ВЛИЯНИЕ МАТЕРИАЛОВ РАЗМАЛЫВАЮЩЕЙ ГАРНИТУРЫ НА ТЕХНОЛОГИЮ РАЗМОЛА
Материалы, используемые для изготовления рабочих органов размалывающего оборудования, т. е. для изготовления ножей роллов и конических мельниц или размалывающих сегментов дисковых мельниц и рафинеров, оказывают влияние на технологию размола. При мягких, легкошлифующихся материалах стирание граней ножей или сегментов наступает быстрее. Грани закругляются и теряют свою остроту. Твердые материалы, например хромистая сталь, содержащая, как правило, до 15% хрома, изнашиваются меньше и равномернее по всей рабочей поверхности. Ножи из такой стали дольше сохраняют остроту своих граней. Поэтому разная технология размола нуждается и в различных материалах для изготовления размалывающей гарнитуры. Ножи из мягких материалов, склонных к затуплению граней, лучше всего пригодны для фибриллирования волокон. Для этой цели рекомендуется сталь твердостью 180—220 #в или фосфористая бронза приблизительно такой же твердости. Такая сталь, содержащая до 5% хрома, применяется в случаях, когда нужно приготовить жирную массу с малоукороченными волокнами.
Для получения садких помолов массы при высоком удельном давлении ножи в течение всего срока их службы должны сохранять максимальную остроту граней. Для таких ножей может применяться не только хромистая, но и углеродистая сталь твердостью 290 Яв, обеспечивающая надлежащее укорочение волокон. Острота граней у этих ножей сохраняется до полного их износа.
На остроту граней, а следовательно, и на пригодность ножей к садкому или жирному размолу оказывает влияние также и толщина ножей. Тонкие ножи хотя изнашиваются быстрее, но меньше затупляются. Тонкие ножи из мягкого материала ведут себя при размоле так, как широкие ножи из более твердого материала. Для лучшего проявления специфических свойств тех или иных материалов, применяемых для изготовления размалывающей гарнитуры, ножи барабана и планки роллов либо ножи статора и ротора конических мельниц должны были бы иметь одинаковую твердость. Однако в производственной практике и прежде всего у роллов сталь ножей планок обычно на 10—15%
мягче, чем сталь ножей размалывающего барабана. Объясняется это тем, что ножи планки легче заменять. Изнашивание ножей планки по сравнению с ножами барабана идет в 3—4 раза быстрее, так как на планке меньше ножей.
При оценке воздействия и режущей способности размалывающих аппаратов необходимо иметь в виду, что эти аппараты достигают максимальной размалывающей эффективности лишь спустя некоторое время после обкатки. Со временем их размалывающая способность по мере износа ножей вновь начинает снижаться. Зависимость размалывающей способности от продолжительности работы размалывающих аппаратов приведена на рис. 155 [239].
Для получения очень жирных помолов массы пользуются каменной, главным образом базальтовой размалывающей гарнитурой. При этом можно достичь высокой степени помола, сохранив сравнительно значительную среднюю длину волокон и сократив продолжительность размола. По данным советских исследователей [240], расход энергии на размол при таких условиях сокращается на 20—45%. По немецким источникам, использование базальтовых размалывающих комплектов позволяет сократить время размола массы для пергамина и некоторых тонких бумаг (до 30 г/м2) с 4—5 ч до 1 ч. Мощность, расходуемая на размол в этих условиях, на 20% выше, удельный же расход энергии в связи с резким сокращением времени размола значительно ниже. При использовании базальтовых ножей удельное давление размола оказывается весьма малым. Решающее влияние на характер размола волокон оказывает здесь отнюдь не большая поверхность размола, а колоссальное количество мельчайших трещин и пор, которые своими очень острыми гранями способствуют хотя и осторожному, но зато всеобъемлющему нарушению целостности поверхностных слоев волокон. Сдавливание волокон на сравнительно большой поверхности соприкосновения ножей ведет к отделению фибрилл (к внешнему фибриллированию) и к увеличению активной поверхности волокон, что в конечном итоге приводит к повышению степени помола.
Рис. 155. Эффективность действия ножевых устройств в зависимости от срока их службы |
При определении пригодности базальта для целей размола с точки зрения технологии важнейшее значение имеет фактор, определяющий количество и величину пор. Базальт и другие
Материалы, у которых диаметр пор превышает 0,8 мм, наиболее пригодны для быстрого получения массы очень жирного помола. Материалы, имеющие поры меньшей величины, оказываются более пригодными в тех случаях, когда достижение высокой степени помола должно проводиться с особой осторожностью. Остальные свойства природных и искусственных камней, с технологической точки зрения, имеют второстепенное значение и влияют главным образом лишь на механическую прочность размалывающих орішнов, требования к которой возрастают по мере роста окружных скоростей.
Для проведения размола с особой осторожностью рекомендуется применять базальтовые сегменты с поверхностью, возможно меньше рассеченной межножевыми канавками, поскольку разделение сплошной размалывающей поверхности такими канавками на отдельные поля способствует укорочению волокон. Максимальное укорочение волокон происходит тогда, когда прямая, совпадающая с направлением канавок, пересекает ось барабана ролла под углом 20—30°. При этом снижается прозрачность бумаги, что не всегда желательно. В случаях установки комбинированных ножевых комплектов с базальтовой планкой и стальными или бронзовыми ножами на барабане получается коротковолокнистая жирная масса. Способ получения жирной массы при помощи базальтовой или комбинированной ножевой гарнитуры не только сокращает время размола, но и позволяет значительно снизить расход энергии на размол. Кроме того, такая обработка массы несколько изменяет и свойства полученной бумаги. Сравнение результатов размола волокнистых материалов на стальных, базальтовых и комбинированных рабочих поверхностях приведено в табл. 102.
Таблица 102
Влияние материалов размалывающей гарнитуры на некоторые параметры Размола
|
Предварительный размол массы для сульфатной конденсаторной бумаги можно производить в роллах с базальтовыми ножами на барабане и планке. Расчленение базальтовых сегментов должно быть минимальным, т. е. отдельные блоки должны быть возможно более широкими. Пористость должна составлять 25—30% от общего объема базальта, а преобладающее большинство пор должно иметь диаметр меньше 0,7 мм. Для домола массы используются гидрофайнеры с ножами из литой стали твердостью около 220 Яв и толщиной 12—14 мм.
Приготовление массы для различных видов бумаги требует применения ножей различной толщины, изготовленных из разных материалов. Так, например, при размоле в роллах массы для впитывающих бумаг на барабане устанавливают ножи из углеродистой стали толщиной 6—7 мм и твердостью 230—280 Яв, а на планке — ножи также из углеродистой стали, но твердостью 230—250 Яв и толщиной 3—5 мм. При изготовлении бумаги, в которой недопустимо присутствие пятен, окрашенных окислами железа, следует применять на барабане бронзовые ножи толщиной 6—7 мм, а на планке толщиной 3—5 мм. Твердость бронзы 200—230 Яв.
При размоле на конических мельницах массы для впитывающих бумаг применяются ножи из обычной углеродистой стали твердостью не ниже 250 Яв. Для больших мельниц лучше подходят ножи толщиной от 8 мм и выше, для небольших — от 6 мм и ниже. Как для статора, так и для ротора конических мельниц твердость и толщина ножей делаются одинаковыми. При повышенных требованиях к чистоте и качественным показателям бумаги применяются ножи толщиной 6—8 мм из нержавеющей или кислотоупорной стали твердостью около 300 Я в и выше.
Масса для бумаг средних помолов таких, как писчие и печатные, размалывается в роллах с ножами из углеродистой стали твердостью 220—250 Яв и толщиной 7—8 мм на барабане и 4—6 мм на планке. При размоле массы для таких бумаг на конических рафинерах и конических мельницах на роторе и статоре применяются ножи толщиной около 8 мм из углеродистой стали твердостью 230—250 Яв или ножевые рубашки из специальной литой хромистой стали твердостью 250—230 Я в с толщиной ножей 8—10 мм. Более толстые ножи при большей твердости металла позволяют получить такие же результаты, как менее толстые и менее твердые.
Для сигаретной бумаги требуется жирная, но сравнительно коротковолок - нистая масса. В случае приготовления такой массы в роллах используются большей частью бронзовые ножи. Для барабана выбирают ножи толщиной 6—7 мм и твердостью 200—220 Яв, для планки толщиной 4—6 мм такой же твердости. В случае размола такой массы на конических мельницах и рафинерах лучше устанавливать ножи толщиной 6—8 мм, твердостью 220—250 Яв и выше. Ножи изготовляются из стали, содержащей более 15% хрома.
Масса для бумаги-шелковки и копировальной бумаги размалывается в роллах с ножами из стали твердостью 180—200 Яв. На барабане толщина ножей равна 10—12 мм, на планке 6—8 мм. У конических рафинеров и гидрофайне - ров для таких же сравнительно жирных помолов массы можно применять ножи из специальной хромистой литой стали твердостью 220—250 Яв при толщине 10—12 мм.
Массу для изготовления сульфатной прядильной бумаги можно размалывать в роллах, оснащенных ножами из углеродистой стали твердостью 200—220 Я в при толщине 12—14 мм на барабане и 8—12 мм на планке. У конических рафинеров и гидрофайнеров для ножевых рубашек используется хромистая литая сталь твердостью 220—250 Я в при толщине ножей на второй ступени размола около 12 мм. В первой ступени размола, осуществляемой на таких же мельницах, толщина ножей составляет 8 мм при твердости стали 280—320 Яв (волокно после нарушения первичной оболочки на тонких ножах легче фибриллируется на более толстых ножах).
Для первой ступени размола сульфатной целлюлозы, поступающей в жидком виде на фабрику мешочной бумаги, лучше всего применять конические мельницы с ножами из хромистой стали твердостью 300—350 Нв при толщине 8 мм. Для второй ступени размола целесообразно применять конические рафинеры с ножами толщиной 10—12 мм из стали твердостью 280—300 Я в.