авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Исследование влияния спиральной размольной гарнитуры на свойства волокнистых полуфабрикатов, используемых в композиции высококачественной бумаги

-- [ Страница 2 ] --

Результаты, представленные в таблице, свидетельствуют о явном преимуществе волокнистого полуфабриката размолотого на спиральной гарнитуре.

В процессе размола на мельницах поддерживали одинаковые нагрузки (400 кВт) и расход массы (69 м3/час). Анализируя полученные данные, можно утверждать о преимущественном фибриллировании волокна, размалываемого на мельнице 1. Так, при сохранении средней длины и ширины волокна наблюдается прирост межволоконных сил связи более чем на 60 %, в то время как после прохождения мельницы 2 целлюлозное волокно укорачивается на 14 %, а прирост межволоконных сил связей не превышает 25 %. Несмотря на то, что количество мелочи в обоих случаях не более 5 %, ее содержание после размола на мельнице 2 увеличивается в два раза по сравнению с поступающей на размол массой.

Улучшение бумагообразующих свойств лиственной целлюлозы после прохождения мельницы со спиральной гарнитурой, можно объяснить лучшей разработкой поверхности волокна, способствующей образованию большего количества свободных гидроксильных групп и, как следствие, повышению межволоконных сил связи без снижения средней длины волокна.

Совокупность изменения фактора формы при сохранении средней длины волокна позволяет говорить о внутренней фибрилляции, что наряду с повышенными бумагообразующими свойствами дает улучшение физико-механических характеристик размалываемого полуфабриката. Данное предположение подтверждено результатами механических испытаний образцов бумаги (масса бумаги 100 г/м2) изготовленных из размолотой целлюлозы, таблица 1. Все характеристики образцов, полученных из массы, отобранной после прохождения гарнитуры с прямыми ножами, почти в 1,5 раза уступают спиральной.

Эффективность использования многозонной спиральной гарнитуры с узкими ножами доказана аналогичными исследованиями, проведенными на других предприятиях отрасли при размоле беленых хвойной и лиственной целлюлоз, а также их смесей. Анализ результатов исследований, подтверждающих преимущество спиральной гарнитуры при воздействии на разные волокнистые полуфабрикаты, и имеющихся литературных данных послужил основанием для выдвижения следующей гипотезы.

Особенности геометрического рисунка расположения ножей на спиральной гарнитуре приводят к снижению интенсивности касательных напряжений на волокнах и стабилизации процесса размола за счет увеличения количества воздействий. Снижение интенсивности касательных напряжений спиральной гарнитуры достигается за счет сохранения постоянства угла пересечения ножей статора и ротора по всей размольной поверхности, а рост количества воздействий на волокно – за счет снижения ширины ножей, что позволяет увеличить их число на единицу площади размольной поверхности. Как следствие, особенности геометрического рисунка приводят к направленному изменению механизмов воздействия спиральной гарнитуры на волокнистые полуфабрикаты в сторону не только внешней, но и внутренней фибрилляции.

2. Исследование влияния спиральной гарнитуры на фундаментальные свойства волокон беленых лиственной и хвойной сульфатных целлюлоз

В качестве объекта исследований было выбрано одно из российских предприятий, специализирующихся на выпуске высококачественной бумаги. В ходе исследований оценивалось влияние спиральной гарнитуры на фундаментальные свойства волокон беленых хвойной и лиственной сульфатных целлюлоз при направленном регулировании процесса размола. Интенсивность процесса размола регулировали изменением удельной нагрузки. Отбор проб осуществляли после мельниц II ступени размола потоков лиственной и хвойной сульфатных целлюлоз. Для оценки динамики свойств контролировали качество: неразмолотой целлюлозы (отобранной из бака высокой концентрации (БВК)), бумажной массы из напорного ящика, а также образцов готовой продукции с соответствующего тамбура.

На потоке лиственной целлюлозы удельную нагрузку увеличивали от минимальной 6 кВт·ч/т до максимальной возможной 28 кВт·ч/т с шагом варьирования 5…9 кВт·ч/т, таблица 2. Другие технологические параметры работы массоподготовительного отдела поддерживали на одном уровне.

Таблица 2 – Влияние изменения удельной нагрузки на фундаментальные свойства лиственной целлюлозы

Точка отбора проб Размол Бумагообразующие свойства
Удельная нагрузка, кВтч/т СП, °ШР Обезвожи- вание 700 мл, с lср.взв, мм bв, мкм Фактор формы, % L0, м Fсв, МПа
БВК 14,5 8,0 0,833 21,5 89,5 12500 0,75
Бассейн листвы 16,0 8,7 0,814 21,4 90,0 12550 1,19
после II cтупени 6 21,0 15,5 0,823 21,5 90,5 11300 1,76
Напорный ящик 26,5 26,0 1,030 22,6 88,5 9900 0,50
после II cтупени 15 22,0 21,1 0,810 21,7 90,8 11400 2,38
Напорный ящик 30,0 32,7 0,903 22,1 86,7 10900 0,64
после II cтупени 23 23,0 19,3 0,801 22,5 86,3 11400 2,21
Напорный ящик 26,5 32,7 0,920 22,5 88,2 10600 0,51
после II cтупени 28 25,5 18,7 0,810 22,5 90,1 11200 2,25
Напорный ящик 28,5 34,6 0,963 22,6 88,9 10900 0,97

В ходе эксперимента было установлено, что, несмотря на широкий диапазон изменения удельной нагрузки, прирост степени помола (СП) не превышал 4…5 °ШР.

Увеличение интенсивности размола при использовании спиральной гарнитуры не оказывает значимого влияние на изменение собственной прочности волокна. Значения нулевой разрывной длины (L0) после II ступени размола колебались в диапазоне 11200…11400 м независимо от условий размола. Полученная динамика полностью согласуется с выдвинутой гипотезой – причиной небольшого прироста степени помола в широком диапазоне удельной нагрузки является изменение механизмов воздействия на волокно, основным из которых служит незначительное увеличение поверхности волокна за счет преимущественно внутреннего фибриллирования. Данные, представленные в таблице 2 свидетельствуют о значительных изменениях фундаментальных свойств лиственной целлюлозы.

Аналогичные тенденции отмечены и при исследовании фундаментальных свойств хвойной целлюлозы, таблица 3.

Таблица 3 – Влияние изменения удельной нагрузки на фундаментальные свойства хвойной целлюлозы

Точка отбора проб Размол Бумагообразующие свойства
Удельная нагрузка, кВтч/т СП, °ШР Обезвожи- вание 700 мл, с lср.взв, мм bв, мкм Фактор формы, % L0, м Fсв, МПа
БВК 12,5 4,7 2,10 27,0 82,3 9200 0,669
Бассейн хвои 13,5 6,5 2,09 25,8 82,6 9600 0,826

после II ступени 5 14,0 6,8 2,05 25,7 82,4 10400 0,840

Напорный ящик 21,5 24,9 1,09 23,0 88,5 8400 0,422

после II ступени 10 15,5 8,0 2,06 26,8 82,8 10000 1,326

Напорный ящик 29,5 30,4 0,80 22,2 83,8 7700 0,856

после II ступени 15 17,0 9,0 1,95 28,7 80,1 9200 0,823

Напорный ящик 23,5 28,8 1,10 23,0 89,2 10800 0,438

после II ступени 20 18,0 8,7 1,92 26,3 83,6 10400 0,994

Напорный ящик 30,5 34,8 0,99 22,2 89,5 8200 0,837

Некоторые отличия, имеющие место, обусловлены разницей в морфологическом строении лиственных и хвойных целлюлозных волокон. Например, было отмечено сокращение средней длины (lср.взв) хвойной целлюлозы почти на 9 % по сравнению с исходной (БВК). Наблюдаемое снижение длины хвойной целлюлозы не является критическим, а наоборот, позволяет сократить вероятность образования крупных агломератов (флоккул и пучков) в ходе технологического процесса. Размер флоккул измеряли на анализаторе структуры «Анфор». Средний размер флоккул при повышении интенсивности размола снизился от 4,5 до 2,8 мм. Средняя длина волокна не опускалась ниже 1,92 мм. При этом ширина волокна (bв) и фактор формы хвойных волокон оставались почти без изменения.

Таким образом, при использовании спиральной гарнитуры с тонким рисунком увеличение интенсивности размола как лиственной, так и хвойной целлюлозы во всем диапазоне изменения удельной нагрузки направлен преимущественно в сторону внутреннего фибриллирования, что подтверждается сохранением геометрических размеров (длина и ширина) волокна и увеличением в 2,0…2,5 раза межволоконных сил связи в обоих случаях.

3. Оценка закономерностей изменения физико-механических свойств беленых лиственной и хвойной сульфатных целлюлоз в процессе размола с использованием спиральной гарнитуры

Изменения качества волокнистых полуфабрикатов оценивалось по результатам механических испытаний лабораторных отливок, изготовленных из целлюлозы, отобранной в исследуемом технологическом потоке, как указано выше.

В случае с лиственной целлюлозой наибольший прирост таких характеристик, как сопротивление продавливанию и разрывная длина (рисунки 1, а, б) наблюдался при удельной нагрузке от 15 кВт·ч/т и выше.

 а б  Влияние удельной-0
а б

Рисунок 1 – Влияние удельной нагрузки на мельницах лиственного потока на изменение сопротивления продавливанию (а), разрывной длины (б)

Минимум значений жесткости при изгибе наблюдался при среднем уровне удельной нагрузки на мельницах 15…23 кВтч/т (рисунок 2, а). Такое поведение закономерно и объясняется образованием более плотного листа. Известно, что этот показатель пропорционален моменту инерции или квадрату толщины материала. Дальнейшее увеличение удельной нагрузки привело к некоторому росту жесткости при изгибе, что можно обосновать повышением грубости лиственных волокон в результате внутренней фибрилляции. Качество формования оценивали по индексу формования, минимальные значения которого были отмечены при удельной нагрузке равной 15 кВтч/т. Дальнейшая интенсификация размола способствовала уменьшению размера образующихся флоккул и, как следствие, увеличению индекса формования (рисунок 2, б).

 а б  Влияние удельной-2
а б

Рисунок 2 – Влияние удельной нагрузки на мельницах лиственного потока на изменение жесткости при изгибе (а), индекса формования (б)

Для оценки вклада свойств лиственной целлюлозы в характеристики бумаги в целом контролировали качество готовой продукции. Необходимо отметить, что увеличение интенсивности размола на потоке лиственной целлюлозы позволило существенно снизить скручиваемость, которая является одним из основных дефектов высококачественных видов бумаги. Все остальные характеристики, нормируемые по ТУ для офисной бумаги, оставались в пределах нормы на протяжении всего периода исследований.

Аналогичные зависимости получены при оценке механических свойств образцов бумаги лабораторного изготовления из хвойной целлюлозы (рисунки 3, а, б, в, г). Было отмечено повышение более чем на 30 % таких прочностных характеристик, как сопротивление продавливанию, разрывная длина, разрушающее напряжение и др. при достижении удельной нагрузки на мельницах хвойного потока 10 кВт·ч/т и выше (рисунки 3, а, б). При этом степень помола хвойной целлюлозы не превышала 18 оШР.

В тоже время, характеристики, зависящие от толщины листа (например, сопротивление раздиранию и жесткость при изгибе), в данном диапазоне удельной нагрузки, имеют минимальные значения (рисунки 3, в, г). Отмеченные тенденции улучшения характеристик качества объясняются снижением размера флоккул в процессе размола, что приводит к образованию более равномерного на просвет листа.

Тенденция изменения индекса формования аналогична отмеченной для образцов лиственной целлюлозы. Минимальное значение индекса формования приходится на удельную нагрузку 15 кВтч/т (рисунок 3, г).

а б
в г

Рисунок 3 – Влияние удельной нагрузки на мельницах хвойного потока на изменение сопротивления продавливанию (а), разрывной длины (б), сопротивления раздиранию (в), индекса формования (г)



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.