхода массы из аппарата. Уменьшение сечения выход­ного отверстия позволяет снизить производительность рафинера,

Щимся дисками

Не изменяя зазор между дисками и удельное давление размола. Характеристика рафинеров Сутерленда приведена в табл. 52. Ок­ружная скорость диска достигает 25 м/сек. Напор при поступле­нии массы в мельницу равен 40 м вод. ст. При подготовке массы для писчих и печатных бумаг удельный расход энергии состав-

Лл 1СЛ квт, Ч * от КвТ-Ч

Ляет 90—160------ -—, для упаковочных бумаг 212----------- -— и для

Квт-ч

Картона 106 -------- —, а при предварительном размоле целлю-

__ кет - ч лозы около 50 -

Г

Рафинеры с одним вращающимся диском изготовляет также фирма Фойт. Размол массы в рафинере Фойта регулируется при­садкой вращающегося диска при помощи дистанционного гидро­привода. Рабочая поверхность дисков состоит из сегментов спе­циальной стали. У рафинера с диском диаметром 650 мм имеется 12 сегментов. На каждом из них расположено И ножей длиной 75 мм и толщиной 4 мм. Внутреннее рабочее кольцо также со­стоит из 12 сегментов, имеющих по 6 ножей длиной 60 мм и
толщиной 4 мм. Статор и ротор имеют одинаковые ножи. Рафинер Фойта изготовляется трех типоразмеров. При дисках диаметром 650 мм рафинер потребляет 65 квт, при дисках диаметром 750 мм — 100 квт, а при дисках диаметром 900 мм — 200 квт. Ско­рость вращения дисков зависит от условий работы и достигает 500—960 об! мин, что соответствует окружной скорости 18— 32 м/сек.

У рафинера Фойта с дисками диаметром 650 мм было иссле­довано влияние окружной скорости на свойства обработанной массы, удельный расход энергии и другие параметры [140]. Было установлено, что с возрастанием окружной скорости увеличи­вается удельный расход энергии. Это значит, что с возрастанием

Рис. 74. Влияние скорости враще­ния дисков на удельный расход энергии (размол сульфатной цел­люлозы в рафинере Фойта с диа­метром дисков 650 мм)

Рис. 75. Влияние скорости враще*- ния дисков на удельный расход энергии (размол сульфитной цел­люлозы в рафинере Фойта с диа­метром дисков 650 мм)

Числа оборотов диска при неизменном расходе энергии снижается удельная производительность рафинера. Такое явление объяс­няется прежде всего увеличением потерь энергии на трение между поверхностью диска и массой. При возрастании скорости враще­ния уменьшается доля энергии, расходуемой на собственно раз­мол. Влияние скорости вращения дисков (окружной скорости) различно при размоле сульфитной и сульфатной целлюлозы (ср. кривые на рис. 74 и 75). При изменении скорости вращения дис­ков, кроме степени помола, меняются и друсие показатели, опре­деляющие качество бумажной массы. От скорости вращения ди­сков зависит характер размола и соотношение между длиной волокон и их шириной. Неодинаковы и свойства массы, размоло­той до одинаковой степени помола при различной скорости вра­щения дисков (рис. 76 и рис. 77).

Были также проведены исследования по выявлению влияния скорости вра­щения дисков на расход энергии при получении бумаги с одинаковой разрыв­ной длиной. Результаты этих исследований, полученные при размоле сульфит­ной и сульфатной целлюлозы, показаны на рис. 78 и 79. Кривые, изображенные на этих рисунках, позволяют видеть различие между отношением сульфит­ной и сульфатной целлюлозы к размолу. При обработке сульфитной целлю - . лозы с возрастанием скорости вращения дисков удельный расход энергии в об­щем возрастает сравнительно умеренно как при низкой, так и при высокой разрывной длине бумаги. Иначе ведет себя гораздо труднее размалываемая сульфитная целлюлоза, у которой кривые размола можно разделить на два ос­новных типа. Первый тип кривых, относящихся к меньшим значениям разрыв­ной длины, характерен тем, что с увеличением окружной скорости удельный расход энергии сначала постепенно возрастает и затем по достижении опреде­ленной величины (около 25 м/сек) так же постепенно снижается. Эти кривые

Характеризуют ту фазу размола 90ВВ1 ----------- массы, которую можно назвать ра­финированием.

То

I £

£

§ 5000

Рис. 76. Влияние скорости вра - Рис. 77. Влияние скорости вра­щения дисков рафинера Фойта щения дисков рафинера Фойта на разрывную длину сульфит - на число двойных перегибов ной целлюлозы сульфитной целлюлозы

При определенной разрывной длине (в данном случае примерно при 6500 м), величины которой сульфатная целлюлоза достигает к концу рафини­рования, форма кривых резко меняется. На этой фазе обработки массы (при разрывной длине от 7000 м и выше), т. е. при проведении собственно размола, по мере дальнейшего роста разрывной длины удельный расход энергии начи­нает повышаться сначала довольно умеренно, а затем очень быстро.

Из анализа кривых на рис. 74 и 75 следует, что при рафинировании суль­фатной целлюлозы выгоднее работать на повышенных окружных скоростях. При размоле же, сопровождающемся разрушением структуры отдельных воло­кон, работа на больших скоростях невыгодна. Значительно лучших результатов можно достичь, используя для размола оборудование, приспособленное для ин­тенсивного укорочения волокон, например конические мельницы.

Влияние концентрации массы на удельный расход энергии при размоле до одинаковой разрывной длины отражают кривые на рис. 80 и 81. При раз­моле сульфитной целлюлозы оптимальные результаты были получены при кон­центрациях 4—4,5%. Сульфатная целлюлоза, отличающаяся от сульфитной как коэффициентом трения, так и сопротивляемостью размолу, позволяет получить оптимальные результаты (наиболее высокую разрывную длину при наимень­шем расходе энергии) при концентрации около 5—5,5%.

И И. Корда и др.

КВт г/п

Рис. 78. Влияние скорости вращения дисков рафинера Фойта на удельный расход энергии при размоле сульфат­ной целлюлозы до одинаковой раз­рывной длины

Разрывная длина: Л=4000 м; В=5000 м; С-6000 м; £>=6500 м; Е-7000 м; f-7500 м; G=8000 м

В проведенных испытаниях была использована шведская сульфатная цел­люлоза со степенью провара 107 единиц по Бьеркману и небеленая сульфитная целлюлоза средней жесткости. Вполне понятно, что при размоле других волок­нистых материалов с использованием иных типов дисковых мельниц могут быть получены и другие абсолютные значения исследуемых величин. Однако характер отдельных кривых в основном не изменится.

Дальнейшей модификацией рафинеров; работающих с одним неподвижным и одним вращающимся диском, является рафинер Спроут-Вальдрон. Рафинеры этого типа имеют диски диаметром от 200 до 1200 мм при мощности до 450 квт. Электродвигатель ус­танавливается на одной фундаментной плите с рафинером. При переработке массы очень высокой концентрации (до 14%) рафи­нер оснащается специальным питателем. Такое устройство при­меняется при дефибрации полуцеллюлозы и целлюлозы высо­кого выхода. При массном размоле (в процессе подготовки бу­мажной массы) масса на рафинер перекачивается насосом или поступает самотеком под крутым уклоном. При этом концентра­ция массы соответственно снижается. Производительность рафи­нера регулируется дросселированием задвижки на стороне выхода массы. Размалывающая поверхность диска образуется сменными ножевыми сегментами, форма которых зависит от на­значения размола, рода и свойств размалывающего материала. Зазор между дисками регулируется передвижением вращающе­гося диска при помощи червячной передачи, снабженной махо­вичком, или при помощи дистанционного привода. Положение диска можно контролировать микрометрическим устройством. Точность присадки дисков достигает 0,006 мм.

Один вращающийся и один неподвижный диск имеют и неко­торые типы рафинеров Бауера. Это преимущественно крупные агрегаты, мощность которых достигает 550 квт, а иногда и пре­вышает эту величину.

Некоторые рафинеры Бауера оборудованы шнеками для по­дачи в рафинеры массы концентрацией 6—14%. Такие типы ра­финеров, известные под названием «Pump—Throngh—Refiner» работают с пониженной окружной скоростью [141]. Данные, от­носящиеся к основным типоразмерам рафинеров Бауера, приве­дены в табл. 53.

Диаметр диска, мм......................................................

Мощность электродвигателя, квт. . Оптимальная скорость вращения диска, об/мин

163

В табл. 54 приведены данные о производительности и удель­ных расходах энергии в случае включения рафинеров Бауэра в схему размола после прессифайнеров.

Дисковые рафинеры с одним неподвижным и одним вращаю­щимся диском производит фирма Пама. Дисковые рафинеры Пама предназначены для переработки целлюлозы высокого вы­хода, древесной и соломенной полуцеллюлозы, отходов сортиро­вания древесной массы, а также для размола щепы и стружки при изготовлении древесноволокнистых плит. Зазор между дис­ками этого рафинера регулируется передвижкой ротора. Диск статора разделен на два кольца. Внешнее кольцо может переме­щаться в направлении ротора. Таким образом, образуются две зоны размола. Во внутренней зоне, расположенной ближе к цен­тру, происходит дефибрирование и грубое рафинирование, во внешней зоне, расположенной ближе к периферии, осуществля­ются тонкое рафинирование и размол. Выступ внешнего кольца статора регулируется вручную. Общая регулировка зазора между ротором и статором также производится вручную при по­мощи маховичка. Для прижима дисков применяется гидравличе­ское устройство, действие которого оказывайся достаточно упру­гим, позволяя дискам несколько разойтись в случае попадания между ними постороннего твердого тела. Рабочие сегменты изго­товляются из специального чугуна. Их замена может быть про­изведена после удаления верхней части кожуха.