磨片磨損堵漿的成因分析和對(duì)策

蔣小軍

（南通華嚴(yán)鑄造有限公司磨片研究中心，　江蘇　南通　226403）

磨片磨損堵漿的成因分析和對(duì)策

蔣小軍

（南通華嚴(yán)鑄造有限公司磨片研究中心，江蘇南通226403）

通過對(duì)打漿過程中磨片非正常磨損分析，率先提出磨片“小尾巴”、鋸齒磨損與堵漿現(xiàn)象之間的關(guān)聯(lián)，分析其成因和對(duì)打漿的影響。最后以實(shí)踐為依據(jù)介紹了解決方法。這為提高打漿質(zhì)量和打漿效率等提供了有效的借鑒對(duì)策。

磨片堵漿磨片磨損鈍化磨損磨片小尾巴多元合金磨片

0　前 言

無(wú)論是盤磨機(jī)、錐形磨漿機(jī)，或是圓柱磨漿機(jī)等制漿造紙業(yè)使用的打漿設(shè)備，磨片都是磨漿機(jī)工作時(shí)對(duì)纖維原料直接進(jìn)行多重作用的核心元件。磨片對(duì)影響打漿的質(zhì)量和效率具有關(guān)鍵作用［1］。但是磨片材質(zhì)、齒型設(shè)計(jì)以及操作等因素常常導(dǎo)致磨片鋸齒形磨損和溝槽堵塞，從而影響打漿的質(zhì)量和穩(wěn)定性，困擾著造紙工作者。簡(jiǎn)要介紹磨片非正常磨損和堵漿現(xiàn)象，分析其成因，并提出解決對(duì)策，供業(yè)界借鑒。

1　磨片磨損形態(tài)、溝槽堵塞現(xiàn)象和成因

1.1磨片的幾種磨損形態(tài)

1.1.1磨損自銳型

如多元合金磨片硬度高、耐磨、磨損均勻［2］、能保持磨齒邊緣的銳度，保證打漿質(zhì)量從初期到最后都保持相對(duì)的穩(wěn)定性，磨漿電耗低，降低全壽命周期運(yùn)行成本，見圖1（a）。

1.1.2鈍化磨損型

硬度高、耐磨、磨齒邊緣易鈍化變圓、影響磨漿質(zhì)量，導(dǎo)致打漿電耗增加，見圖1（b）。

1.1.3塑性變形型

如不銹鋼磨片和塑料磨片雖然韌性高，但是硬度低、易磨損，易產(chǎn)生磨齒卷邊、“小尾巴”等塑性變形，導(dǎo)致掛漿、堵漿、塞縫，影響磨漿勻度和通過量，見圖1（c）。

1.1.4磨損不均型

某些磨片材質(zhì)不均勻，常常導(dǎo)致磨損不均勻，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)波浪形、鋸齒形等嚙合狀磨損，易產(chǎn)生掛漿、堵漿，影響磨漿勻度，見圖2（a）。

1.1.5硬脆易斷型

如高鉻白口鑄鐵磨片脆性高，易斷齒，常常影響打漿質(zhì)量和生產(chǎn)的穩(wěn)定性，見圖2（b）。

圖1　磨齒截面的三種磨損形態(tài)（自銳、鈍化和塑性變形）

圖2　波浪形、鋸齒形磨損和脆性斷齒

1.2形成原因

磨漿機(jī)在運(yùn)行過程中，纖維束掛在磨片齒邊緣開始受到多次剪切、沖擊和面向擠壓，見圖3。磨片也就不可避免地受到?jīng)_擊、摩擦、擠壓等作用力，因此，磨片材質(zhì)需要具備優(yōu)良的耐磨性能和抗沖擊性能；同時(shí)還需要杜絕鈍化磨損、塑性變形、脆性斷齒、磨損不均等不利現(xiàn)象。業(yè)界公認(rèn)磨片塑性變形出現(xiàn)“小尾巴”以及波浪形鋸齒形磨損影響打漿質(zhì)量，但卻忽略了這種非正常磨損還有更大的弊端，“小尾巴”和鋸齒尖部位還會(huì)勾住纖維，使紙漿無(wú)法泵出，使纖維絮聚并受到磨齒的沖擊和擠壓力，被壓縮到磨片溝槽內(nèi)形成堵塞，見圖4。這是南通華嚴(yán)磨片研究中心通過觀察和分析數(shù)百個(gè)磨片堵塞實(shí)例得出的最新觀點(diǎn)。

圖3　磨漿過程磨齒作用

圖4　“小尾巴”和鋸齒尖勾住絮聚纖維造成磨片堵塞

2　磨片非正常磨損和堵漿對(duì)打漿的影響

2.1影響打漿的因素

打漿是一種裝備簡(jiǎn)單、工藝復(fù)雜的生產(chǎn)過程，影響打漿的因素有很多，見表1。紙漿原料和打漿過程控制的重要性是公認(rèn)的，在此不作贅述，但是磨片因素卻沒有得到充分的重視，特別是業(yè)界忽略了磨片的磨損形態(tài)和堵漿現(xiàn)象對(duì)于打漿的影響，往往因此而影響了紙張的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

2.2影響質(zhì)量、效率并增加全壽命周期成本

磨片塑性變形、“小尾巴”和鋸齒形磨損，容易產(chǎn)生更多的絮聚纖維束，降低紙漿纖維勻整性，見圖5a。并影響到紙張勻度以及強(qiáng)度指標(biāo)。

表1　影響打漿的因素

圖5　鋸齒形磨損和“小尾巴”的位置出現(xiàn)了明顯纖維壓實(shí)和堵塞

由圖5可見，磨損均勻的部位未出現(xiàn)堵漿，鋸齒形磨損和“小尾巴”的位置出現(xiàn)了明顯纖維壓實(shí)和堵塞，用高壓水無(wú)法沖掉，用鋼針也很難挖出來；磨片溝槽堵塞使一部分磨齒邊緣失去作用，影響對(duì)纖維初生壁和次生壁外層的破除，不利于纖維的潤(rùn)脹和細(xì)纖維化作用，影響紙漿纖維的分絲帚化和結(jié)合力的改善；磨片溝槽堵塞還會(huì)影響紙漿在溝槽的通過，降低打漿效率，造成打漿電耗上升，對(duì)于磨片的壽命周期成本是不利的。

3　解決方法

筆者在為造紙企業(yè)分析打漿和紙張勻度差成因的過程中，結(jié)合磨片齒型、磨片材質(zhì)、漿料濃度、流量、電流、壓力等使用工況的調(diào)整，將“比刀緣負(fù)荷”及“比表面負(fù)荷”兩種理論有機(jī)結(jié)合［3］，觀察磨片磨損形態(tài)，并做了大量的分析和比對(duì)，提出磨片非正常磨損和堵漿的解決途徑。

3.1避免塑性變形

塑性高的不銹鋼磨片抗沖擊韌性較好，但因材質(zhì)硬度低，往往磨損較快，容易出現(xiàn)鈍化、卷邊和“小尾巴”等塑性變形現(xiàn)象。特別是錐形磨漿機(jī)磨片因?yàn)槌杀据^高，很多工廠為防止出現(xiàn)“小尾巴”，則無(wú)奈地采用低負(fù)載運(yùn)行，浪費(fèi)大量電能，并存在超期服役，齒條嚴(yán)重鈍化，使打漿作用下降，影響打漿后的纖維勻整性。

3.2避免高脆性

硬度較高的高鉻白口鑄鐵磨片具有較高的脆性，容易出現(xiàn)斷齒，影響生產(chǎn)穩(wěn)定性。

3.3避免材質(zhì)不均

材質(zhì)不均勻的金屬磨片，使用中會(huì)出現(xiàn)磨損不均的波浪形和鋸齒形磨損，除了容易堵漿，還導(dǎo)致打漿電流的波動(dòng)大，嚴(yán)重影響打漿質(zhì)量。

3.4嚴(yán)格過程控制

保持漿料潔凈，杜絕石子、鐵絲、螺栓等異物進(jìn)入磨漿機(jī)腔體，控制好合適的濃度、壓力、進(jìn)刀方式、步驟和電流，防止斷齒和劇烈磨損。

3.5優(yōu)化磨片材質(zhì)

選擇具有較高抗沖擊強(qiáng)度和耐磨性的磨片材質(zhì)，如具有良好自銳性能的粗粒多元合金磨片，見圖6或雙金屬不銹鋼磨片。圖6所示1 200 mm多元合金磨片，配套某國(guó)外品牌磨漿機(jī)替代進(jìn)口磨片，粗粒多元合金磨片帚化效果好，打漿電流穩(wěn)定，使用全周期無(wú)“小尾巴”，磨損非常均勻平整，未出現(xiàn)斷齒現(xiàn)象和波浪形、鋸齒形、嚙合狀等非正常磨損。

圖6　1200 mm多元合金磨片配套進(jìn)口盤磨，磨損均勻平整

4　結(jié)束語(yǔ)

著眼于磨片材質(zhì)、磨損形態(tài)和堵漿現(xiàn)象的研究，首次提出了磨片非正常磨損和堵漿現(xiàn)象的形成原因及關(guān)聯(lián)性。通過分析磨片非正常磨損對(duì)打漿和紙張質(zhì)量的影響，介紹了幾種解決非正常磨損和堵漿的方法。嚴(yán)格打漿過程控制和選擇自銳性能良好的多元合金磨片，可有效解決斷齒、鋸齒形磨損、“小尾巴”及堵漿等制約生產(chǎn)的問題，有助于改善成漿勻度和成紙品質(zhì)，并降低打漿電耗，提高紙廠生產(chǎn)穩(wěn)定性。

［1］ 蔣小軍.進(jìn)口雙盤磨漿機(jī)磨片國(guó)產(chǎn)化與打漿節(jié)能實(shí)踐［C］.首屆中國(guó)造紙裝備發(fā)展論壇報(bào)告和論文專集，河南焦作：中國(guó)造紙裝備發(fā)展論壇組委會(huì)秘書處，2010：262.

［2］ 蔣小軍， 任紅銳， 尚慶武，等. Soft fin軟鰭磨片降低磨漿能耗 提高原紙抗張指數(shù)［C］.第二屆中國(guó)造紙裝備發(fā)展論壇報(bào)告和論文專集， 山東高唐：中國(guó)造紙裝備發(fā)展論壇組委會(huì)秘書處，2013：168.

［3］ 袁麟，蔣小軍.打漿磨片材質(zhì)與齒型的優(yōu)化， ［J］.中國(guó)造紙，2011，30（3）：71-73.

Analysis and strategy of refiner plates wear clogging pulp causes

JIANG Xiaojun
Nantong Huayan Casting Co.， Ltd. Refining Plate Research Center， Nantong 226403， Jiangsu，China

The pulp and paper mills Refiner plates by Refining abnormally wear analysis， First proposed Refiner plates “l(fā)ittle tail” association sawtooth wear and clogging pulp phenomena， Practice-based presentation of the causes and solutions generated，Refining the industry to improve the quality and efficiency of Refining to provide an effective countermeasure for reference.

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蔣小軍，高級(jí)工程師，主要從事磨漿機(jī)理的研究和磨片設(shè)計(jì)、研發(fā)、應(yīng)用指導(dǎo)。通訊地址：江蘇省南通市如東縣岔河鎮(zhèn)白石路8號(hào)，電話：13222131116，E-mail：jindongzhiye@163.com