造纸机械是包括原料准备、制浆、造纸、直到制成卷筒或平张成品,以及加工纸和纸板的机械。 3 l1 i a! s( O* o8 d9 ]0 d! |" S W1 z2 g1 @ 纸是中国古代四大发明之一。早在公元105年,蔡伦就总结了西汉以来用麻质纤维造纸的经验,改进了造纸术,采用树皮、麻头、破布、旧鱼网为原料造纸。 0 p$ Q2 R, F h* X# T- {( V$ C( l" `7 y 造纸术后来传入欧洲。到18世纪初出现了荷兰式打浆机,改变了捣捶成浆的工艺,这是造纸过程走向机械化的重要一步;1798年法国人罗贝特取得手摇无端网造纸机的专利,后经英国人福郡尼尔兄弟资助,1803年英国技师唐金经改进制成能连续形成纸张的长网造纸机,并于1805年成功造出纸张;1809年英国人迪金森试制成功圆网造纸机。: n& p& i& ~# V) O 8 t7 b0 L% S* u( @0 S* [5 I8 K! A4 D 在备料制浆方面,1839年德国的皮特开始用蒸煮锅蒸煮破旧棉布制浆;1843年德国的克勒尔发明剥离木材纤维的磨木法制浆,并经弗尔特尔费时十年改进而获得成功;1851年英国的伯格斯和美国的瓦特发明烧碱法木材制浆;1857年美国的蒂尔曼发明亚硫酸盐木材制浆技术;1884年德国化学家达尔又发明硫酸盐木材制浆技术。这些发明开辟了以木材作为造纸主要原料的道路,到了20世纪初期,造纸机械已成为大型高产的产业机械。, ~- H) J6 _2 q1 V& v. }# U9 k
# J9 C* W, D/ ^# w- R) n二十世纪50年代以后,造纸机械又有许多发展和创新。如在备料制浆设备方面,出现了立式连续蒸煮器、置换洗涤器、热磨机、新型压力筛和除渣器等;在造纸机方面出现了新型流浆箱、夹网、复合压榨、聚脂成型网等。% [ a% Z5 X5 f1 ]8 p0 v
% p9 C2 U/ ^% N60年代以后,直流电动机的可控硅稳速调速系统开始广泛应用于造纸机,电子技术用于检测、控制和记录造纸过程的参数,如机器的速度,物料的浓度、温度、流量,纸幅的干度、定量、厚度、紧度和强度等。到了80年代,大型的立式连续蒸煮器能日产纸浆1350吨;造纸机的门幅可达10米,车速在1000米/分以上,日产量超过500吨。 " l6 a' K# R' z, L$ x; w* V ) v# {+ x: a7 M& z! Y按制浆造纸的工艺流程,造纸机械可以分为备料制浆设备、造纸机和整饰加工机械三大类。 ' p7 P" h/ S; H+ O% O 0 \. |1 T. ?. `( a) P备料设备是造纸原料在蒸煮或磨浆前,按蒸煮或磨浆工艺要求进行预处理和加工的设备,分为非木材纤维备料设备和木材纤维备料设备。前者有切草机、切苇机和甘蔗除髓机等,后者有剥皮机、削片机等。- z+ V+ A9 K Z. X 5 u' F4 q) x* n4 Q# o 制浆设备是将植物原料分离成纤维过程所用的设备。制浆方法可分为化学法、机械法和化学机械法,相应制浆设备包括蒸煮器、磨木机、热磨机、洗浆机、漂浆机打浆机和废液回收设备等。# ]' A7 P: U# R! m1 w* A/ N
8 [, S/ r% c! C% E" u削片机是将生产木浆所需的原木削成一定规格的木片的机器,分为盘式和鼓式两类;蒸煮器是将造纸原料中的木素溶于蒸煮液,使造纸原料分离为纤维的设备,分为间歇式和连续式两类;磨木机是生产磨木浆的设备,按生产方式可分为间歇式和连续式两类,按原木的加压方式又可分为水力加压式和机械加压式两类;# w( X, \* _+ y6 T) j
8 u# P% x A; a& a将木材切片经蒸汽预热后,再在高压状态磨解的浆料称为热木片磨木浆,制造热木片磨木浆的机器就是热磨机,热磨机耗电量很大,所以充分利用磨浆过程中的热能是热磨机的关键问题;洗浆机是将蒸煮后的纸浆与黑液分离的机械设备,按黑液提取率分,有高浓度和低浓度提取两大类。' ]8 c" p1 K0 w2 i ; j3 S6 J& P# \, e2 [5 k) q 纸浆漂白的目的是除去蒸煮后浆料内残留的木质素和色素,提高浆料的纯度,使纸浆具有洁白的色泽。漂浆机是普遍应用的一种漂白设备,它由漂浆池螺旋推进器、洗鼓等部件组成。浆料和漂白剂放在池中并不断加入洗涤水,借助螺旋推进器的作用在池中循环流动,完成混合和化学反应的过程。带有漂白生成物和残余漂液的水通过洗鼓内腔排出,使得到洁白的纸浆。 - D! p) o, D: |/ z8 ?, S, M, t+ ~/ P' w1 t: P4 G* ]+ u2 {, m {3 j 造纸机是使纸浆形成纸幅的分部联动的全套设备,包括流浆箱、网部、压榨部、烘干部、压光机、卷纸机,以及传动部等主机和汽、水、真空、润滑、热回收等辅助系统。形成湿纸幅的网部是造纸机的核心,所以造纸机按网部的结构又可分为长网造纸机,夹网造纸机和圆网造纸机。 ! \; C. v! @5 vE6 j3 B2 b2 J+ ?$ P4 ]- l 流浆箱是把适当浓度的浆料通过布浆器、整流装置、堰池、堰板喷口等部件均匀稳定地送到网上的设备,又称网前箱;浆料从流浆箱喷射到铜网上之后,在网部上形成湿纸页并进行脱水;之后是压榨,即用机械方法挤出由网部出来的湿纸页的水分,提高纸页的干度,同时改善纸页的表面性质,消除网痕和增加平滑度、紧度和强度;然后进入烘干部,使经过压榨后的湿纸页进一步脱水,使纸页收缩,纤维结合紧密和增加强度。' v% T* L1 u" d/ h; v 2 V# n. P' k/ l 由烘干部出来的纸页经压光机压光后,可以提高纸页的平滑度、光泽度和紧度,使纸页全幅厚度一致,并减少透气度;最后由卷纸机将纸幅卷成纸卷,即完成了造纸的主要过程。为适应以后不同的需要,在造纸车间卷纸机后还设有超级压光机、复卷机、切纸机等。 ( z) B9 p& f9 E- |3 w% J+ f0 Q4 M& h1 m & |$ F) @' D1 f; G造纸工业会消耗大量的原料、水、电和化工药品,并产生大量的废水和废渣。因此造纸机械的未来将向使用适应广泛的造纸原料,减少造纸过程的材料和能源消耗、减少环境污染等方面发展。 |