軟鰭

軟鰭是套用於製漿造紙行業的磨漿打漿磨片，英文是Soft fin，是屬於多元合金磨片的齒型系列，柔和的打漿機理，低強度打漿適宜於短纖維漿種，切斷作用較弱，保持纖維長度，利於減少濕重流失。

基本介紹

• 中文名：軟鰭
• 外文名：Soft fin
• 套用於：製漿造紙行業的磨漿打漿磨片
• 屬於：多元合金磨片的齒型系列

詞義解釋

Soft： 1. 軟的; 柔軟的2. (聲音)溫柔的, 輕柔的,柔和悅耳的3. (顏色、光線)柔和的4. 柔弱的, 嬌嫩的5. 溫和的; 和藹的6. 不含酒精的7. 硬度較低的，軟軟的；柔滑的，細滑的，細膩的；無稜角的，輪廓不鮮明的，線條柔和的；柔和的，悅目的；不強烈的，小的，和緩的；有同情心的，仁厚的，心腸軟的； 不（夠）嚴厲的，態度偏軟的......

fin： 1. 魚鰭2. (汽車、飛機、炸彈上的)尾翅

原理簡介

三分造紙，七分打漿”是現代造紙業對打漿重要性的肯定。 磨片是盤磨機的“心臟”，每個規格的磨片均有數種到數十種不同齒型，不同的漿料、紙種，不同的工藝和不同的指標，均需要選用合適齒型的磨片，磨片齒型設計、選擇的合理與否，將直接影響盤磨機的打漿質量和效能。因此，研究磨片的設計和選擇，確保打漿質量，充分發揮盤磨的效率，具有十分重要的意義。

打漿磨片的設計與種類

磨片設計一直沿襲比刀緣負荷(SEL)理論，研究證實要充分考慮比表面負荷及流變效應等因素。比刀緣負荷理論是以磨漿機轉刀齒與定刀齒齒緣交會單位長度上衝擊剪下絮聚纖維的有效負荷來描述和表征打漿特性。具體是由磨漿機的有效功率(淨功率)N、轉速 n以及磨片每轉切斷長L三個方面決定的。

磨片齒型經一百年來的沿襲、借鑑與不斷改良，使得種類繁多，僅目前國內套用最廣泛的Φ450雙盤磨齒型就有20多種，常用的有十幾種；近幾年隨著紙廠產量的增加大型盤磨越來越多，磨片多為扇形分體磨片。 但從總體上來看，磨齒齒紋按分區方式可劃歸扇塊分區和圓環分區兩大類；按齒的曲直可分為直形齒和弧形齒兩種；按溝槽的形式分為直通型、半封閉型和全封閉型；某些大學教案中按使用功能將磨片齒型分為疏解型和帚化型，在實際使用中應再加入切斷型HY Cut fin切割鰭磨片。但以上分類形式又不是孤立存在的，往往根據需要在實際生產中組合出現。

HYCut fin(TM) 切割鰭系列

---適宜偏游離狀打漿，較低動力消耗狀態下快速降低長纖維濕重，利於提高勻度。

HY Broom fin(TM) 掃帚鰭系列

---適宜於偏粘狀打漿，對纖維分絲帚化作用較強，利於打漿度的提升。

HYSoft fin(TM) 軟鰭 系列

---適宜於短纖維漿種，切斷作用較弱，保持纖維長度，利於減少濕重流失。

HY Ease fin(TM) 疏解鰭系列

---適宜於多漿種，疏解與泵送能力強，降低電耗，利於提高出率。

軟鰭套用

如HY Soft fin軟鰭系列600-S17#、38-S17#等型號磨片，既可提高短纖維打漿質量，又不至於影響磨漿出率。

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軟鰭Soft fin套用案例

調整LBKP磨片齒型 降低打漿電耗

韓四喜1 王旭東1 孫春鳳1 蔣小軍 2

（作者單位：

1、漯河銀鴿實業集團有限公司，河南漯河，462000；

2、南通華嚴磨片研究中心，江蘇南通，226403）

摘 要：結合銀鴿特種紙公司NCR原紙生產實踐，介紹與南通華嚴磨片研究中心共同探索，分析進口漂白硫酸鹽針葉木漿（NBKP）漂白硫酸鹽闊葉木漿（LBKP）纖維的特性，最佳化進口和國產雙盤磨漿機磨片的齒型、材質及打漿工藝，提高紙漿結合力，同步降低LBKP打漿電耗的思路與實踐過程。

關鍵字：打漿磨片；濕重；齒型最佳化；分絲帚化；打漿單耗

造紙生產打漿過程中，如何選擇適合既定漿種和指標的磨片齒型，達到抄造適配性和穩定性，提高纖維間結合強度和成紙的各項物理指標，常常困擾著打漿工段，並影響後段的生產及成紙品質。磨片是磨漿機工作時對纖維原料直接進行多重作用的核心元件，磨片對影響打漿的質量具有關鍵作用。銀鴿特種紙公司為滿足市場需求，於2009年在原有2萬噸離型原紙（release paper）和無碳複寫原紙（NCR）基礎上又投產二期5萬噸進口紙機新生產線，原料使用進口NBKP針葉漿和部分LBKP闊葉木漿滿足NCR原紙生產，兩台34寸台灣清來雙圓盤磨漿機具有較高打漿效率，投產後為了進一步改善紙漿性能及提高成紙品質，與南通華嚴磨片研究中心協作開展了磨片齒型最佳化。本文著重介紹最佳化LBKP磨片齒型改善打漿指標和降低電耗的實踐情況，僅供行業內的交流與參考。

1、針對不同漿種設計與選擇合適的磨片齒型

進口漂白硫酸鹽針葉木漿（NBKP）長纖維打漿時不僅要充分帚化而且要適當的切斷，適當切斷後的長纖維更有利於兩端起毛帚化，並降低打漿電耗；漂白硫酸鹽闊葉木漿（LBKP）的纖維較短，一般為0.8-1.0毫米，纖維較粗，長寬比小，其細胞壁較厚，細胞腔小，壁腔比大，纖維不易壓潰變形，使用闊葉木漿的優點是成紙勻度好，松厚度較好，如打漿處理不好將影響成紙的物理強度指標，生產中既要提高其打漿度，又要儘量避免過多地切斷纖維。因此需根據不同的原料和指標要求，設計與選擇適宜不同漿種纖維打漿的磨片。我們充分研究磨漿機打漿機理，將“比刀緣負荷” 及“比表面負荷”兩種理論有機結合，套用到磨片設計中,有研究表明後者較前者更具實際意義[1]。

2、磨片齒型最佳化過程

根據不同針葉木漿的特性我們兩條生產線分別於2008年和2009年進行了Φ660、Φ550磨片齒型最佳化取得較佳的控制方式。2010年為了進一步保持打漿後闊葉漿纖維濕重和強度，我們總結一期項目奧地利Andritz、日本Aikawa雙盤磨改用南通華嚴磨片的成功經驗[2]，對不同的打漿指標進行縝密地分析，認為磨齒的寬窄、溝槽深度、漿檔、傾角分布、粗磨區錐度，破碎區以及精磨區的分區比率和斜度大小是影響打漿機理的關鍵。並對奧地利Andritz、日本Aikawa、台灣清來和南通華嚴等廠家的磨片齒型進行比對，選擇了適合短纖維打漿的華嚴HY Soft fin 34”-S17型磨片（見圖1）。

圖1 華嚴HY Soft fin 34”-S17型磨片示意圖

2.1齒溝寬比

打漿作用是通過磨齒對纖維的反覆衝擊、擠壓和釋放的過程中發生的。“比刀緣負荷”理論認為，磨片齒數越多、齒邊長度值越高，纖維在單位時間內受擠壓、釋放的次數就越多；實際在打漿過程中，磨片齒表面積的作用力也不容忽視，基於此，我們排除“比刀緣負荷”的孤立性，融入“有效表面負荷”概念。改變了由於原裝磨片齒窄溝寬，打漿過程中纖維切斷過多而帚化率不足的現象。

2.2齒傾角度

齒傾角度是指刀齒與半徑的夾角，傾角度對盤磨的泵送作用影響較大，齒角度增大時，在一定規格的圓環上刀齒相應增長，打漿帚化作用增強，有抑制切斷的傾向。為抑制短纖維打漿的橫向切斷作用，我們選用了HY Soft fin軟鰭齒型磨片，我們經過計算將齒溝寬比及齒高作了合理調整，將齒紋設計為弧線型獲得更大的刀緣長度和齒表面，並在延外徑線速度最高區域增強“湍流”作用，避免了“生漿”直接甩出，使纖維在流體作用力和離心作用力條件下得到更充分的磨解，交匯角增大纖維橫行切斷減弱（見圖2），而分絲起毛和帚化的現象得以加強。有效改善了打漿質量，相同打漿度條件下降低了打漿電耗。(見表1)

圖2 HY Soft fin軟鰭34”-S17型磨片齒型交匯角示意圖

表1 磨片最佳化前後打漿電流變化

階段	原料	1#磨功率 kw	2#磨功率 kw
磨片最佳化前	LBKP	510	310
磨片最佳化後	LBKP	380	280

2.3齒檔壩

雙盤磨動盤磨片高速旋轉所產生的離心力和供漿系統外加的壓力，易使漿料未經充分打漿就從盤齒的溝槽中甩出，造成打漿不均勻。為了延長漿料在盤磨里的停留時間，提高打漿度，通常在盤齒的溝槽內設擋壩（見圖3），特別是低濃打漿下更為重要，但磨片溝槽封閉之後會影響磨漿的效率，因此我們在最佳化中採用了泵出力強、流量大的弧形齒加半封閉的設計理念。

2.4磨片材質

一些特種紙工廠在纖維打漿中採用表面粗糙的砂輪磨片（見圖4）或者玄武岩磨片，磨齒表面的粗粒或“微小磨齒”可以很好的提高纖維帚化現象，但是因為強度問題使用受到一定限制。鑒於要儘量保持闊葉木漿纖維的濕重，並提高分絲帚化效果，選擇南通華嚴鑄造有限公司表面帶粗粒的多元合金磨片，打漿過程中的摩擦力促進了纖維的分絲起毛和結合力，華嚴多元合金磨片經過特殊處理杜絕了斷齒、不耐磨等制約生產的問題，大幅度提高了磨片使用壽命，減少了停機更換磨片的幾率，為保證造紙各工段的正常運行奠定了良好基礎，並降低了易損件支出成本。

圖3 帶檔壩封閉型磨片齒型 圖4 表面粗糙的砂輪磨片

3、最佳化前後比較

最佳化前使用的34”-079/080型磨片，生產過程中，為了達到對成漿打漿度的要求，必須加大磨漿功率，造成磨漿作用過度，大量的纖維切斷，基本無分絲帚化作用，成漿品質差。磨漿間隙波動也大，增加了磨片直接碰撞的可能性，出現斷齒和劇烈磨損。打漿工段是造紙企業的耗電主體，通過對磨片齒型和材質的最佳化，降低了打漿電流和電耗，纖維由原來過度切斷、基本無分絲帚化變為切斷減少、纖維表面起毛現象增加，在不耗費更多電耗來提高打漿度的前提下，纖維分絲帚化得到進一步加強。（見表2）

表2 磨片最佳化前後打漿指標參數

階段	原料	打漿度 SR	濕重 g	帚化
磨片最佳化前	LBKP	31-33	2.1-2.3	差
磨片最佳化後	LBKP	31-33	2.4-2.6	較好

4、小結

通過對磨片齒型的實質性最佳化和效果總結，充分證實了“比刀緣負荷理論”非孤立性及其與“比磨漿能量(SRE)”及“流變效應”的相關性，對進口雙盤磨實現磨片國產化提供了理論依據，並將磨漿元件的最佳化理論套用到實際生產，在保證闊葉木漿纖維質量、打漿效率和無碳複寫原紙品質的同時，大幅度降低動力消耗。

參考文獻

[1] 喬馬.吉.米路納，錐形磨漿機與盤磨機操作模式之比較， [J]．紙和造紙，1998(2)：20

[2] 王奇峰、黃所新、蔣小軍．最佳化打漿磨片 改善闊葉木纖維品質，[C]中國造紙學報．北京．中國造紙學會． VOL．24（2009）：169

[3] 陳奇峰，陳克復，楊仁黨等．三盤動盤磨機磨片結構對紙漿纖維特性的影響，[J]．中國造紙，2004，23(6)：12